CN106928402A - 一种聚合物凝胶、聚合物及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种聚合物凝胶,由聚合物通过物理作用如范德华力、氢键和静电作用在水中形成,聚合物中的丙烯酰胺单体单元为亲水性基团,使聚合物具有良好的水溶性;而疏水单体单元和功能单体单元的引入使得聚合物具有疏水性能和良好的耐温抗盐性能。本发明提供的聚合物凝胶在高速剪切下粘度较小,具有良好的注入性,可保证调堵体系的大剂量注入;其具有良好的剪切恢复性和较高的粘弹性,使其在近井地带前缘段塞稳定,抗水侵能力强,推进整体均匀,封堵成功率高,能有效改变后续水驱渗流路径,提高波及体积;具有良好的耐温、耐盐能力,且具有长期稳定性,能够作为调剖堵漏剂、堵水剂应用。
Description
技术领域
本发明涉及油田开发技术领域,尤其涉及一种聚合物凝胶、聚合物及其应用。
背景技术
国内外调剖堵漏研究和应用己有近六十年的历史,随着理论认识不断加深,调堵剂种类越来越多。我国油田普遍采用注水开发方式,地质复杂,在开发中后期因地层非均质性造成的层间、层内矛盾突出,导致注水井水驱动用储能降低,油井见水产能降低,注采调控困难。对此,油田通过注入调堵剂,封堵高渗带,改变水驱方向,提高水驱波及体积与驱油效率,提高油藏开发水平。
目前国内各大油田应用过的各种调堵剂约有70种,分为水泥类、无机盐沉淀类、水溶性聚合物冻胶类、颗粒类等。其中市面应用最为广泛是颗粒类调堵剂和凝胶类调堵剂。颗粒类调堵剂一般为有机/无机复合吸水材料,具有较好的吸水膨胀性能,通过桥塞原理堵塞孔隙通道,但由于自身悬浮性差,颗粒难以很好与地层孔隙匹配,导致其注入性差,封堵整体性差、成功率低。现有凝胶类调堵剂大部分是水溶性聚合物加入不同交联剂,通过聚合物大分子链上的极性基团与交联剂化学反应,生成体型的交联产物-凝胶,但是该凝胶体系注入地层中经过剪切、滞留吸附、色谱分离、水侵稀释后导致凝胶体系的强度、封堵整体性、长期稳定性达不到预期的效果。
发明内容
本发明的目的在于提供一种聚合物凝胶、聚合物及其应用,本发明提供的聚合物凝胶具有良好的耐盐、耐温性能,长期稳定性较好。
本发明提供了一种聚合物凝胶,由聚合物在水中形成,所述聚合物由丙烯酰胺单体、不饱和疏水单体和功能单体聚合而成;
所述不饱和疏水单体选自非离子型不饱和疏水单体、阳离子型不饱和疏水单体或阴离子型不饱和疏水单体;所述非离子型不饱和疏水单体选自N-烷基丙烯酰胺、丙烯酸烷基酯、烷基酚聚氧乙烯丙烯酸酯、丙烯酸聚氧乙烯烷基酯和甲基丙烯酸烷基酯中的一种或多种;所述阳离子型不饱和疏水单体选自丙烯酰氧烷基季铵盐、烯丙基烷基季铵盐中的一种或多种;所述阴离子型不饱和疏水单体选自丙烯酸烷基磺酸盐、甲基丙烯酸烷基磺酸盐、乙烯基磺酸盐和苯乙烯磺酸盐中的一种或多种;其中,N-烷基丙烯酰胺、丙烯酸烷基酯、烷基酚聚氧乙烯丙烯酸酯、丙烯酸聚氧乙烯烷基酯、甲基丙烯酸烷基酯、丙烯酰氧烷基季铵盐、丙烯酸烷基磺酸盐、甲基丙烯酸烷基磺酸盐、丙烯酰胺烷基季铵盐中烷基的碳原子数独立地为4~20;烷基酚聚氧乙烯丙烯酸酯、丙烯酸聚氧乙烯烷基酯中聚氧乙烯重复单元的个数独立地为7~20;
所述功能单体选自含有烯基的磺酸衍生物及其磺酸盐衍生物、含有烯基烷基醚和含有烯基的杂环衍生物中的一种或多种;
所述不饱和疏水单体占全部单体的0.5mol%~20mol%;所述功能单体占全部单体的0mol%~15mol%。
优选的,所述聚合物在水中的质量浓度为0.3%~5%。
优选的,所述水选自清水、盐水或现场污水。
优选的,所述不饱和疏水单体选自N-烷基丙烯酰胺、丙烯酸烷基酯、丙烯酰氧烷基季铵盐、丙烯酸烷基磺酸盐、甲基丙烯酸烷基磺酸盐、乙烯基磺酸盐、苯乙烯磺酸盐或烯丙基烷基季铵盐,其中,烷基的碳原子数为10~18。
优选的,所述不饱和疏水单体选自N-十二烷基丙烯酰胺、N-十四烷基丙烯酰胺、N-十六烷基丙烯酰胺、丙烯酸十二烷基酯、丙烯酸十六烷基酯、丙烯酰氧十二烷基季铵盐、二烯丙基二烷基季铵盐、十二烷基烯丙基溴化铵、十四烷基烯丙基溴化铵、十六烷基烯丙基溴化铵、十八烷基烯丙基溴化铵、丙烯酸十四烷基酯、丙烯酸十八烷基酯、丙烯酸辛基磺酸钠或甲基丙烯酸十二烷基磺酸钠。
优选的,所述功能单体选自马来酸酐、乙烯基乙醚、N-乙烯基吡咯烷酮或2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸。
优选的,所述聚合物的粘均分子量为200万~4500万。
本发明还提供了一种聚合物,由丙烯酰胺单体、不饱和疏水单体和功能单体聚合而成;
所述不饱和疏水单体选自非离子型不饱和疏水单体、阳离子型不饱和疏水单体或阴离子型不饱和疏水单体;所述非离子型不饱和疏水单体选自N-烷基丙烯酰胺、丙烯酸烷基酯、烷基酚聚氧乙烯丙烯酸酯、丙烯酸聚氧乙烯烷基酯和甲基丙烯酸烷基酯中的一种或多种;所述阳离子型不饱和疏水单体选自丙烯酰氧烷基季铵盐、烯丙基烷基季铵盐中的一种或多种;所述阴离子型不饱和疏水单体选自丙烯酸烷基磺酸盐、甲基丙烯酸烷基磺酸盐、乙烯基磺酸盐和苯乙烯磺酸盐中的一种或多种;其中,N-烷基丙烯酰胺、丙烯酸烷基酯、烷基酚聚氧乙烯丙烯酸酯、丙烯酸聚氧乙烯烷基酯、甲基丙烯酸烷基酯、丙烯酰氧烷基季铵盐、丙烯酸烷基磺酸盐、甲基丙烯酸烷基磺酸盐、丙烯酰胺烷基季铵盐中烷基的碳原子数独立地为4~20;烷基酚聚氧乙烯丙烯酸酯、丙烯酸聚氧乙烯烷基酯中聚氧乙烯重复单元的个数独立地为7~20;
所述功能单体选自含有烯基的磺酸衍生物及其磺酸盐衍生物、含有烯基烷基醚和含有烯基的杂环衍生物中的一种或多种;
所述不饱和疏水单体占全部单体的0.5mol%~20mol%;所述功能单体占全部单体的0mol%~15mol%。
优选的,所述不饱和疏水单体选自N-十二烷基丙烯酰胺、N-十四烷基丙烯酰胺、N-十六烷基丙烯酰胺、丙烯酸十二烷基酯、丙烯酸十六烷基酯、丙烯酰氧十二烷基季铵盐、二烯丙基二烷基季铵盐、十二烷基烯丙基溴化铵、十四烷基烯丙基溴化铵、十六烷基烯丙基溴化铵、十八烷基烯丙基溴化铵、丙烯酸十四烷基酯、丙烯酸十八烷基酯、丙烯酸辛基磺酸钠或甲基丙烯酸十二烷基磺酸钠。
优选的,所述功能单体选自马来酸酐、乙烯基乙醚、N-乙烯基吡咯烷酮或2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸。
本发明还提供了上述技术方案所述的聚合物凝胶作为调剖堵漏剂、堵水剂方面的应用。
本发明提供了由丙烯酰胺单体、不饱和疏水单体和功能单体聚合而成的聚合物,由聚合物通过物理作用如范德华力、氢键和静电作用在水中形成,其中,聚合物中的丙烯酰胺单体单元为亲水性基团,使聚合物具有良好的水溶性;而疏水单体单元和功能单体单元的引入使得聚合物具有疏水性能和良好的耐温抗盐性能,在水中能够形成空间网络结构,具有凝胶的特性,该凝胶具有高粘弹性、剪切恢复性,低流速或静置后产生内部结构而且会随时间而增强,因此可以注入地层深部,通过物理堵塞和粘弹性作用欲使之恢复流动或突破必须附加更大外力,从而来封堵裂缝及地层中的高渗透通道,使后续注入水绕流至中、低渗透层,起到调堵作用。本发明提供的聚合物物理宁凝胶具有较低的分子量,在高速剪切下粘度较小,具有良好的注入性,可保证调堵体系的大剂量注入;其具有良好的剪切恢复性和较高的粘弹性,使其在近井地带前缘段塞稳定,抗水侵能力强,推进整体均匀,封堵成功率高,能有效改变后续水驱渗流路径,提高波及体积;具有良好的耐温、耐盐能力,且具有长期稳定性,能够作为调剖堵漏剂、堵水剂应用。实验结果表明,本发明提供的聚合物凝胶具有良好的耐温耐盐性能和长期稳定性。
具体实施方式
本发明提供了一种聚合物凝胶,由聚合物在水中形成,所述聚合物由丙烯酰胺单体、不饱和疏水单体和功能单体聚合而成;
所述不饱和疏水单体选自非离子型不饱和疏水单体、阳离子型不饱和疏水单体或阴离子型不饱和疏水单体;所述非离子型不饱和疏水单体选自N-烷基丙烯酰胺、丙烯酸烷基酯、烷基酚聚氧乙烯丙烯酸酯、丙烯酸聚氧乙烯烷基酯和甲基丙烯酸烷基酯中的一种或多种;所述阳离子型不饱和疏水单体选自丙烯酰氧烷基季铵盐、烯丙基烷基季铵盐中的一种或多种;所述阴离子型不饱和疏水单体选自丙烯酸烷基磺酸盐、甲基丙烯酸烷基磺酸盐、乙烯基磺酸盐和苯乙烯磺酸盐中的一种或多种;其中,N-烷基丙烯酰胺、丙烯酸烷基酯、烷基酚聚氧乙烯丙烯酸酯、丙烯酸聚氧乙烯烷基酯、甲基丙烯酸烷基酯、丙烯酰氧烷基季铵盐、丙烯酸烷基磺酸盐、甲基丙烯酸烷基磺酸盐、丙烯酰胺烷基季铵盐中烷基的碳原子数独立地为4~20;烷基酚聚氧乙烯丙烯酸酯、丙烯酸聚氧乙烯烷基酯中聚氧乙烯重复单元的个数独立地为7~20;
所述功能单体选自含有烯基的磺酸衍生物及其磺酸盐衍生物、含有烯基烷基醚和含有烯基的杂环衍生物中的一种或多种;
所述不饱和疏水单体占全部单体的0.5mol%~20mol%;所述功能单体占全部单体的0mol%~15mol%。
本发明提供的聚合物凝胶由聚合物通过物理作用如范德华力、氢键和静电作用在水中形成,所述疏水缔合聚合物由丙烯酰胺单体、不饱和疏水单体和功能单体聚合而成。
其中,丙烯酰胺单体结构式如下:
丙烯酰胺形成的重复单元是聚合物的主要重复单元。
所述不饱和疏水单体选自非离子型不饱和疏水单体、阳离子型不饱和疏水单体或阴离子型不饱和疏水单体;所述非离子型不饱和疏水单体选自N-烷基丙烯酰胺、丙烯酸烷基酯、烷基酚聚氧乙烯丙烯酸酯、丙烯酸聚氧乙烯烷基酯和甲基丙烯酸烷基酯中的一种或多种;所述阳离子型不饱和疏水单体选自丙烯酰氧烷基季铵盐、烯丙基烷基季铵盐中的一种或多种;所述阴离子型不饱和疏水单体选自丙烯酸烷基磺酸盐、甲基丙烯酸烷基磺酸盐、乙烯基磺酸盐和苯乙烯磺酸盐中的一种或多种;其中,N-烷基丙烯酰胺、丙烯酸烷基酯、烷基酚聚氧乙烯丙烯酸酯、丙烯酸聚氧乙烯烷基酯、甲基丙烯酸烷基酯、丙烯酰氧烷基季铵盐、丙烯酸烷基磺酸盐、甲基丙烯酸烷基磺酸盐、丙烯酰胺烷基季铵盐中烷基的碳原子数独立地为4~20;烷基酚聚氧乙烯丙烯酸酯、丙烯酸聚氧乙烯烷基酯中聚氧乙烯重复单元的个数独立地为7~20;优选选自N-烷基丙烯酰胺、丙烯酸烷基酯、丙烯酰氧烷基季铵盐、丙烯酸烷基磺酸盐、甲基丙烯酸烷基磺酸盐、乙烯基磺酸盐、苯乙烯磺酸盐或烯丙基烷基季铵盐,其中,烷基的碳原子数为10~18;更优选选自N-十二烷基丙烯酰胺、N-十四烷基丙烯酰胺、N-十六烷基丙烯酰胺、丙烯酸十二烷基酯、丙烯酸十六烷基酯、丙烯酰氧十二烷基季铵盐、二烯丙基二烷基季铵盐、十二烷基烯丙基溴化铵、十四烷基烯丙基溴化铵、十六烷基烯丙基溴化铵、十八烷基烯丙基溴化铵、丙烯酸十四烷基酯、丙烯酸十八烷基酯、丙烯酸辛基磺酸钠或甲基丙烯酸十二烷基磺酸钠。所述不饱和疏水单体占全部单体的0.5mol%~20mol%。
所述功能单体选自含有烯基的磺酸衍生物及其磺酸盐衍生物、含有烯基烷基醚和含有烯基的杂环衍生物中的一种或多种,优选选自马来酸酐、乙烯基乙醚、N-乙烯基吡咯烷酮或2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸。所述功能单体占全部单体的0mol%~15mol%。
在本发明中,所述聚合物的粘均分子量优选为200万~4500万。
本发明对所述聚合物的制备方法没有特殊限制,将丙烯酰胺单体、不饱和疏水单体和功能单体进行聚合反应即可。
本发明将聚合物与水混合,搅拌后即可得到聚合物凝胶,可作为调剖堵漏剂、堵水剂。其中,所述聚合物在水中的质量浓度为0.3%~5%。所述水可以为清水、盐水或现场污水。
得到聚合物凝胶后,将其用作调剖堵漏剂、堵水剂即可。
为了进一步说明本发明,下面结合实施例对本发明提供的聚合物凝胶、聚合物及其应用进行详细地描述,但不能将它们理解为对本发明保护范围的限定。
实施例1
按照表1所示的单体种类及比例,以丙烯酰胺单体、不饱和疏水单体和功能单体为原料,进行聚合反应,得到表1所示的无规共聚物。
表1聚合物单体种类及比例
实施例2
实验采用清水,在温度45℃水浴下溶解1#聚合物,聚合物质量浓度为0.3%,得到凝胶。
在低速搅拌条件下,将所述凝胶缓慢加入装有500ml清水烧杯中,室内实验表明在清水中,50℃条件下凝胶溶解时间2小时;静止4小时,在Brookfield DV-Ⅲ黏度计上测试凝胶粘度为25260mPa.s,溶液能挑挂,在六速旋转粘度计上(64#转子,6r/min)测试该凝胶的1min静切力为21Pa;其室内老化稳定性180d粘度保留率73%。
实施例3
实验采用总矿化度为3200mg/L,Ca2+、Mg2+含量50mg/L的模拟盐水,在温度45℃水浴下溶解2#聚合物,聚合物质量浓度为0.5%,得到凝胶。
在低速搅拌条件下,将所述凝胶缓慢加入装有500ml模拟盐水烧杯中,室内实验表明在模拟盐水,50℃条件下凝胶溶解时间2小时;静止4小时,在Brookfield DV-Ⅲ黏度计上测试凝胶粘度为30740mPa.s,溶液能挑挂,在六速旋转粘度计上(64#转子,6r/min)测试该凝胶的1min静切力为43Pa;其室内老化稳定性180d粘度保留率80%。
实施例4
实验采用总矿化度为4600mg/L,Ca2+、Mg2+含量50mg/L的模拟盐水,在温度45℃水浴下溶解3#聚合物,聚合物质量浓度为0.5%,得到凝胶。
在低速搅拌条件下,将所述凝胶缓慢加入装有500ml模拟盐水烧杯中,室内实验表明在模拟盐水,53℃条件下凝胶溶解时间3小时;静止4小时,在Brookfield DV-Ⅲ黏度计上测试凝胶粘度为37610mPa.s,溶液能挑挂,在六速旋转粘度计上(64#转子,6r/min)测试该凝胶的1min静切力为64Pa;其室内老化稳定性180d粘度保留率89%。
实施例5
实验采用总矿化度为12400mg/L,Ca2+、Mg2+含量200mg/L的模拟盐水,在温度45℃水浴下溶解4#聚合物,聚合物质量浓度为2.8%,得到凝胶。
在低速搅拌条件下,将所述凝胶缓慢加入装有500ml模拟盐水烧杯中,室内实验表明在模拟盐水,74℃条件下凝胶溶解时间3小时;静止4小时,在Brookfield DV-Ⅲ黏度计上测试凝胶粘度为76330mPa.s,溶液能挑挂,在六速旋转粘度计上(64#转子,6r/min)测试该凝胶的1min静切力为126Pa;其室内老化稳定性180d粘度保留率91%。
实施例6
实验采用总矿化度为23200mg/L,Ca2+、Mg2+含量470mg/L的模拟盐水,在温度45℃水浴下溶解5#聚合物,聚合物质量浓度为4.5%,得到凝胶。
在低速搅拌条件下,将所述凝胶缓慢加入装有500ml模拟盐水烧杯中,室内实验表明在模拟盐水,80℃条件下凝胶溶解时间4小时;静止4小时,在Brookfield DV-Ⅲ黏度计上测试凝胶粘度为94260mPa.s,溶液能挑挂,在六速旋转粘度计上(64#转子,6r/min)测试该凝胶的1min静切力为142Pa;其室内老化稳定性180d粘度保留率87%。
实施例7
实验采用总矿化度为53700mg/L,Ca2+、Mg2+含量840mg/L的模拟盐水,在温度45℃水浴下溶解6#聚合物,聚合物质量浓度为5%,得到凝胶。
在低速搅拌条件下,将所述凝胶缓慢加入装有500ml模拟盐水烧杯中,室内实验表明在模拟盐水,87℃条件下凝胶溶解时间4小时;静止4小时,在Brookfield DV-Ⅲ黏度计上测试凝胶粘度为68030mPa.s,溶液能挑挂,在六速旋转粘度计上(64#转子,6r/min)测试该凝胶的1min静切力为108Pa;其室内老化稳定性180d粘度保留率89%。
实施例8
实验采用总矿化度为85600mg/L,Ca2+、Mg2+含量1200mg/L的模拟盐水,在温度45℃水浴下溶解7#聚合物,聚合物质量浓度为5%,得到凝胶。
在低速搅拌条件下,将所述凝胶缓慢加入装有500ml模拟盐水烧杯中,室内实验表明在模拟盐水,95℃条件下凝胶溶解时间4小时;静止4小时,在Brookfield DV-Ⅲ黏度计上测试凝胶粘度为78450mPa.s,溶液能挑挂,在六速旋转粘度计上(64#转子,6r/min)测试该凝胶的1min静切力为119Pa;其室内老化稳定性180d粘度保留率83%。
实施例9
实验采用总矿化度为12400mg/L,Ca2+、Mg2+含量200mg/L的模拟盐水,在温度45℃水浴下溶解8#聚合物,聚合物质量浓度为1.2%,得到凝胶。
在低速搅拌条件下,将所述凝胶缓慢加入装有500ml模拟盐水烧杯中,室内实验表明在模拟盐水,74℃条件下凝胶溶解时间3小时;静止4小时,在Brookfield DV-Ⅲ黏度计上测试凝胶粘度为50640mPa.s,溶液能挑挂,在六速旋转粘度计上(64#转子,6r/min)测试该凝胶的1min静切力为78Pa;其室内老化稳定性180d粘度保留率94%。
实施例10
实验采用总矿化度为7800mg/L,Ca2+、Mg2+含量100mg/L的模拟盐水,在温度45℃水浴下溶解9#聚合物,聚合物质量浓度为1.8%,得到凝胶。
在低速搅拌条件下,将所述凝胶缓慢加入装有500ml模拟盐水烧杯中,室内实验表明在模拟盐水,65℃条件下凝胶溶解时间2小时;静止4小时,在Brookfield DV-Ⅲ黏度计上测试凝胶粘度为54880mPa.s,溶液能挑挂,在六速旋转粘度计上(64#转子,6r/min)测试该凝胶的1min静切力为89Pa;其室内老化稳定性180d粘度保留率89%。
实施例11
实验采用总矿化度为4600mg/L,Ca2+、Mg2+含量50mg/L的模拟盐水,在温度45℃水浴下溶解10#聚合物,聚合物质量浓度为4.8%,得到凝胶。
在低速搅拌条件下,将所述凝胶缓慢加入装有500ml模拟盐水烧杯中,室内实验表明在模拟盐水,53℃条件下凝胶溶解时间3小时;静止4小时,在Brookfield DV-Ⅲ黏度计上测试凝胶粘度为77020mPa.s,溶液能挑挂,在六速旋转粘度计上(64#转子,6r/min)测试该凝胶的1min静切力为125Pa;其室内老化稳定性180d粘度保留率88%。
实施例12
实验采用总矿化度为0mg/L,Ca2+、Mg2+含量0mg/L的模拟盐水,在温度45℃水浴下溶解11#聚合物,聚合物质量浓度为3.2%,得到凝胶。
在低速搅拌条件下,将所述凝胶缓慢加入装有500ml模拟盐水烧杯中,室内实验表明在模拟盐水,50℃条件下凝胶溶解时间2小时;静止4小时,在Brookfield DV-Ⅲ黏度计上测试凝胶粘度为49660mPa.s,溶液能挑挂,在六速旋转粘度计上(64#转子,6r/min)测试该凝胶的1min静切力为79Pa;其室内老化稳定性180d粘度保留率86%。
实施例13
实验采用总矿化度为3200mg/L,Ca2+、Mg2+含量50mg/L的模拟盐水,在温度45℃水浴下溶解12#聚合物,聚合物质量浓度为0.6%,得到凝胶。
在低速搅拌条件下,将所述凝胶缓慢加入装有500ml模拟盐水烧杯中,室内实验表明在模拟盐水,50℃条件下凝胶溶解时间2小时;静止4小时,在Brookfield DV-Ⅲ黏度计上测试凝胶粘度为36400mPa.s,溶液能挑挂,在六速旋转粘度计上(64#转子,6r/min)测试该凝胶的1min静切力为58Pa;其室内老化稳定性180d粘度保留率91%。
实施例14
实验采用总矿化度为7800mg/L,Ca2+、Mg2+含量100mg/L的模拟盐水,在温度45℃水浴下溶解13#聚合物,聚合物质量浓度为1.1%,得到凝胶。
在低速搅拌条件下,将所述凝胶缓慢加入装有500ml模拟盐水烧杯中,室内实验表明在模拟盐水,65℃条件下凝胶溶解时间3小时;静止4小时,在Brookfield DV-Ⅲ黏度计上测试凝胶粘度为55430mPa.s,溶液能挑挂,在六速旋转粘度计上(64#转子,6r/min)测试该凝胶的1min静切力为90Pa;其室内老化稳定性180d粘度保留率82%。
实施例15
实验采用总矿化度为12400mg/L,Ca2+、Mg2+含量200mg/L的模拟盐水,在温度45℃水浴下溶解14#聚合物,聚合物质量浓度为2%,得到凝胶。
在低速搅拌条件下,将所述凝胶缓慢加入装有500ml模拟盐水烧杯中,室内实验表明在模拟盐水,74℃条件下凝胶溶解时间3小时;静止4小时,在Brookfield DV-Ⅲ黏度计上测试凝胶粘度为65300mPa.s,溶液能挑挂,在六速旋转粘度计上(64#转子,6r/min)测试该凝胶的1min静切力为98Pa;其室内老化稳定性180d粘度保留率84%。
实施例16
实验采用总矿化度为23200mg/L,Ca2+、Mg2+含量470mg/L的模拟盐水,在温度45℃水浴下溶解16#聚合物,聚合物质量浓度为2.4%,得到凝胶。
在低速搅拌条件下,将所述凝胶缓慢加入装有500ml模拟盐水烧杯中,室内实验表明在模拟盐水,80℃条件下凝胶溶解时间4小时;静止4小时,在Brookfield DV-Ⅲ黏度计上测试凝胶粘度为69230mPa.s,溶液能挑挂,在六速旋转粘度计上(64#转子,6r/min)测试该凝胶的1min静切力为109Pa;其室内老化稳定性180d粘度保留率78%。
实施例17
实验采用总矿化度为53700mg/L,Ca2+、Mg2+含量840mg/L的模拟盐水,在温度45℃水浴下溶解16#聚合物,聚合物质量浓度为2.3%,得到凝胶。
在低速搅拌条件下,将所述凝胶缓慢加入装有500ml模拟盐水烧杯中,室内实验表明在模拟盐水,87℃条件下凝胶溶解时间4小时;静止4小时,在Brookfield DV-Ⅲ黏度计上测试凝胶粘度为56740mPa.s,溶液能挑挂,在六速旋转粘度计上(64#转子,6r/min)测试该凝胶的1min静切力为92Pa;其室内老化稳定性180d粘度保留率77%。
实施例18
实验采用总矿化度为85600mg/L,Ca2+、Mg2+含量1200mg/L的模拟盐水,在温度45℃水浴下溶解17#聚合物,聚合物质量浓度为3.5%,得到凝胶。
在低速搅拌条件下,将所述凝胶缓慢加入装有500ml模拟盐水烧杯中,室内实验表明在模拟盐水,95℃条件下凝胶溶解时间4小时;静止4小时,在Brookfield DV-Ⅲ黏度计上测试凝胶粘度为71410mPa.s,溶液能挑挂,在六速旋转粘度计上(64#转子,6r/min)测试该凝胶的1min静切力为113Pa;其室内老化稳定性180d粘度保留率76%。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种聚合物凝胶,由聚合物在水中形成,所述聚合物由丙烯酰胺单体、不饱和疏水单体和功能单体聚合而成;
所述不饱和疏水单体选自非离子型不饱和疏水单体、阳离子型不饱和疏水单体或阴离子型不饱和疏水单体;所述非离子型不饱和疏水单体选自N-烷基丙烯酰胺、丙烯酸烷基酯、烷基酚聚氧乙烯丙烯酸酯、丙烯酸聚氧乙烯烷基酯和甲基丙烯酸烷基酯中的一种或多种;所述阳离子型不饱和疏水单体选自丙烯酰氧烷基季铵盐、烯丙基烷基季铵盐中的一种或多种;所述阴离子型不饱和疏水单体选自丙烯酸烷基磺酸盐、甲基丙烯酸烷基磺酸盐、乙烯基磺酸盐和苯乙烯磺酸盐中的一种或多种;其中,N-烷基丙烯酰胺、丙烯酸烷基酯、烷基酚聚氧乙烯丙烯酸酯、丙烯酸聚氧乙烯烷基酯、甲基丙烯酸烷基酯、丙烯酰氧烷基季铵盐、丙烯酸烷基磺酸盐、甲基丙烯酸烷基磺酸盐、丙烯酰胺烷基季铵盐中烷基的碳原子数独立地为4~20;烷基酚聚氧乙烯丙烯酸酯、丙烯酸聚氧乙烯烷基酯中聚氧乙烯重复单元的个数独立地为7~20;
所述功能单体选自含有烯基的磺酸衍生物及其磺酸盐衍生物、含有烯基烷基醚和含有烯基的杂环衍生物中的一种或多种;
所述不饱和疏水单体占全部单体的0.5mol%~20mol%;所述功能单体占全部单体的0mol%~15mol%。
2.根据权利要求1所述的聚合物凝胶,其特征在于,所述聚合物在水中的质量浓度为0.3%~5%。
3.根据权利要求2所述的聚合物凝胶,其特征在于,所述水选自清水、盐水或现场污水。
4.根据权利要求1~3任意一项所述的聚合物凝胶,其特征在于,所述不饱和疏水单体选自N-烷基丙烯酰胺、丙烯酸烷基酯、丙烯酰氧烷基季铵盐、丙烯酸烷基磺酸盐、甲基丙烯酸烷基磺酸盐、乙烯基磺酸盐、苯乙烯磺酸盐或烯丙基烷基季铵盐,其中,烷基的碳原子数为10~18。
5.根据权利要求4所述的聚合物凝胶,其特征在于,所述不饱和疏水单体选自N-十二烷基丙烯酰胺、N-十四烷基丙烯酰胺、N-十六烷基丙烯酰胺、丙烯酸十二烷基酯、丙烯酸十六烷基酯、丙烯酰氧十二烷基季铵盐、二烯丙基二烷基季铵盐、十二烷基烯丙基溴化铵、十四烷基烯丙基溴化铵、十六烷基烯丙基溴化铵、十八烷基烯丙基溴化铵、丙烯酸十四烷基酯、丙烯酸十八烷基酯、丙烯酸辛基磺酸钠或甲基丙烯酸十二烷基磺酸钠。
6.根据权利要求1~3任意一项所述的聚合物凝胶,其特征在于,所述功能单体选自马来酸酐、乙烯基乙醚、N-乙烯基吡咯烷酮或2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸。
7.根据权利要求1所述的聚合物凝胶,其特征在于,所述聚合物的粘均分子量为200万~4500万。
8.一种聚合物,由丙烯酰胺单体、不饱和疏水单体和功能单体聚合而成;
所述不饱和疏水单体选自非离子型不饱和疏水单体、阳离子型不饱和疏水单体或阴离子型不饱和疏水单体;所述非离子型不饱和疏水单体选自N-烷基丙烯酰胺、丙烯酸烷基酯、烷基酚聚氧乙烯丙烯酸酯、丙烯酸聚氧乙烯烷基酯和甲基丙烯酸烷基酯中的一种或多种;所述阳离子型不饱和疏水单体选自丙烯酰氧烷基季铵盐、烯丙基烷基季铵盐中的一种或多种;所述阴离子型不饱和疏水单体选自丙烯酸烷基磺酸盐、甲基丙烯酸烷基磺酸盐、乙烯基磺酸盐和苯乙烯磺酸盐中的一种或多种;其中,N-烷基丙烯酰胺、丙烯酸烷基酯、烷基酚聚氧乙烯丙烯酸酯、丙烯酸聚氧乙烯烷基酯、甲基丙烯酸烷基酯、丙烯酰氧烷基季铵盐、丙烯酸烷基磺酸盐、甲基丙烯酸烷基磺酸盐、丙烯酰胺烷基季铵盐中烷基的碳原子数独立地为4~20;烷基酚聚氧乙烯丙烯酸酯、丙烯酸聚氧乙烯烷基酯中聚氧乙烯重复单元的个数独立地为7~20;
所述功能单体选自含有烯基的磺酸衍生物及其磺酸盐衍生物、含有烯基烷基醚和含有烯基的杂环衍生物中的一种或多种;
所述不饱和疏水单体占全部单体的0.5mol%~20mol%;所述功能单体占全部单体的0mol%~15mol%。
9.根据权利要求8所述的聚合物,其特征在于,所述不饱和疏水单体选自N-十二烷基丙烯酰胺、N-十四烷基丙烯酰胺、N-十六烷基丙烯酰胺、丙烯酸十二烷基酯、丙烯酸十六烷基酯、丙烯酰氧十二烷基季铵盐、二烯丙基二烷基季铵盐、十二烷基烯丙基溴化铵、十四烷基烯丙基溴化铵、十六烷基烯丙基溴化铵、十八烷基烯丙基溴化铵、丙烯酸十四烷基酯、丙烯酸十八烷基酯、丙烯酸辛基磺酸钠或甲基丙烯酸十二烷基磺酸钠;
所述功能单体选自马来酸酐、乙烯基乙醚、N-乙烯基吡咯烷酮或2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸。
10.权利要求1~7任意一项所述的聚合物凝胶作为调剖堵漏剂、堵水剂方面的应用。
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