CN103242538A - 一种水溶性网状瓜环聚合物及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于油田采油行业中聚合物驱油的水溶性网状瓜环聚合物及其制备方法。它适应深井高温高矿化度的开采原油环境，提高耐温抗盐性能。其技术方案是：该瓜环聚合物由环氧氯丙烷与羟基瓜环聚合而得，所用原料及各组分的质量百分比为：环氧氯丙烷30.3～39.5%；羟基瓜环2.3～2.7%；氢氧化钾2.2～2.6%；去离子水55.8～64.3%。其制备方法：在三口烧瓶中加入去离子水，搅拌下加入氢氧化钾、羟基瓜环，在水浴温度为60℃加热搅拌；然后加入环氧氯丙烷，在60℃下搅拌反应1～2h出现凝胶；最后洗涤，烘干制得水溶性网状瓜环聚合物。本瓜环聚合物有良好的水溶性，制法简便、条件温和，具有较高的热稳定性和良好的抗盐性能，用于油田聚合物驱油。

Description

一种水溶性网状瓜环聚合物及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种用于油田采油行业中聚合物驱油的水溶性网状瓜环聚合物及其制备方法。

背景技术

化学驱是提高原油采收率的一个重要手段。聚合物驱作为化学驱的一个主要分支，广泛应用于各大油田的实际开采过程。聚合物驱是将水溶性聚合物添加到注水中，利用其增稠性能驱油。

目前广泛使用的聚合物是部分水解聚丙烯酰胺，它不仅可以提高水相粘度，还可以降低水相的有效渗透率。但是部分水解聚丙烯酰胺在高温下易降解，存在化学降解问题，且其分子链是柔性链，存在盐敏效应问题，所以部分水解聚丙烯酰胺不能满足高温高矿化度时注入液粘度的要求。本发明引入的水溶性网状瓜环聚合物用于驱油过程，具有良好的耐温抗盐性能。

发明内容

本发明的目的是：为了适应深井高温高矿化度的开采原油环境，提高耐温抗盐性能，特提供一种水溶性网状瓜环聚合物及其制备方法。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种水溶性网状瓜环聚合物，其特征在于：该瓜环聚合物是由环氧氯丙烷与羟基瓜环聚合而得，所用原料及各组分的质量百分比和部分性能为，其质量以克为单位：环氧氯丙烷30.3%～39.5%，为市场销售的无色油状液体；羟基瓜环2.3%～2.7%，将瓜环和过硫酸钠按照质量比为1:3加入到温度为55～75℃的去离子水中，不断搅拌反应4～5h后，用丙酮萃取后过滤，最后在烘箱中恒温60℃下干燥24h后，制得羟基瓜环固体；氢氧化钾2.2%～2.6%，为市场销售的固体颗粒；去离子水55.8%～64.3%。

一种水溶性网状瓜环聚合物的制备方法：在三口烧瓶中加入50mL去离子水，然后在搅拌条件下依次加入2.05g氢氧化钾、2.1g上述制得的羟基瓜环固体，在水浴温度为60℃下加热搅拌20～30min；然后向上述混合溶液中加入23.6～35.4g环氧氯丙烷，环氧氯丙烷的滴加速度是1ml/min，在水浴温度为60℃下继续加热搅拌，反应1～2h出现凝胶；反应结束后过滤分离出凝胶，用丙酮洗涤2～5次；最后将所得产品在烘箱中恒温60℃下干燥24h后，制得水溶性网状瓜环聚合物。反应式如下：

与现有技术相比，本发明的有益效果是：⑴该瓜环聚合物具有良好的水溶性，且制备方法简便、条件温和；⑵实验室自制的羟基瓜环拥有刚性结构，具有较高的热稳定性；由于瓜环端口存在着羰基，可以通过偶极作用和氢键作用键合地层中的钙离子、镁离子等阳离子，表现出良好的抗盐性能。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做具体说明。

实施例1水溶性网状瓜环聚合物的制备方法

在三口烧瓶中加入50mL去离子水，然后在搅拌条件下依次加入2.05g氢氧化钾、2.1g羟基瓜环，待其完全溶解后，在水浴温度为60℃下继续加热搅拌20min；然后控制滴液漏斗以1ml/min的速度向上述混合溶液中滴加环氧氯丙烷共计35.4g，在水浴温度为60℃下继续加热搅拌，反应1h后出现凝胶；停止反应后过滤分离出凝胶，用丙酮洗涤3次；最后将所得产品在烘箱中恒温60℃下干燥24h后，制得水溶性网状瓜环聚合物。

实施例2水溶性网状瓜环聚合物的耐温性能测试

首先在去离子水中加入NaCl固体配制成浓度为3000mg/L的NaCl溶液；然后在上步NaCl溶液中分别加入上面制得的产物水溶性网状瓜环聚合物或丙烯酰胺聚合物，分别配成浓度为2000mg/L的瓜环聚合物溶液或丙烯酰胺聚合物溶液。在温度分别为25℃、45℃、65℃、85℃的条件下，用型号为NDJ-8S的粘度计测试其粘度可知：丙烯酰胺聚合物溶液的粘度值均在250mPa·s以下，其粘度随温度的升高而下降，当温度升至85℃时，丙烯酰胺聚合物溶液的粘度值降低至40mPa·s；而本发明制得的瓜环聚合物溶液在上述温度下的粘度值均高于丙烯酰胺聚合物，粘度值均保持150mPa·s以上，见表1。本发明制得的水溶性网状瓜环聚合物在温度较高时增粘效果优于一般的丙烯酰胺聚合物，具有较好的耐温性能。

表1

实施例3水溶性网状瓜环聚合物的抗盐性能测试

首先在去离子水加入NaCl固体配制一系列浓度的NaCl溶液，浓度分别为0mg/L,40mg/L,80mg/L,120mg/L；然后用上述不同浓度的NaCl溶液将上面制得的产物水溶性网状瓜环聚合物或丙烯酰胺聚合物，分别配成浓度为2000mg/L的瓜环聚合物溶液或丙烯酰胺聚合物溶液。在温度为25℃的条件下，用型号为NDJ-8S的粘度计测试其粘度可知：本发明制得的瓜环聚合物在上述系列浓度的盐溶液下的粘度值始终高于丙烯酰胺聚合物；相同浓度的盐溶液中，本发明制得的聚合物溶液的粘度值比丙烯酰胺聚合物溶液的粘度值高50mPa·s以上，见表2。本发明制得的水溶性网状瓜环聚合物在系列浓度的盐溶液中的增粘效果优于一般的丙烯酰胺聚合物，具有较好的抗盐性能。

表2

Claims (4)

1.一种水溶性网状瓜环聚合物，其特征是：该聚合物是由环氧氯丙烷与羟基瓜环聚合而得，所用原料及各组分的质量百分比和部分性能为，其质量以克为单位：环氧氯丙烷30.3%～39.5%，为市场销售的无色油状液体；羟基瓜环2.3%～2.7%，将瓜环和过硫酸钠按照质量比为1:3加入到温度为55～75℃的去离子水中，不断搅拌反应4～5h后，用丙酮萃取后过滤，最后在烘箱中恒温60℃下干燥24h后，制得羟基瓜环固体；氢氧化钾2.2%～2.6%，为市场销售的固体颗粒；去离子水55.8%～64.3%。

2.一种如权利要求1所述聚合物的制备方法，其特征是：先在三口烧瓶中加入50mL去离子水，在搅拌条件下依次加入2.05g氢氧化钾、2.1g上述制得的羟基瓜环固体，在水浴温度为60℃下加热搅拌20～30min；然后向上述混合溶液中加入23.6～35.4g环氧氯丙烷，环氧氯丙烷的滴加速度是1ml/min，在水浴温度为60℃下继续加热搅拌，反应1～2h出现凝胶；反应结束后过滤分离出凝胶，用丙酮洗涤2～5次；最后将所得产品在烘箱中恒温60℃下干燥24h后，制得水溶性网状瓜环聚合物。

3.根据权利要求1所述聚合物，其特征是：该聚合物用于聚合物驱油具有较好的耐温性能，首先用去离子水加入固体NaCl配制成浓度为3000mg/L的NaCl溶液；然后在上述NaCl溶液中加入上面制得的水溶性网状瓜环聚合物配制成浓度为2000mg/L的聚合物溶液，在上述NaCl溶液中加入市场购买的丙烯酰胺聚合物配制成浓度为2000mg/L的丙烯酰胺聚合物溶液；再在温度分别为25℃、45℃、65℃、85℃的条件下，用型号为NDJ-8S的粘度计测试上述两种聚合物溶液的粘度，丙烯酰胺聚合物溶液的粘度值均在250mPa·s以下，其粘度随温度的升高而下降，当温度升至85℃时，丙烯酰胺聚合物溶液的粘度值降低至40mPa·s；本发明制得的水溶性网状瓜环聚合物溶液在上述温度下其粘度值均高于丙烯酰胺聚合物溶液的粘度，粘度值均保持150mPa·s以上，鉴于本发明制得的聚合物在温度较高时的增粘效果优于丙烯酰胺聚合物，表明该聚合物与一般的丙烯酰胺聚合物相比有较好的耐温性能。

4.根据权利要求1所述聚合物，其特征是：该聚合物用于聚合物驱油具有较好的抗盐性能，首先用去离子水分别加入不同质量的NaCl固体，配制成浓度分别为0mg/L,40mg/L,80mg/L,120mg/L的系列浓度的NaCl溶液；然后分别用上述不同浓度的NaCl溶液加入上面制得的水溶性网状瓜环聚合物配制成浓度为2000mg/L的瓜环聚合物溶液，分别用上述不同浓度的NaCl溶液加入丙烯酰胺聚合物配制成浓度为2000mg/L的丙烯酰胺聚合物溶液；在温度为25℃下，用型号为NDJ-8S的粘度计测试其粘度可知：本水溶性网状瓜环聚合物在上述系列浓度的盐溶液下的粘度值均高于丙烯酰胺聚合物在相同浓度的盐溶液下的粘度值，在相同条件下，本发明制得的瓜环聚合物溶液的粘度值比购买的丙烯酰胺聚合物溶液的粘度值高50mPa·s以上，鉴于本发明制得的瓜环聚合物在系列浓度的NaCl溶液中的增粘效果均优于丙烯酰胺聚合物，表明本发明制得的水溶性网状瓜环聚合物与一般的丙烯酰胺聚合物相比有较好的抗盐性能。