CN102229692B - 一种耐温抗盐am/acd/ae共聚物及制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于石油开采中作为驱油剂的耐温抗盐AM/ACD/AE共聚物及制备方法。它可克服油藏温度不断升高、地层矿化度不断增加对注入液粘度的要求。其技术方案是：该共聚物所用原料的摩尔百分比为：AM单体为88.2-91.4%、ACD单体为8-11%、AE单体为0.6-0.8%，氧化剂为过硫酸钾占单体总质量的0.3-0.5%、还原剂为亚硫酸氢钠占单体总质量的0.35-0.45%。在容器中先加入AM及ACD和AE，然后加水配成浓度为15%的溶液，搅拌溶解后再加入氧化剂和还原剂，混合均匀后充氮气除氧，在40-50℃下反应4-5h，产品洗涤烘干得AM/ACD/AE共聚物。该发明的制备方法简便可行、反应条件温和；产品具有包结缔合功能，能够耐温抗盐，用于油田三次采油中。

Description

一种耐温抗盐AM/ACD/AE共聚物及制备方法

技术领域

本发明涉及一种用于石油采油行业中作为驱油剂的耐温抗盐AM/ACD/AE共聚物及制备方法。

背景技术

针对二次采油未能采出的残余油和剩余油，进行三次采油是提高采收率的重要方法，其中聚合物驱油是我国三次采油中非常重要并大规模实施的技术。高相对分子质量的部分水解聚丙烯酰胺被广泛用作三次采油中的聚合物驱，可以提高油田注入液的粘度、调整水油流度比、改善油藏的非均质性、提高注入液的波及系数。但部分水解聚丙烯酰胺在实际应用中也存在一些问题，如耐温抗盐性能差等。随着油藏温度的升高，地层水矿化度增大，聚丙烯酰胺水溶液的粘度大幅下降，不能满足在高温、高盐条件下增加注入液粘度的要求。因此，开发耐温抗盐聚合物成为国内外水溶性聚合物研发的重点课题。本发明引入新型耐温抗盐单体甲基丙烯酸辛基酚聚氧乙烯酯（AE），与烯丙基环糊精（ACD）单体和丙烯酰胺(AM)单体进行共聚，制备出AM/ACD/AE共聚物，该共聚物作为油田驱油剂，具有较好的耐温抗盐能力。

发明内容

本发明的目的是：为了克服油藏温度不断升高，地层矿化度不断增大，现有聚合物驱油剂不能很好的满足高温、高盐条件下增加注入液粘度的要求，特提供一种耐温抗盐AM/ACD/AE共聚物及制备方法。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：一种耐温抗盐AM/ACD/AE共聚物，其特征在于：该共聚物是由丙烯酰胺简写AM，烯丙基环糊精简写ACD，甲基丙烯酸辛基酚聚氧乙烯酯简写AE三种单体聚合而得；所用原料组分的摩尔百分比及部分性能为：AM单体为88.2-91.4%，将AM用蒸馏水配成浓度为50g/L的水溶液；ACD单体为8-11%，将5.0g环糊精溶于25mL二甲基亚砜中，加入2.0g NaOH作催化剂，再逐滴加入4.0mL溴丙烯，反应48h后即得单体烯丙基环糊精；AE单体0.6-0.8%，在装有搅拌、温度计和分流器的三口烧瓶中，依次加入4g甲基丙烯酸甲酯和0.822g辛基酚聚氧乙烯醚OP-10，并加入0.0019g钛酸四丙酯作催化剂，加入1.45g甲苯作共沸剂，在80℃下反应40min后，冷却静置，先常压蒸馏去除轻组分，后减压蒸馏，其真空压为-0.097MPa，得到甲基丙烯酸辛基酚聚氧乙烯酯产物；共聚物制备中，氧化剂用过硫酸钾，占单体总质量的0.3%-0.5%；还原剂用亚硫酸氢钠，占单体总质量的0.35%-0.45%。该共聚物的结构式为：

其中X的摩尔百分比为88.2-91.4%、Y的摩尔百分比为8-11%，

符号表示环糊精结构单元。

一种耐温抗盐AM/ACD/AE共聚物的制备方法：在250mL三口瓶中，先加入7.1g丙烯酰胺AM及13.1g烯丙基环糊精ACD和0.698g甲基丙烯酸辛基酚聚氧乙烯酯AE；然后加入140mL去离子水，配成单体总质量百分浓度为15%的溶液，质量以克为单位，搅拌待单体完全溶解后，再加入浓度为0.8g/mL的过硫酸钾0.11mL和浓度为0.7g/mL亚硫酸氢钠0.11mL ，其AM、ACD与AE三者的摩尔比为89.3:10:0.7；最后将上述溶液混和均匀后，充氮气20min除氧，在40-50℃下反应4-5h，得胶体状产物，用无水乙醇洗涤3-5次，直至出现白色沉淀，在50℃烘箱中烘24h后，制得本发明耐温抗盐AM/ACD/AE共聚物。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：⑴ AM/ACD/AE共聚物的制备方法简便可行，反应条件温和；⑵ 引入具有包结功能的环糊精结构单元，增强共聚物的疏水缔合作用；⑶ 实验室自制出新型抗盐单体甲基丙烯酸辛基酚聚氧乙烯酯AE，因其带有刚性的侧链结构，与环糊精的空腔结构相互作用，制备出具有包结缔合功能，并能够耐温抗盐的新型共聚物，用于油田三次采油中，体现出良好的耐温抗盐能力。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明进一步说明。

实施例1  AM/ACD/AE共聚物的制备方法

先用140mL去离子水将7.1g丙烯酰胺AM及13.1g烯丙基环糊精ACD和0.698g甲基丙烯酸辛基酚聚氧乙烯酯AE三种单体配成单体质量浓度为15%的溶液，将该溶液加入到250mL三口瓶中；然后再依次加入浓度为0.8g/mL的过硫酸钾0.11mL和浓度为0.7g/mL亚硫酸氢钠0.11mL，将上述混合溶液搅拌均匀后，充氮气20min除氧，在45℃下反应5h，得胶体状产物，用无水乙醇洗涤3次，直至出现白色沉淀，在50℃烘箱中烘24h后，制得AM/ACD/AE共聚物。

按GB12005.1-89所述标准测定AM/ACD/AE共聚物的特性粘数，再根据GB/T12005.10-92标准测定共聚物的分子量，测得AM/ACD/AE共聚物的平均分子量为M＝2.37×10⁶ g/mol。

实施例2  AM/ACD/AE共聚物的耐温性效果

为了评价AM/ACD/AE共聚物的耐温能力，做了以下实验进行证明。将得到的产物AM/ACD/AE共聚物和购买的丙烯酰胺聚合物，分别配成浓度为2000mg/L的盐溶液，具体过程如下：首先用去离子水配制浓度为3000mg/L的NaCl溶液；再用配制的盐溶液将上述制得的产物AM/ACD/AE配成2000mg/L的共聚物水溶液；将购买的丙烯酰胺聚合物也配成2000mg/L的溶液；最后将上面配成的两种溶液，在不同温度下测定溶液表观粘度的变化情况，证明该发明制得的AM/ACD/AE共聚物比一般的丙烯酰胺聚合物，有较好的耐温性。

实施例3  AM/ACD/AE共聚物的抗盐性效果

为了评价AM/ACD/AE共聚物的抗盐能力，做了以下实验进行证明。将得到的产物AM/ACD/AE共聚物和购买的丙烯酰胺聚合物，分别配成浓度为2000mg/L的盐溶液，具体过程如下：用去离子水将NaCl配制成一系列浓度的盐水溶液，用不同浓度的盐溶液分别将丙烯酰胺聚合物和AM/ACD/AE共聚物配成浓度为2000mg/L的共聚物溶液，在温度为25℃的条件下，测定二者的表观粘度变化情况，证明该发明制得的AM/ACD/AE共聚物比一般的丙烯酰胺聚合物，有较好的抗盐性。

Claims (3)

1.一种耐温抗盐AM/ACD/AE共聚物，其特征在于：该共聚物是由丙烯酰胺简写AM、烯丙基环糊精简写ACD、甲基丙烯酸辛基酚聚氧乙烯酯简写AE三种单体聚合而得；所用单体原料的摩尔百分比及部分性能为：AM单体为88.2-91.4%，将AM用蒸馏水配成浓度为50g/L的水溶液；ACD单体为8-11%，将5.0g环糊精溶于25mL二甲基亚砜中，加入2.0g NaOH作催化剂，再逐滴加入4.0mL溴丙烯，反应48h后即得单体烯丙基环糊精；AE单体0.6-0.8%，在装有搅拌、温度计和分流器的三口烧瓶中，依次加入4g甲基丙烯酸甲酯和0.822g辛基酚聚氧乙烯醚OP-10，并加入0.0019g钛酸四丙酯作催化剂，加入1.45g甲苯作共沸剂，在80℃下反应40min后，冷却静置，先常压蒸馏去除轻组分，后减压蒸馏，其真空压为-0.097MPa，得到甲基丙烯酸辛基酚聚氧乙烯酯产物；氧化剂用过硫酸钾，占单体总质量的0.3%-0.5%；还原剂用亚硫酸氢钠，占单体总质量的0.35%-0.45%。

2.一种耐温抗盐AM/ACD/AE共聚物，其特征在于：在250mL三口瓶中，先加入7.1g丙烯酰胺AM及13.1g烯丙基环糊精ACD和0.698g甲基丙烯酸辛基酚聚氧乙烯酯AE，然后加入140mL去离子水，配成单体总质量百分浓度为15%的溶液，质量以克为单位，搅拌待单体完全溶解后，再加入浓度为0.8g/mL的过硫酸钾0.11mL和浓度为0.7g/mL亚硫酸氢钠0.11mL，AM、ACD与AE三者的摩尔比为89.3:10:0.7；最后将上述溶液混和均匀后，充氮气20min除氧，在40-50℃下反应4-5h，得胶体状产物，用无水乙醇洗涤3-5次，直至出现白色沉淀，在50℃烘箱中烘24h后，制得AM/ACD/AE共聚物。

3.根据权利要求1或2所述共聚物，其特征在于：所用环糊精是α-环糊精、或β-环糊精、或γ-环糊精的一种。