CN102504292B - 聚合物驱油用有机交联体系及交联剂制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于提高石油采收率的有机交联聚合物驱油体系。按以下步骤进行：在反应釜里，加入苯酚、部分氢氧化钠和乌洛托品，升温到50℃，反应30min，加入部分戊二醛和间苯二酚，升温到60℃，反应50min，再加入剩余氢氧化钠、柠檬酸铝和硫酸铝，升温到70℃，反应20min，最后加入剩余的戊二醛，升温到90℃，反应30min，待物料冷却后放料，得产品。本发明建立了一种成胶时间和强度可控、热稳定性好、耐温抗盐性好以及对环境无害的有机交联聚合物驱油体系。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于提高石油采收率的有机交联聚合物驱油体系。
背景技术
随着对油藏的不断开采，大多数早期开发的油田已进人了高含水期。为有效提高原油采收率，近年来国内油田化学工作者进行了许多研究。大量的室内和现场试验表明，聚合物驱油技术能够有效封堵地层，降低生产井产出水，是一种同时具有聚合物凝胶堵水和油藏内部流体流度调节这两种技术特点和方法的化学驱，能更大限度地扩大波及体积和提高驱油效率。但由于聚合物在实际使用时存在耐温抗盐性差、易高温水解、易氧化降解等问题。因此需要对聚合物进行改性或添加交联剂，使聚合物驱油体系满足高温、高盐油藏需要。改性聚合物主要分为含耐温抗盐单体的聚合物、两性离子聚合物、疏水缔合水溶性聚合物、聚合物复合体系和梳形聚合物五类。交联剂主要有两类：一类是能与聚合物分子中羧酸基团作用的过渡金属有机交联剂；另一类是能与水溶性聚合物分子中酰胺基团作用的有机树脂交联剂。
改性聚合物如“丙烯酰胺／2一丙烯酰胺基一2一甲基丙磺酸／N，N一二甲基丙烯酰胺三元共聚物”，由于在共聚物分子中引人了一sO 一基团，明显改善了共聚物的抗盐性，通过对AMPS和DMAM协同作用，共聚物具有良好的耐温抗盐性能。如“丙烯酰胺／2一丙烯酰胺基一2一甲基丙磺酸／N一烷基丙烯酰胺三元共聚物”，由于疏水基团的引入，使该共聚物在水溶液中的均方旋转半径值较大，具有较好的耐温抗盐性和良好的水溶性，可应用于较高温度和矿化度油藏的三次采油过程。如“新型梳形抗盐聚合物(KYPAM)”具有较好的抗盐耐碱能力和良好的剪切稳定性，用于聚合物驱时可以直接用油田污水配制，可节约大量宝贵的淡水资源。但上述研究按现有的生产条件(合成原料、合成方法、生产工艺)得到的耐温抗盐单体成本太高，且纯度达不到要求，使得复合活性远低于丙烯酰胺，聚合得到的共聚物分子量低、成本高，只能少量用于特定场合，难以推广。因此现在使用较多的仍是交联剂。
采用过渡金属交联聚合物体系是提高采收率的有效手段，具有适应性强等优点，可适用于较宽范围的温度和pH值条件，成胶时间及粘度易控制，能稳定存在45天以上，但高温老化后易破胶缩水；且过渡金属会对人体和环境造成伤害，随着国际以及国内各界对环保意识的加强，过渡金属交联聚合物驱油体系已逐渐不能满足环保要求；有机树脂交联剂热稳定性好，但成胶缓慢。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种有机交联聚合物驱油体系及交联剂制备方法，克服上述改性聚合物和交联剂的缺点，制备一种有机交联剂，以建立一种成胶时间和强度可控、热稳定性好、耐温抗盐性好以及对环境无害的有机交联聚合物驱油体系。
本发明聚合物驱油用有机交联剂，其特征在于其重量组成为：
戊二醛20～30份、苯酚5～10份、间苯二酚0～2份、乌洛托品0～5份、柠檬酸铝5～10份、硫酸铝3～7份、氢氧化钠1～5份。
本发明的有机交联剂可在上述组分的基础上加入间苯二酚、乌洛托品中的一种或两种；间苯二酚、乌洛托品参加配方时优选的重量组成为：间苯二酚1～2份、乌洛托品1～5份。
聚合物驱油用有机交联剂的制备方法为：
在反应釜里（按重量组份），加入5～10份苯酚、1～3份氢氧化钠和0～5份乌洛托品，升温到45～55℃，反应25～35min，加入10～20份戊二醛和0～2份间苯二酚，升温到55～65℃，反应45～55min，再加入1～2份氢氧化钠、5～10份柠檬酸铝和3～7份硫酸铝，升温到65～75℃，反应15～25min，最后加入1～10份戊二醛，升温到85～95℃，反应25～35min，待物料冷却后放料，得产品。
本发明的优点：
本发明的有机交联聚合物驱油体系是HPAM／酚醛树脂一铝盐复合交联体系，具有良好的协同稳定效应，使用时成胶时间和强度可控、热稳定性好、耐温抗盐性好以及对环境无伤害。
由于本发明的有机交联剂在复合过程中用铝盐对有机体进行修饰，能极大的改善交联剂的成胶时间和强度以及耐温抗盐性，避免交联剂在用于聚合物驱油时出现成胶时间缓慢、耐温抗盐性不好等现象。因有机交联剂在其分子上带有多元活泼的羟甲基官能团，有较强的脱水缩合反应能力，因此，与聚合物基团之间的脱水缩合反应在弱碱性或中性条件下就可完成；同时铝盐与聚合物的交联反应从微观上看是铝离子与羧酸根之间的反应，两者之间主要以配位键形式结合，配位体浓度增大，可增快交联反应速度，由于这种以静电引力相互吸引所形成的化学键需要能量低，即发生反应所需的活化能低，反应在相对较低的温度下就可进行。把按表二配制的含盐交联聚合物驱油体系进行驱油体系粘度测试，表三是将驱油体系放在控温旋转粘度测试仪中测试的粘度。从表三可以发现，所制备的有机交联剂在形成有机交联聚合物驱油体系时与传统交联剂所形成的驱油体系相比，具有较出色的耐温抗盐性，热稳定性好。
具体实施方式：
实施例1：
在装有搅拌器、温度计及加热套的2m3不锈钢反应釜里，加入250kg苯酚、35kg氢氧化钠和30kg乌洛托品，升温到50℃，恒温反应30min，加入500kg戊二醛，升温到60℃，恒温反应50min，再加入15kg氢氧化钠、200kg柠檬酸铝和100kg硫酸铝，升温到70℃，恒温反应20min，最后加入250kg戊二醛，升温到90℃，恒温反应30min。待物料冷却后放料，得产品。详细配方见表一，配方编号RD-841。
实施例2：
在装有搅拌器、温度计及加热套的2m3不锈钢反应釜里，加入300kg苯酚、35kg氢氧化钠，升温到50℃，恒温反应30min，加入500kg戊二醛和20kg间苯二酚，升温到60℃，恒温反应50min，再加入15kg氢氧化钠、150kg柠檬酸铝和150kg硫酸铝，升温到70℃，恒温反应20min，最后加入200kg戊二醛，升温到90℃，恒温反应30min。待物料冷却后放料，得产品。详细配方见表一，配方编号RD-842。
表一
表二
表三
Claims (1)
1.一种有机交联体系的制备方法，其特征在于，按以下步骤进行：在反应釜里按重量组份，加入5～10份苯酚、1～3份氢氧化钠和0～5份乌洛托品，升温到45～55℃，反应25～35min，加入10～20份戊二醛和0～2份间苯二酚，升温到55～65℃，反应45～55min，再加入1～2份氢氧化钠、5～10份柠檬酸铝和3～7份硫酸铝，升温到65～75℃，反应15～25min，最后加入1～10份戊二醛，升温到85～95℃，反应25～35min，待物料冷却后放料，得产品。
2、一种上述权利要求中所述的有机交联体系的运用，其特征在于，应用于油田开采驱油之用。
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