CN107759728B - 一种具有表面活性的驱油用聚合物及其制备方法和应用 - Google Patents
一种具有表面活性的驱油用聚合物及其制备方法和应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN107759728B CN107759728B CN201610676299.1A CN201610676299A CN107759728B CN 107759728 B CN107759728 B CN 107759728B CN 201610676299 A CN201610676299 A CN 201610676299A CN 107759728 B CN107759728 B CN 107759728B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- monomer
- structural unit
- weight
- formula
- polymer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
- C08F220/00—Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical or a salt, anhydride ester, amide, imide or nitrile thereof
- C08F220/02—Monocarboxylic acids having less than ten carbon atoms; Derivatives thereof
- C08F220/52—Amides or imides
- C08F220/54—Amides, e.g. N,N-dimethylacrylamide or N-isopropylacrylamide
- C08F220/56—Acrylamide; Methacrylamide
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
- C08F2/00—Processes of polymerisation
- C08F2/12—Polymerisation in non-solvents
- C08F2/16—Aqueous medium
- C08F2/22—Emulsion polymerisation
- C08F2/24—Emulsion polymerisation with the aid of emulsifying agents
- C08F2/26—Emulsion polymerisation with the aid of emulsifying agents anionic
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K8/00—Compositions for drilling of boreholes or wells; Compositions for treating boreholes or wells, e.g. for completion or for remedial operations
- C09K8/58—Compositions for enhanced recovery methods for obtaining hydrocarbons, i.e. for improving the mobility of the oil, e.g. displacing fluids
- C09K8/584—Compositions for enhanced recovery methods for obtaining hydrocarbons, i.e. for improving the mobility of the oil, e.g. displacing fluids characterised by the use of specific surfactants
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K8/00—Compositions for drilling of boreholes or wells; Compositions for treating boreholes or wells, e.g. for completion or for remedial operations
- C09K8/58—Compositions for enhanced recovery methods for obtaining hydrocarbons, i.e. for improving the mobility of the oil, e.g. displacing fluids
- C09K8/588—Compositions for enhanced recovery methods for obtaining hydrocarbons, i.e. for improving the mobility of the oil, e.g. displacing fluids characterised by the use of specific polymers
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
Abstract
本发明涉及原油采收领域,公开了一种具有表面活性的驱油用聚合物及其制备方法和应用,该聚合物含有结构单元A、结构单元B和结构单元C,其中,所述结构单元A为具有式(1)所示结构的结构单元,所述结构单元B为具有式(2)所示结构的结构单元,所述结构单元C为具有式(3)所示结构的结构单元。本发明通过在聚丙烯酰胺的大分子链中一并引入疏水单体和亲水单体制备得到了一种新型的表活聚合物,所得的新型表活聚合物具有提高的增粘性、乳化性能和降低表界面张力等性能。
Description
技术领域
本发明涉及原油采收领域,具体地,涉及一种具有表面活性的驱油用聚合物、一种制备具有表面活性的驱油用聚合物的方法以及由该方法制备得到的具有表面活性的驱油用聚合物、具有表面活性的驱油用聚合物作为驱油剂的应用。
背景技术
具有一定表面活性的功能性聚合物简称为表活聚合物,表活聚合物是指在其高分子结构中同时存在亲水基团和亲油基团,使其水溶液具有良好表面活性的一种新型功能性聚合物,一般采用水溶液共聚合或胶束共聚合方式得到表活聚合物,即通过一定温度和引发剂的作用下引发共聚单体聚合而得到。
表活聚合物与常规的高分子表面活性剂有着很大区别。高分子表面活性剂的性质更倾向于小分子表面活性剂,而表活聚合物则更多地表现聚合物的性质。
高分子表面活性剂的相对分子质量不高,一般<200万,增粘性不强;而表活聚合物的相对分子质量通常高于800万,甚至超过1500万,具有较强的增粘性和粘弹性,同时可以有效降低油水表界面张力和具有一定的乳化洗油能力,可以达到一剂多用的效果,因此表活聚合物作为一种新型的驱油剂,在三次采油领域具有更为广泛的应用前景。
使用表活聚合物作为驱油剂,应用于三次采油领域,与聚合物驱和聚合物/表面活性剂二元复合驱相比具有较大的优势。
单一聚合物驱仅具有提高驱替液波及体积的作用,而不具备乳化洗油的特性;聚合物/表面活性剂二元复合驱在油藏地层多孔介质运移的过程中会发生色谱分离现象,降低驱油效率。
表活聚合物为单一组分的大分子结构,作为驱油剂在使用的过程中可以避免上述问题,更能有效发挥自身的增粘性、粘弹性、乳化、增容等特性,不仅可以扩大波及体积,而且可以提高洗油效率。
目前对驱油用的表活聚合物研究正处于实验室开发阶段,国内外相关文献报道甚少。此类功能聚合物还将会推进化学复合驱油体系中少用或者不用表面活性剂,以及减少现场加注设备的投入,大大地降低驱油成本。
表活聚合物可通过丙烯酰胺单体与表面活性单体或疏水单体/亲水单体进行共聚合后得到。表面活性单体聚合活性较低,而且价格比较昂贵,不利于大规模的工业生产和应用;合适的疏水单体和亲水单体具有聚合活性适中,制备的聚合物分子量较高等特点,可用于丙烯酰胺类单体的共聚合,从而得到性能优异的驱油用表活聚合物。
因此将疏水单体和亲水单体共同引入到聚丙烯酰胺的大分子链上,是一种制备表活聚合物和改善耐温抗盐型驱油聚合物综合性能的重要途径,同时也为低油价下低效井创益增效提供举措,为特高含水期提高油井产能提供技术支撑。
发明内容
本发明的目的是提供一种具有良好的增粘性、乳化性能和降低表界面张力等性能的新型表活聚合物。
为了实现上述目的,第一方面,本发明提供一种具有表面活性的驱油用聚合物,该聚合物含有结构单元A、结构单元B和结构单元C,其中,所述结构单元A为具有式(1)所示结构的结构单元,所述结构单元B为具有式(2)所示结构的结构单元,所述结构单元C为具有式(3)所示结构的结构单元;其中,以所述聚合物的重量为基准,所述结构单元A的含量为70-99.98重量%,所述结构单元B的含量为0.01-10重量%,所述结构单元C的含量为0.01-20重量%,且该聚合物的粘均分子量为1500万-3000万;
其中,R1、R2和R3各自独立地为H或C1-C4的烷基;M为H、Na或K;p为7-20的整数,m为2-10的整数,n为2-8的整数。
第二方面,本发明提供一种制备具有表面活性的驱油用聚合物的方法,该方法包括:在引发剂、乳化剂、促进剂和作为溶剂的水的存在下,使单体D、单体E和单体F进行溶液聚合反应,其中,所述单体D为具有式(4)所示结构的单体,所述单体E为具有式(5)所示结构的单体,所述单体F为具有式(6)所示结构的单体,其中,所述单体D、单体E和单体F的用量使得制备得到的聚合物中结构单元A的含量为70-99.98重量%,结构单元B的含量为0.01-10重量%,结构单元C的含量为0.01-20重量%,以及使得制备得到的聚合物的粘均分子量为1500万-3000万;所述结构单元A为具有式(1)所示结构的结构单元,所述结构单元B为具有式(2)所示结构的结构单元,所述结构单元C为具有式(3)所示结构的结构单元,
其中,R1、R2和R3各自独立地为H或C1-C4的烷基;M为H、Na或K;p为7-20的整数,m为2-10的整数,n为2-8的整数。
第三方面,本发明提供由前述方法制备得到的具有表面活性的驱油用聚合物。
第四方面,本发明提供前述具有表面活性的驱油用聚合物作为驱油剂的应用。
本发明通过在聚丙烯酰胺的大分子链中一并引入疏水单体和亲水单体制备得到了一种新型的表活聚合物,所得的新型表活聚合物具有提高的增粘性、乳化性能和降低表界面张力等性能。
本发明所述的具有表面活性的驱油用聚合物及其制备方法,与现有技术相比,在分子设计合成和性能上还具有以下具体的优点和效果:
本发明是在聚丙烯酰胺的大分子结构中一并引入长链的疏水单体和亲水单体,同时在聚合体系中加入了乳化剂和促进剂,一方面可以形成稳定的胶束,另一方面显著提高了疏水单体和亲水性单体的聚合活性,进而提高了聚合物产品的分子量及共聚物水溶液的表面活性,使其具有优异的增粘性和耐温抗盐性。
此外,共聚物分子链中疏水单体结构单元的引入,使其共聚物高分子链中含有一定长度的饱和烷基,进而增强了共聚物分子链间的疏水缔合作用,使共聚物水溶液在高温高盐下仍能保持较高的粘度。
尤为重要的是,本发明还可以根据油藏地质条件和原油性质来调整共聚物结构单元中疏水结构单元和亲水结构单元的比例,设计合成序列结构不同的表活聚合物,以满足不同油藏条件对驱油聚合物的需求。
本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
具体实施方式
以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是,此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明,并不用于限制本发明。
在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值,这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说,各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间,以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围,这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
在本发明中,所述C1-C4的烷基是指碳原子数为1-4的烷基。
7-20的整数包括7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19和20。
2-10的整数包括2、3、4、5、6、7、8、9和10。
2-8的整数包括2、3、4、5、6、7和8。
根据本发明,所述C1-C4的烷基可以包括但不限于:甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、异丁基和叔丁基。
第一方面,本发明提供了一种具有表面活性的驱油用聚合物,该聚合物含有结构单元A、结构单元B和结构单元C,其中,所述结构单元A为具有式(1)所示结构的结构单元,所述结构单元B为具有式(2)所示结构的结构单元,所述结构单元C为具有式(3)所示结构的结构单元;其中,以所述聚合物的重量为基准,所述结构单元A的含量为70-99.98重量%,所述结构单元B的含量为0.01-10重量%,所述结构单元C的含量为0.01-20重量%,且该聚合物的粘均分子量为1500万-3000万;
其中,R1、R2和R3各自独立地为H或C1-C4的烷基;M为H、Na或K;p为7-20的整数,m为2-10的整数,n为2-8的整数。
本发明通过在大分子链中一并引入疏水单体和亲水单体得到的具有表面活性的驱油用聚合物的增粘性、乳化性能和降低表界面张力等性能均较优异。
优选地,以所述聚合物的重量为基准,所述结构单元A的含量为85-99.8重量%,所述结构单元B的含量为0.1-5重量%,所述结构单元C的含量为0.1-10重量%,且该聚合物的粘均分子量为2000万-2800万。
根据本发明,在第一种优选情况下,在式(1)所示结构的结构单元、式(2)所示结构的结构单元和式(3)所示结构的结构单元中,R1、R2和R3各自独立地为H、甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基;M为H、Na或K;p为7-20的整数,m为2-10的整数,n为2-8的整数。
根据本发明,在第二种优选情况下,在式(1)所示结构的结构单元、式(2)所示结构的结构单元和式(3)所示结构的结构单元中,R1、R2和R3各自独立地为H、甲基、乙基、正丙基;M为H、Na或K;p为8-18的整数,m为4-8的整数,n为2-6的整数。
根据本发明,在第三种优选情况下,在式(1)所示结构的结构单元、式(2)所示结构的结构单元和式(3)所示结构的结构单元中,R1、R2和R3各自独立地为H或甲基;M为Na或K;p为9-17的整数,m为4-8的整数,n为2-6的整数。
本发明的发明人在研究中发现,由以下特定的结构单元A、结构单元B和结构单元C组成的聚合物具有更加优异的增粘性、乳化性能和降低表界面张力。所述结构单元A为具有式(7)所示结构的结构单元,所述结构单元B为具有式(8)所示结构的结构单元,以及所述结构单元C为具有式(9)所示结构的结构单元,
其中,M为Na或K;p为9-17的整数,m为4、6或8,n为2或6。
第二方面,本发明提供了一种制备具有表面活性的驱油用聚合物的方法,该方法包括:在引发剂、乳化剂、促进剂和作为溶剂的水的存在下,使单体D、单体E和单体F进行溶液聚合反应,其中,所述单体D为具有式(4)所示结构的单体,所述单体E为具有式(5)所示结构的单体,所述单体F为具有式(6)所示结构的单体,其中,所述单体D、单体E和单体F的用量使得制备得到的聚合物中结构单元A的含量为70-99.98重量%,结构单元B的含量为0.01-10重量%,结构单元C的含量为0.01-20重量%,以及使得制备得到的聚合物的粘均分子量为1500万-3000万;所述结构单元A为具有式(1)所示结构的结构单元,所述结构单元B为具有式(2)所示结构的结构单元,所述结构单元C为具有式(3)所示结构的结构单元,
其中,R1、R2和R3各自独立地为H或C1-C4的烷基;M为H、Na或K;p为7-20的整数,m为2-10的整数,n为2-8的整数。
所述单体F可以通过商购得到或者采用现有技术的方法合成得到。例如,本发明的实施例部分使用的单体F均来自商购。以及本发明的所述制备具有表面活性的驱油用聚合物的方法中涉及的聚合反应采用无规共聚方式进行。
在本发明中,所述式(1)所示结构的结构单元、式(2)所示结构的结构单元、式(3)所示结构的结构单元、式(4)所示结构的单体、式(5)所示结构的单体和式(6)所示结构的单体中的取代基的相关定义及物质种类与本发明的前面所述对应相同,本发明在此不再赘述,本领域技术人员不应理解为对本发明的技术方案的限制。
在本发明中,需要说明的是,所述单体近似完全转化为具有表面活性的驱油用聚合物含有的相应的结构单元,所述单体的用量与所述具有表面活性的驱油用聚合物含有的相应的结构单元的含量可以相一致。
优选地,所述单体D、单体E和单体F的用量使得制备得到的聚合物中结构单元A的含量为85-99.8重量%,结构单元B的含量为0.1-5重量%,结构单元C的含量为0.1-10重量%,以及使得制备得到的聚合物的粘均分子量为2000万-2800万。
优选地,将单体D、单体E和单体F在水的存在下形成水溶液;更加优选地,在所述水溶液中,单体D、单体E和单体F的总浓度为20-40重量%。
优选地,所述单体D为具有式(10)所示结构的单体;所述单体E为具有式(11)所示结构的单体;所述单体F为具有式(12)所示结构的单体,
其中,M为Na或K;p为9-17的整数,m为4、6或8,n为2或6。
根据本发明的方法,所述溶液聚合反应优选在pH值为6-10的条件下进行。所述pH值可以通过向聚合体系中加入pH值调节剂获得,所述pH值调节剂可以为本领域常规的各种pH值调节剂,例如可以为氢氧化钠、碳酸钠、碳酸钾和氨水中的至少一种,优选为氢氧化钠和/或碳酸钠。
根据本发明的方法,加入螯合剂可以防止金属离子对聚合反应产生影响,因此,优选情况下,所述溶液聚合反应在螯合剂的存在下进行。所述螯合剂可以为乙二胺四乙酸二钠、氨基三乙酸或柠檬酸铵,优选为乙二胺四乙酸二钠。本发明对所述螯合剂的用量没有特别的限定,可以在较宽的范围内变动,以所述单体D、所述单体E和所述单体F的总量为基准,所述螯合剂的用量可以为0.01-0.1重量%。所述螯合剂可以为浓度为0.1-5重量%的水溶液形式。
所述乳化剂优选为十二烷基硫酸盐,特别地,所述乳化剂选自十二烷基硫酸钠和十二烷基硫酸钾中的至少一种。
优选地,所述乳化剂的用量为单体D、单体E和单体F的总用量的0.05-1重量%。
所述促进剂优选选自五甲基二乙烯三胺、四甲基乙二胺和N,N,N’,N’-四甲基胍中的至少一种;更加优选地,所述促进剂为五甲基二乙烯三胺。
优选地,所述促进剂的用量为单体D、单体E和单体F的总用量的0.02-0.2重量%。
所述溶液聚合反应还可以在保护气体存在下进行,所述保护气体优选可以为氮气。
优选地,在所述溶液聚合反应中,还包括向反应体系中加入尿素水溶液,所述尿素的用量可以为单体D、单体E和单体F的总用量的0.01-0.1重量%。例如,所述尿素水溶液的浓度可以为0.1-5重量%。
由所述溶液聚合反应后得到的产物混合物即为聚合物胶体,为了得到本发明所述的具有表面活性的驱油用聚合物成品,本发明的方法还可以包括将获得的聚合物胶体进行造粒、干燥、粉碎、筛分后得到具有表面活性的驱油用聚合物成品。
优选地,所述溶液聚合反应的条件包括:温度为0-30℃,更优选为0-20℃;时间为2-15h,更优选为5-10h。
优选地,所述引发剂包括偶氮类引发剂、过氧化物类引发剂和氧化还原类引发剂中的至少一种;所述偶氮类引发剂选自偶氮二异丁酸二甲酯、偶氮二异丁脒盐酸盐、偶氮二甲酰胺、偶氮二异丙基咪唑啉盐酸盐、偶氮异丁氰基甲酰胺、偶氮二环己基甲腈、偶氮二氰基戊酸、偶氮二异丙基咪唑啉、偶氮二异丁腈、偶氮二异戊腈和偶氮二异庚腈中的至少一种;所述过氧化物类引发剂选自过氧化氢、过硫酸铵、过硫酸钠、过硫酸钾、过氧化苯甲酰和过氧化苯甲酰叔丁酯中的至少一种;所述氧化还原类引发剂选自过硫酸盐-亚硫酸盐、过硫酸盐-硫脲、过硫酸盐-有机盐和过硫酸铵-脂肪胺中的至少一种。
优选地,所述引发剂为氧化还原类引发剂;更加优选地,所述氧化还原类引发剂是由过硫酸盐氧化剂与亚硫酸盐还原剂组成的氧化-还原引发体系。在该优选情况下,过硫酸盐氧化剂的用量为单体D、单体E和单体F的总用量的0.01-0.1重量%;亚硫酸盐还原剂的用量为单体D、单体E和单体F的总用量的0.005-0.05%。例如,所述氧化还原类引发剂中的氧化剂可以为0.2重量%的过硫酸钾水溶液和/或0.2重量%的过硫酸铵水溶液;所述氧化还原类引发剂中的还原剂可以为0.1重量%的亚硫酸氢钾水溶液和/或0.1重量%的亚硫酸氢钠水溶液。
根据一种优选的具体实施方式,所述具有表面活性的驱油用聚合物的制备方法包括以下步骤:
第1步:将单体D和单体F加入到聚合反应瓶中配制成水溶液,用碱调节该水溶液的pH值为6-10;
第2步:向第1步的水溶液中加入单体E、螯合剂、乳化剂和促进剂,搅拌均匀使其成为稳定的胶束溶液;
第3步:在0-30℃温度下,鼓入氮气5-60min后,向第2步的胶束溶液中加入引发剂,并且在鼓入氮气使其混合均匀后,密封聚合2-15h得到聚合物胶体;
第4步:取出所述聚合物胶体,经造粒后加入碱性物质,混合均匀后,在50-120℃温度下进行水解0.5-8小时;
第5步:取出胶体再进行造粒、干燥、粉碎、筛分后得到具有表面活性的驱油用聚合物成品。
在所述第1步中,使用的碱可以选自氢氧化钠和碳酸钠中的至少一种。
在所述第4步中,使用的碱性物质可以为氢氧化钠粒碱。
第三方面,本发明提供了由前述方法制备得到的具有表面活性的驱油用聚合物。
第四方面,本发明提供了前述具有表面活性的驱油用聚合物作为驱油剂的应用。
在上述具有表面活性的驱油用聚合物作为驱油剂的应用中,具体的应用方法为本领域技术人员所熟知的技术。
以下将通过实施例对本发明进行详细描述。
以下使用的聚合单体均购自阿拉丁试剂(上海)有限公司。
以下实施例中,涉及的测试方法如下:
使用乌氏粘度计采用一点法对聚合物的粘均分子量进行测试;在指定测试温度(85℃)下用Brookfield粘度计测定聚合物溶液在矿化度为33000mg/L下的表观粘度;在指定测试温度(25℃)下用DCAT-21表面张力仪测定聚合物在纯水下的水溶液表面张力。
实施例1:制备具有表面活性的驱油用聚合物
1、将17.0g丙烯酰胺(占单体总量的85重量%)、2.0g的式(12)所示的亲水性单体(m=6,n=2,占单体总量的10重量%)加入到保温聚合反应瓶(即聚合瓶)中,加入去离子水60.0g溶解配成水溶液,再加入氢氧化钠调节pH为6.0;
2、依次加入1.0g的式(11)所示的疏水性单体(p=9,占单体总量的5重量%)、0.2g的十二烷基硫酸钠、1重量%的EDTA-2Na水溶液1.0g、1重量%的尿素水溶液0.5g、五甲基二乙烯三胺20.0mg,充分搅拌以得到稳定的胶束;
3、控制水溶液的温度在10℃,通氮气驱氧30分钟后,再加入0.2重量%的过硫酸钾水溶液2.0g和0.1重量%的亚硫酸氢钠水溶液2.0g,引发反应,继续通氮气5min后停止,密封后聚合反应6小时;
4、取出胶块进行造粒,造粒后加入0.4g氢氧化钠粒碱混合均匀后在85℃下进行水解3小时;
5、取出胶粒再进行造粒、60℃下干燥至恒重、粉碎、过筛得到白色颗粒状表面活性聚合物样品。
经测试聚合物的粘均分子量为2200万,表观粘度为30.6mPa·s,表面张力为28.2mN/m,表现出优异的表面活性和耐高温高盐性能。
实施例2:制备具有表面活性的驱油用聚合物
1、将17.98g丙烯酰胺(占单体总量的89.9重量%)、2.0g的式(12)所示的亲水性单体(m=4,n=6,占单体总量的10重量%)加入到保温聚合反应瓶(即聚合瓶)中,加入去离子水60.0g溶解配成水溶液,再加入氢氧化钠调节pH为7.0;
2、依次加入0.02g的式(11)所示的疏水性单体(p=13,占单体总量的0.1重量%)、0.1g的十二烷基硫酸钠、1重量%的EDTA-2Na水溶液1.0g、1重量%的尿素水溶液0.5g、五甲基二乙烯三胺40.0mg,充分搅拌以得到稳定的胶束;
3、控制水溶液的温度在5℃,通氮气驱氧30分钟后,再加入0.2重量%的过硫酸钾水溶液3.0g和0.1重量%的亚硫酸氢钠水溶液3.0g,引发反应,继续通氮气5min后停止,密封后聚合反应6小时;
4、取出胶块进行造粒,造粒后加入0.45g氢氧化钠粒碱混合均匀后在80℃下进行水解4小时;
5、取出胶粒再进行造粒、60℃下干燥至恒重、粉碎、过筛得到白色颗粒状表面活性聚合物样品。
经测试聚合物的粘均分子量为2400万,表观粘度为38.6mPa·s,表面张力为29.3mN/m,表现出优异的表面活性和耐高温高盐性能。
实施例3:制备具有表面活性的驱油用聚合物
1、将19.96g丙烯酰胺(占单体总量的99.8重量%)、0.02g的式(12)所示的亲水性单体(m=8,n=6,占单体总量的0.1重量%)加入到保温聚合反应瓶(即聚合瓶)中,加入去离子水60.0g溶解配成水溶液,再加入氢氧化钠调节pH为10.0;
2、依次加入0.02g的式(11)所示的疏水性单体(p=17,占单体总量的0.1重量%)、0.2g的十二烷基硫酸钠、1重量%的EDTA-2Na水溶液1.0g、1重量%的尿素水溶液0.5g、五甲基二乙烯三胺40.0mg,充分搅拌以得到稳定的胶束;
3、控制水溶液的温度在20℃,通氮气驱氧30分钟后,再加入0.2重量%的过硫酸钾水溶液4.0g和0.1重量%的亚硫酸氢钠水溶液4.0g,引发反应,继续通氮气5min后停止,密封后聚合反应8小时;
4、取出胶块进行造粒,造粒后加入0.5g氢氧化钠粒碱混合均匀后在90℃下进行水解2小时;
5、取出胶粒再进行造粒、60℃下干燥至恒重、粉碎、过筛得到白色颗粒状表面活性聚合物样品。
经测试聚合物的粘均分子量为2500万,表观粘度为42.9mPa·s,表面张力为32.5mN/m,表现出优异的表面活性和耐高温高盐性能。
实施例4:制备具有表面活性的驱油用聚合物
1、将18.5g丙烯酰胺(占单体总量的92.5重量%)、1.0g的式(12)所示的亲水性单体(m=6,n=6,占单体总量的5重量%)加入到保温聚合反应瓶(即聚合瓶)中,加入去离子水60.0g溶解配成水溶液,再加入氢氧化钠调节pH为10.0;
2、依次加入0.5g的式(11)所示的疏水性单体(p=17,占单体总量的2.5重量%)、0.1g的十二烷基硫酸钠、1重量%的EDTA-2Na水溶液1.0g、1重量%的尿素水溶液0.5g、五甲基二乙烯三胺40.0mg,充分搅拌以得到稳定的胶束;
3、控制水溶液的温度在15℃,通氮气驱氧30分钟后,再加入0.2重量%的过硫酸钾水溶液10.0g和0.1重量%的亚硫酸氢钠水溶液10.0g,引发反应,继续通氮气5min后停止,密封后聚合反应6小时;
4、取出胶块进行造粒,造粒后加入0.45g氢氧化钠粒碱混合均匀后在85℃下进行水解2.5小时;
5、取出胶粒再进行造粒、60℃下干燥至恒重、粉碎、过筛得到白色颗粒状表面活性聚合物样品。
经测试聚合物的粘均分子量为2200万,表观粘度为30.8mPa·s,表面张力为29.1mN/m,表现出优异的表面活性和耐高温高盐性能。
实施例5:制备具有表面活性的驱油用聚合物
本实施例采用与实施例1相似的方法进行,所不同的是:
本实施例中的丙烯酰胺的用量为18.99g(占单体总量的94.95重量%),式(12)所示的亲水性单体(m=6,n=2)的用量为0.01g(占单体总量的0.05重量%),式(11)所示的疏水性单体(p=9)的用量为1.0g(占单体总量的5重量%)。
其余均与实施例1中相同。
得到白色颗粒状表面活性聚合物样品。
经测试聚合物的粘均分子量为1800万,表观粘度为22.8mPa·s,表面张力为27.5mN/m,表现出优异的表面活性和耐高温高盐性能。
实施例6:制备具有表面活性的驱油用聚合物
本实施例采用与实施例1相似的方法进行,所不同的是:
本实施例中的丙烯酰胺的用量为16.0g(占单体总量的80重量%),式(12)所示的亲水性单体(m=6,n=2)的用量为3.0g(占单体总量的15重量%),式(11)所示的疏水性单体(p=9)的用量为1.0g(占单体总量的5重量%)。
其余均与实施例1中相同。
得到白色颗粒状表面活性聚合物样品。
经测试聚合物的粘均分子量为1900万,表观粘度为25.2mPa·s,表面张力为27.1mN/m,表现出优异的表面活性和耐高温高盐性能。
实施例7:制备具有表面活性的驱油用聚合物
本实施例采用与实施例2相似的方法进行,所不同的是:
本实施例中的丙烯酰胺的用量为17.99g(占单体总量的89.95重量%),式(12)所示的亲水性单体(m=4,n=6)的用量为2.0g(占单体总量的10重量%),式(11)所示的疏水性单体(p=13)的用量为0.01g(占单体总量的0.05重量%)。
其余均与实施例2中相同。
得到白色颗粒状表面活性聚合物样品。
经测试聚合物的粘均分子量为1900万,表观粘度为26.7mPa·s,表面张力为26.9mN/m,表现出优异的表面活性和耐高温高盐性能。
实施例8:制备具有表面活性的驱油用聚合物
本实施例采用与实施例2相似的方法进行,所不同的是:
本实施例中的丙烯酰胺的用量为16.4g(占单体总量的82重量%),式(12)所示的亲水性单体(m=4,n=6)的用量为2.0g(占单体总量的10重量%),式(11)所示的疏水性单体(p=13)的用量为1.6g(占单体总量的8重量%)。
其余均与实施例2中相同。
得到白色颗粒状表面活性聚合物样品。
经测试聚合物的粘均分子量为1800万,表观粘度为22.1mPa·s,表面张力为27.3mN/m,表现出优异的表面活性和耐高温高盐性能。
从上述实施例的结果可以看出,本发明提供的具有表面活性的驱油用聚合物的粘均分子量均在1800万以上,并且,表观粘度较高,表面张力值较低。说明,本发明提供的具有表面活性的驱油用聚合物均具有优异的表面活性和耐高温高盐性能。
以上详细描述了本发明的优选实施方式,但是,本发明并不限于上述实施方式中的具体细节,在本发明的技术构思范围内,可以对本发明的技术方案进行多种简单变型,这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是,在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征,在不矛盾的情况下,可以通过任何合适的方式进行组合,为了避免不必要的重复,本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外,本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合,只要其不违背本发明的思想,其同样应当视为本发明所公开的内容。
Claims (15)
1.一种具有表面活性的驱油用聚合物,其特征在于,该聚合物含有结构单元A、结构单元B和结构单元C,其中,所述结构单元A为具有式(1)所示结构的结构单元,所述结构单元B为具有式(2)所示结构的结构单元,所述结构单元C为具有式(3)所示结构的结构单元;其中,以所述聚合物的重量为基准,所述结构单元A的含量为70-99.98重量%,所述结构单元B的含量为0.01-10重量%,所述结构单元C的含量为0.01-20重量%,且该聚合物的粘均分子量为1500万-3000万;
其中,R1、R2和R3各自独立地为H或C1-C4的烷基;M为H、Na或K;p为7-20的整数,m为2-10的整数,n为2-8的整数。
2.根据权利要求1所述的聚合物,其中,以所述聚合物的重量为基准,所述结构单元A的含量为85-99.8重量%,所述结构单元B的含量为0.1-5重量%,所述结构单元C的含量为0.1-10重量%,且该聚合物的粘均分子量为2000万-2800万。
3.根据权利要求1或2所述的聚合物,其中,所述结构单元A为具有式(7)所示结构的结构单元,所述结构单元B为具有式(8)所示结构的结构单元,以及所述结构单元C为具有式(9)所示结构的结构单元,
其中,M为Na或K;p为9-17的整数,m为4、6或8,n为2或6。
4.一种制备具有表面活性的驱油用聚合物的方法,该方法包括:在引发剂、乳化剂、促进剂和作为溶剂的水的存在下,使单体D、单体E和单体F进行溶液聚合反应,其中,所述单体D为具有式(4)所示结构的单体,所述单体E为具有式(5)所示结构的单体,所述单体F为具有式(6)所示结构的单体,其中,所述单体D、单体E和单体F的用量使得制备得到的聚合物中结构单元A的含量为70-99.98重量%,结构单元B的含量为0.01-10重量%,结构单元C的含量为0.01-20重量%,以及使得制备得到的聚合物的粘均分子量为1500万-3000万;所述结构单元A为具有式(1)所示结构的结构单元,所述结构单元B为具有式(2)所示结构的结构单元,所述结构单元C为具有式(3)所示结构的结构单元,
其中,R1、R2和R3各自独立地为H或C1-C4的烷基;M为H、Na或K;p为7-20的整数,m为2-10的整数,n为2-8的整数。
5.根据权利要求4所述的方法,其中,所述单体D、单体E和单体F的用量使得制备得到的聚合物中结构单元A的含量为85-99.8重量%,结构单元B的含量为0.1-5重量%,结构单元C的含量为0.1-10重量%,以及使得制备得到的聚合物的粘均分子量为2000万-2800万。
6.根据权利要求4或5所述的方法,其中,所述单体D为具有式(10)所示结构的单体;所述单体E为具有式(11)所示结构的单体;所述单体F为具有式(12)所示结构的单体,
其中,M为Na或K;p为9-17的整数,m为4、6或8,n为2或6。
7.根据权利要求4或5所述的方法,其中,所述乳化剂为十二烷基硫酸盐。
8.根据权利要求7所述的方法,其中,所述乳化剂的用量为单体D、单体E和单体F的总用量的0.05-1重量%。
9.根据权利要求4或5所述的方法,其中,所述促进剂选自五甲基二乙烯三胺、四甲基乙二胺和N,N,N’,N’-四甲基胍中的至少一种。
10.根据权利要求9所述的方法,其中,所述促进剂的用量为单体D、单体E和单体F的总用量的0.02-0.2重量%。
11.根据权利要求4或5所述的方法,其中,所述溶液聚合反应的条件包括:温度为0-30℃;时间为2-15h。
12.根据权利要求4或5所述的方法,其中,所述溶液聚合反应的条件包括:温度为0-20℃;时间为5-10h。
13.根据权利要求4或5所述的方法,其中,所述引发剂包括偶氮类引发剂、过氧化物类引发剂和氧化还原类引发剂中的至少一种;所述偶氮类引发剂选自偶氮二异丁酸二甲酯、偶氮二异丁脒盐酸盐、偶氮二甲酰胺、偶氮二异丙基咪唑啉盐酸盐、偶氮异丁氰基甲酰胺、偶氮二环己基甲腈、偶氮二氰基戊酸、偶氮二异丙基咪唑啉、偶氮二异丁腈、偶氮二异戊腈和偶氮二异庚腈中的至少一种;所述过氧化物类引发剂选自过氧化氢、过硫酸铵、过硫酸钠、过硫酸钾、过氧化苯甲酰和过氧化苯甲酰叔丁酯中的至少一种;所述氧化还原类引发剂选自过硫酸盐-亚硫酸盐、过硫酸盐-硫脲、过硫酸盐-有机盐和过硫酸铵-脂肪胺中的至少一种。
14.权利要求4-13中任意一项所述的方法制备得到的具有表面活性的驱油用聚合物。
15.权利要求1-3和14中任意一项所述的具有表面活性的驱油用聚合物作为驱油剂的应用。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201610676299.1A CN107759728B (zh) | 2016-08-16 | 2016-08-16 | 一种具有表面活性的驱油用聚合物及其制备方法和应用 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201610676299.1A CN107759728B (zh) | 2016-08-16 | 2016-08-16 | 一种具有表面活性的驱油用聚合物及其制备方法和应用 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN107759728A CN107759728A (zh) | 2018-03-06 |
CN107759728B true CN107759728B (zh) | 2019-09-27 |
Family
ID=61260650
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201610676299.1A Active CN107759728B (zh) | 2016-08-16 | 2016-08-16 | 一种具有表面活性的驱油用聚合物及其制备方法和应用 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN107759728B (zh) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112094382B (zh) * | 2019-06-17 | 2022-08-19 | 中国石油化工股份有限公司 | 油田用丙烯酰胺共聚物及其制备方法和应用 |
CN112094383B (zh) * | 2019-06-17 | 2022-08-19 | 中国石油化工股份有限公司 | 活性功能型聚合物及其制备方法和应用 |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105440206A (zh) * | 2014-08-13 | 2016-03-30 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种具有表面活性功能的聚合物及其制备方法 |
-
2016
- 2016-08-16 CN CN201610676299.1A patent/CN107759728B/zh active Active
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105440206A (zh) * | 2014-08-13 | 2016-03-30 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种具有表面活性功能的聚合物及其制备方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN107759728A (zh) | 2018-03-06 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN106866878B (zh) | 适用于高温高盐苛刻油藏的聚合物型调驱剂及其制备方法 | |
CN103666433B (zh) | 用于高温油藏提高采收率的驱油剂组合物及其制备方法 | |
CN107759728B (zh) | 一种具有表面活性的驱油用聚合物及其制备方法和应用 | |
KR102598601B1 (ko) | 아크릴아미드 공중합체 및 그 제조 방법과 적용 | |
CN106317308B (zh) | 一种丙烯酰胺共聚物及其制备方法和应用 | |
CN107759727B (zh) | 一种具有表面活性的驱油用聚合物及其制备方法和应用 | |
CN109749007A (zh) | 具有表面活性功能的聚合物及其制备方法和应用 | |
CN104974301B (zh) | 具有表面活性功能聚合物作为聚合物驱油剂的应用 | |
CN107226884B (zh) | 一种具有表面活性功能的聚合物及其制备方法和应用 | |
CN107226886B (zh) | 一种具有表面活性功能的聚合物及其制备方法和应用 | |
CN107226887B (zh) | 一种具有表面活性功能的聚合物及其制备方法和应用 | |
CN106317300B (zh) | 丙烯酰胺系共聚物及其制备方法和应用 | |
CN106317304B (zh) | 一种具有表面活性功能的聚合物及其制备方法和应用 | |
CN106543352B (zh) | 一种疏水缔合型聚合物及其制备方法和应用 | |
CN102559156A (zh) | 一种钻井液用高温高盐降滤失剂及其制备方法 | |
CN106317311B (zh) | 一种丙烯酰胺共聚物及其制备方法和应用 | |
CN106279524B (zh) | 一种页岩气压裂用减阻剂的制备方法及压裂用减阻剂 | |
CN106317303B (zh) | 一种具有表面活性功能的聚合物及其制备方法和应用 | |
CN106317301B (zh) | 一种具有表面活性功能的聚合物及其制备方法和应用 | |
CN107226885B (zh) | 一种具有表面活性功能的聚合物及其制备方法和应用 | |
CN105440204B (zh) | 一种具有表面活性功能的聚合物及其制备方法 | |
CN106317305B (zh) | 一种具有表面活性功能的聚合物及其制备方法和应用 | |
CN109749006A (zh) | 具有表面活性功能的聚合物及其制备方法和应用 | |
CN109232809B (zh) | 丙烯酰胺共聚物及其制备方法与应用 | |
CN106317302B (zh) | 一种具有表面活性功能的聚合物及其制备方法和应用 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |