CN104311733A - 一种保粘聚合物及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种保粘聚合物及其制备方法，按重量份计包括以下组分：丙烯酰胺70～130份，阴离子单体13～26份，非离子单体1～5份，阳离子疏水单体2～5份，稳定剂1～5份，表面活性剂0.1～0.6份，去离子水200～400份。该保粘聚合物通过将各组分按照比例混合后，在氮气条件下经引发剂聚合交联，最后经过切割、造粒、烘干、粉碎等物理手段制得。本发明保粘聚合物分子间缔合形成物理交联网络，形成较大的超分子空间网状结构，不易发生降解，不易老化，具有良好的增粘性与热稳定性。

Description

一种保粘聚合物及其制备方法

技术领域

本发明属于石油开采技术领域，具体涉及一种保粘聚合物及其制备方法。

背景技术

目前国内许多水驱油田都已进入中后期，该时期由于储层的非均质性以及不利的流度比，使水驱后的地层仍然存在着大量的剩余油，普遍表现为油井含水高，产量低，开采的经济效益差，为了保证油田的稳产，增产和解决石油产量与市场需求之间的矛盾，化学驱是一项恒有利的提高采收率方法，主要包括聚合物驱、碱/聚合物驱、碱/聚合物/表面活性剂驱。

目前常规线性聚丙烯酰胺在高矿化度、高碱度环境中存在以下几方面问题：一是在高矿化度高盐的条件下，部分水解聚丙烯酰胺溶液的增粘能力显著下降，二价阳离子如钙镁等在一定条件下可以与聚丙烯酰胺分子链上的羧基产生沉淀；二是聚丙烯酰胺溶液在碱性条件下容易水解，水解后粘度急剧降低，因此为了油田采油产量的稳定，提高采收率，保证采油的经济性，油田急需一种可以在三元环境下粘度保留率比较高的聚合物。

发明内容

本发明针对现有技术线性聚丙烯酰胺不耐温、不耐剪切、不耐碱、粘度保留率低的缺陷，目的在于提供一种具有良好的增粘性与热稳定性的保粘聚合物。

本发明具体通过以下技术方案实现：

一种保粘聚合物，按重量份计包括以下组分：

优选的，一种保粘聚合物，按重量份计包括以下组分：

本发明所述的阴离子单体为丙烯酸、甲基丙烯酸、含氟甲基丙烯酸、含硅甲基丙烯酸、衣康酸、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸中的一种或几种。

本发明所述的非离子单体为N-乙烯基吡咯烷酮、N-乙烯基甲酰胺、N，N-二甲基丙烯酰胺、羟甲基(甲基)丙烯酰胺、二甲基丙烯酰胺、二甲胺基丙基甲基丙烯酰胺、二甲胺基丙基丙烯酰胺、N-羟甲基丙烯酰胺、双丙酮丙烯酰胺、N-异丙基甲基丙烯酰胺、N-异丙基丙烯酰胺中的一种或几种。

本发明所述的阳离子疏水单体为十八烷基二甲基烯丙基氯化铵、十六烷基二甲基烯丙基氯化铵中的一种或其两种混合物。

本发明所述的稳定剂为四羟甲基甘脲、丙烯基硫脲中的一种或几种。

本发明所述的表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、Tween80、Tween60、Tween20中的一种或几种。

本发明保粘聚合物通过以下方法制备：将丙烯酰胺溶于去离子水中制成水溶液，将阴离子单体、非离子单体、阳离子疏水单体、稳定剂和表面活性剂按照比例混合均匀后加入丙烯酰胺水溶液中，搅拌均匀后转入反应器内，通氮气30min后加入1#引发剂，继续通氮气10min后加入2#引发剂，通氮气10min后再加入3#引发剂，继续通氮气直至反应体系有1～2℃升温，停止通氮气，待反应体系升温至最高温后保温6小时，切割、造粒、烘干、粉碎得到本产品。

所述的1#引发剂为硝酸铈氨，且按重量份添加量为0.15～0.35份。

所述的2#引发剂为过硫酸铵、过硫酸钠、过硫酸钾、双氧水中的一种或多种，且按重量份添加量为0.01～0.03份。

所述的3#引发剂为亚硫酸氢钠、雕白粉、硫代硫酸钠、硫酸亚铁中的一种或多种，且按重量份添加量为0.01～0.03份。

本发明所述的一种保粘聚合物作为驱油剂的应用。

本发明的有益效果为：配方体系加入了耐碱单体及保粘单体，产品可以降低使用浓度，粘度保留率在80％以上；引入稳定剂四羟甲基甘脲、丙烯基硫脲，与阳离子疏水单体进行共聚，所得共聚物不易发生降解，不易老化，具有较好的热稳定性；引入阳离子长链疏水单体，共聚物分子间缔合形成物理交联网络，形成较大的超分子空间网状结构，表现出良好的增粘性与热稳定性。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步的说明，以下所述，仅是对本发明的较佳实施例而已，并非对本发明做其他形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为同等变化的等效实施例。凡是未脱离本发明方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化与改型，均落在本发明的保护范围内。

应用实施例一

实施例1

一种保粘聚合物，按重量份计由以下组分组成：

该保粘聚合物通过以下方法制备：将丙烯酰胺溶于去离子水中制成水溶液，将丙烯酸、N-乙烯基吡咯烷酮、十八烷基二甲基烯丙基氯化铵、四羟甲基甘脲和十二烷基苯磺酸钠按照比例混合均匀后加入丙烯酰胺水溶液中，搅拌均匀后转入反应器内，通氮气30min后加入1#引发剂硝酸铈氨0.15份，继续通氮气10min后加入2#引发剂过硫酸钠0.03份，通氮气10min后再加入3#引发剂亚硫酸氢钠0.01份，继续通氮气直至反应体系有1～2℃升温，停止通氮气，待反应体系升温至最高温后保温6小时，切割、造粒、烘干、粉碎得到本产品。

实施例2

一种保粘聚合物，按重量份计由以下组分组成：

该保粘聚合物的通过以下方法制备：将丙烯酰胺溶于去离子水中制成水溶液，将含氟甲基丙烯酸、N-异丙基甲基丙烯酰胺、十八烷基二甲基烯丙基氯化铵、丙烯基硫脲和十二烷基硫酸钠按照比例混合均匀后加入丙烯酰胺水溶液中，搅拌均匀后转入反应器内，通氮气30min后加入1#引发剂硝酸铈氨0.35份，继续通氮气10min后加入2#引发剂过硫酸钾0.01份，通氮气10min后再加入3#引发剂硫代硫酸钠0.03份，继续通氮气直至反应体系有1～2℃升温，停止通氮气，待反应体系升温至最高温后保温6小时，切割、造粒、烘干、粉碎得到本产品。

实施例3

一种保粘聚合物，按重量份计由以下组分组成：

该保粘聚合物的通过以下方法制备：将丙烯酰胺溶于去离子水中制成水溶液，将含硅甲基丙烯酸、二甲基丙烯酰胺、十六烷基二甲基烯丙基氯化铵、四羟甲基甘脲和Tween80按照比例混合均匀后加入丙烯酰胺水溶液中，搅拌均匀后转入反应器内，通氮气30min后加入1#引发剂硝酸铈氨0.20份，继续通氮气10min后加入2#引发剂过硫酸钠0.02份，通氮气10min后再加入3#引发剂硫酸亚铁0.02份，继续通氮气直至反应体系有1～2℃升温，停止通氮气，待反应体系升温至最高温后保温6小时，切割、造粒、烘干、粉碎得到本产品。

应用实施例二

下面针结合具体的实验方案对本发明保粘聚合物性能进行评价鉴定。

实施例4粘度测定

分别取实施例1～3制备的保粘聚合物配置成5000mg/L聚合物母液，分别利用模拟污水稀释成1000mg/L溶液，设为实验组；取普通高分聚丙烯酰胺，分子量2100万按照同样条件配置溶液，设为对照组。将最终配置的溶液置于恒温干燥箱内，用DV-III粘度计或同类型产品分别在1d、10d、30d、60d、90d测定其粘度，具体情况如表1：

表1 保粘聚合物粘度测定

时间/d	空白	1#	2#	3#
					1(mPa·s)	52	50.5	51	53.5
10(mPa·s)	48.5	53.5	52.5	54.5
					30(mPa·s)	43.0	58	55.5	57
60(mPa·s)	35.5	59.5	58	69.5
					90(mPa·s)	25.5	63.0	63.5	75.5
90d保留率，％	49.03	125	124.5	141

由表1数据可知，实验组随着时间的增加保粘聚合物的粘度越来越大，这说明本发明保粘聚合物不易发生降解，不易老化，具有良好的增粘性，实验是在恒温干燥箱内进行，说明本发明保粘聚合物还具有很好的热稳定性。相比对照组粘度随着时间的变化逐渐减小，最终粘度保留率仅为49.03％，而本发明最高达到了141％，具有很好的稳定性和增粘性。

实施例5乳化性测定

分别取实施例1～3制备的保粘聚合物配置成5000mg/L聚合物母液，分别利用模拟污水稀释成1000mg/L溶液，设为实验组；取普通高分聚丙烯酰胺，分子量2100万按照同样条件配置溶液，设为对照组。将模拟原油置于45℃恒温干燥箱内预热，按体积比4∶1将聚合物溶液与原油倒入100ml比色管内，震荡100下，放入恒温干燥箱内观察吸出水的体积。具体数据见表2：

表2 保粘聚合物乳化性测定

由表2数据可知，实验组24h析水率平均值在2.91％，空白组30min析水率在100％，保粘聚合物的乳化性明显优于空白组实验。

Claims (6)

1.一种保粘聚合物，其特征在于，按重量份包括以下组分：

2.根据权利要求1所述的保粘聚合物，其特征在于，按重量份包括以下组分：

3.根据权利要求1或2所述的保粘聚合物，其特征在于：

所述的阴离子单体为丙烯酸、甲基丙烯酸、含氟甲基丙烯酸、含硅甲基丙烯酸、衣康酸、2～丙烯酰胺基～2～甲基丙磺酸中的一种或几种；

所述的非离子单体为N-乙烯基吡咯烷酮、N-乙烯基甲酰胺、N，N-二甲基丙烯酰胺、羟甲基(甲基)丙烯酰胺、二甲基丙烯酰胺、二甲胺基丙基甲基丙烯酰胺、二甲胺基丙基丙烯酰胺、N-羟甲基丙烯酰胺、双丙酮丙烯酰胺、N-异丙基甲基丙烯酰胺、N-异丙基丙烯酰胺中的一种或几种；

所述的阳离子疏水单体为十八烷基二甲基烯丙基氯化铵、十六烷基二甲基烯丙基氯化铵中的一种或其两种混合物；

所述的稳定剂为四羟甲基甘脲、丙烯基硫脲中的一种或几种；

所述的表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、Tween80、Tween60、Tween20中的一种或几种。

4.权利要求1所述的保粘聚合物的制备方法，其特征在于：具体为：将丙烯酰胺溶于去离子水中制成水溶液，将阴离子单体、非离子单体、阳离子疏水单体、稳定剂和表面活性剂按照比例混合均匀后加入丙烯酰胺水溶液中，搅拌均匀后转入反应器内，通氮气30min后加入1#引发剂，继续通氮气10min后加入2#引发剂，通氮气10min后再加入3#引发剂，继续通氮气直至反应体系有1～2℃升温，停止通氮气，待反应体系升温至最高温后保温6小时，切割、造粒、烘干、粉碎得到本产品。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：

所述的1#引发剂为硝酸铈氨，且按重量份添加量为0.15～0.35份；

所述的2#引发剂为过硫酸铵、过硫酸钠、过硫酸钾、双氧水中的一种或多种，且按重量份添加量为0.01～0.03份；

所述的3#引发剂为亚硫酸氢钠、雕白粉、硫代硫酸钠、硫酸亚铁中的一种或多种，且按重量份添加量为0.01～0.03份。

6.根据权利要求1或2所述的保粘聚合物作为驱油剂的应用。