CN112940177A - 一种聚驱采出水用可热解清水剂及其制备方法与应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种聚驱采出水用可热解清水剂及其制备方法与应用。所述可热降解型清水剂的制备方法包括如下步骤：在惰性气氛中，在引发剂存在的条件下，可聚合叔胺、阳离子共聚单体与可聚合伯胺和/或可聚合仲胺进行聚合反应，得到低聚物；向低聚物中加入可热降解扩链剂进行扩链反应即得；可聚合叔胺为N,N‑二甲基丙烯酰胺、N‑(3‑二甲氨基丙基)甲基丙烯酰胺和甲基丙烯酸二甲氨基乙酯至少一种；阳离子共聚单体为二烯丙基二甲基氯化铵和/或丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵；可聚合仲胺为二烯丙基胺；可聚合伯胺为烯丙基伯胺。本发明清水剂在热水中能够发生降解，处理聚驱采出水时，具有良好的清水效果，且形成的含聚絮体具有自消解性。

Description

一种聚驱采出水用可热解清水剂及其制备方法与应用
技术领域
本发明涉及一种聚驱采出水用可热解清水剂及其制备方法与应用，属于石油工业技术领域。
背景技术
聚驱采出液稳定性高、处理难度大，通常采出液化学剂与物理除油相结合的方式。常用的化学剂包括非离子的破乳剂、反相破乳剂和阳离子类絮凝剂、反相破乳剂。阳离子类药剂起效快，效果好，但会产生严重油泥问题；非离子类药剂不会与返出的阴离子聚丙烯酰胺发生静电中和作用而生成油泥，但起效慢，效果差。实际生产中需要起效快、效果好、不产生油泥的处理剂。
发明内容
本发明的目的是提供一种聚驱采出水用可热解清水剂，该清水剂在热水中能够发生降解，处理聚驱采出水时，具有良好清水效果，且形成的含聚絮体具有自消解性。
本发明所提供的可热降解型清水剂的制备方法，包括如下步骤：
(1)在惰性气氛中，在引发剂存在的条件下，可聚合叔胺、阳离子共聚单体与可聚合伯胺和/或可聚合仲胺进行聚合反应，得到低聚物；
(2)向所述低聚物中加入可热降解扩链剂进行扩链反应即得。
上述的制备方法中，所述可聚合叔胺为N,N-二甲基丙烯酰胺、N-(3-二甲氨基丙基)甲基丙烯酰胺和甲基丙烯酸二甲氨基乙酯至少一种；
所述阳离子共聚单体为二烯丙基二甲基氯化铵和/或丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵；
所述可聚合仲胺为二烯丙基胺；
所述可聚合伯胺为烯丙基伯胺。
上述的制备方法中，步骤(1)中，所述可聚合叔胺、所述阳离子共聚单体与所述可聚合伯胺和/或可聚合仲胺的总质量为聚合反应体系质量的10～70％，优选60～70％、60％或70％；
所述可聚合叔胺与所述可聚合伯胺和/或可聚合仲胺的质量比范围为51～59：1～9，优选54～57：2～3、54：2或57：3；
所述阳离子共聚单体与所述可聚合伯胺和/或可聚合仲胺的质量比范围为30～40：1～3，优选30：1～3、30：1或30：3。
所述引发剂的加量为所述可聚合叔胺、所述阳离子共聚单体与所述可聚合伯胺和/或可聚合仲胺的总质量的0.2％～0.8％，优选0.2％～0.5％、0.2％或0.5％。
上述的制备方法中，步骤(1)中，所述聚合反应在极性有机溶剂中进行；
所述极性有机溶剂为甲醇、乙醇、正丙醇、吡啶或丙酮。
上述的制备方法中，步骤(1)中，所述引发剂为氧化-还原引发体系或偶氮引发体系；
所述聚合反应的温度为0～65℃，时间为2～12h。
上述的制备方法中，步骤(2)中，所述可热降解扩链剂可为偶氮二异丁酸二甲酯、偶氮二氰基戊酸、偶氮二异丁脒盐酸盐、偶氮二异丙基咪唑啉盐酸盐与水溶性异氰酸酯生成的遥爪衍生物。
上述的制备方法中，步骤(2)中，所述可降解扩链剂与所述低聚物中仲胺基团的摩尔比范围为0.05～0.3：1。
上述的制备方法中，步骤(2)中，所述扩链反应的温度为-5～25℃，时间为2～24h。
本发明清水剂在热水中能够发生降解，处理聚驱采出水时，具有良好的清水效果，且形成的含聚絮体具有自消解性。
具体实施方式
下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。
下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
下述实施例中，除油率、可降解清水剂热水降解性和含聚絮体自消解性分别按照下述方法测定：
(1)除油率的测定
油田污水取自国内某注聚油田，采出水含油量为8210mg/L，产出聚合物浓度为105mg/L。清水剂评价实验如下：取100ml聚驱采出水倒入烧杯中，60℃下保温10min后加入350ppm的清水剂，搅拌1min，静置5min后下层水样测定水中含油量。计算除油率。
除油率＝(初始含油量-处理后含油量)/初始含油量×100％。
(2)表观粘度降低率的测定
取10g可降解清水剂乙醇溶液与10g纯水混合，加热至65℃，保温2h，采用布氏粘度计测定保温前后的表观粘度，利用溶液保温2h后表观粘度降低率反应可降解性。
(3)絮团消失时间的测定
含聚油泥形成的主要原因是清水与驱油用聚合物(HPAM)相互作用形成了水不溶聚电解质复合物絮团，若该絮团能自消解，则含聚油泥会自消解。配制浓度为500mg/L的驱油用聚合物(HPAM)水溶液，向其中加入可降解清水剂(500mg/L)，形成聚电解质复合物絮团，加热至65℃，记录絮团消失时间。
实施例1、制备聚驱采出水处理用可热降解清水剂
首先，称取57g N,N-二甲基丙烯酰胺、3g二烯丙基胺、30g甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵和40g乙醇加入至反应器中，升温至55℃，通入氮气30min后加入0.3g引发剂偶氮二异丁腈反应8h，得到N,N-二甲基丙烯酰胺与二烯丙基胺低聚物乙醇溶液；接着，加入1.24g偶氮二氰基戊酸和等摩尔数的二环己基碳二亚胺，10℃反应2h得到热可降解清水剂1。
实施例2、制备聚驱采出水处理用可热降解清水剂
首先，称取57g N-(3-二甲氨基丙基)甲基丙烯酰胺、3g二烯丙基胺、30g甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵和40g乙醇加入至反应器中，升温至55℃，通入氮气30min后加入0.3g引发剂叔丁基过氧化氢反应8h，得到N-(3-二甲氨基丙基)甲基丙烯酰胺与二烯丙基胺低聚物乙醇溶液；接着，加入1.24g偶氮二氰基戊酸和等摩尔数的二环己基碳二亚胺，10℃反应2h，得到热可降解清水剂2。
实施例3、聚驱采出水处理用可热降解清水剂
首先，称取57g甲基丙烯酸二甲胺基乙酯、3g二烯丙基胺30g二烯丙基二甲基氯化铵和40g乙醇加入至反应器中，升温至55℃，通入氮气30min后加入0.3g引发剂偶氮二异丁腈反应8h，得到甲基丙烯酸二甲胺基乙酯与二烯丙基胺低聚物乙醇溶液；接着，加入1.24g偶氮二氰基戊酸和等摩尔数的二环己基碳二亚胺，10℃反应2h，得到热可降解清水剂3。
实施例4、制备聚驱采出水处理用可降解清水剂
首先，称取27g N-(3-二甲氨基丙基)甲基丙烯酰胺、30g二烯丙基二甲基氯化铵、1g烯丙基胺和40g乙醇加入至反应器中，升温至55℃，通入氮气30min后加入0.3g引发剂偶氮二异丁腈反应8h，得到N,N-二甲基丙烯酰胺与二烯丙基胺低聚物乙醇溶液；接着，加入2.41g偶氮二异丁脒盐酸盐与水溶性异氰酸酯生成的遥爪衍生物(偶氮二异丁脒盐酸盐与水溶性异氰酸酯摩尔比1：2生成的遥爪衍生物，5℃反应2h，得到可降解清水剂4。
实施例1-4制备的清水剂的性能评价结果见表1。
表1可降解清水剂1-4的效果
药剂 可降解清水剂1 可降解清水剂2 可降解清水剂3 可降解清水剂4
除油率(％) 91.5 89 93 99.5
表观粘度降低率(％) 80 80 80 90
絮团消失时间(min) 500 500 500 320
由表1中的数据可以看出，上述四种热解型可降解清水剂均有较高的除油率，其中尤以大分子扩链剂(即偶氮二异丁脒盐酸盐与水溶性异氰酸酯生成的遥爪衍生物)制备的清水剂除油效果最佳，絮团热降解速度最快。
应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种可热降解型清水剂的制备方法，包括如下步骤：
(1)在惰性气氛中，在引发剂存在的条件下，可聚合叔胺、阳离子共聚单体与可聚合伯胺和/或可聚合仲胺进行聚合反应，得到低聚物；
(2)向所述低聚物中加入可热降解扩链剂进行扩链反应即得。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述可聚合叔胺为N,N-二甲基丙烯酰胺、N-(3-二甲氨基丙基)甲基丙烯酰胺和甲基丙烯酸二甲氨基乙酯至少一种；
所述阳离子共聚单体为二烯丙基二甲基氯化铵和/或丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵；
所述可聚合仲胺为二烯丙基胺；
所述可聚合伯胺为烯丙基伯胺。
3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，所述可聚合叔胺、所述阳离子共聚单体与所述可聚合伯胺和/或可聚合仲胺的总质量为聚合反应体系质量的10～70％；
所述可聚合叔胺与所述可聚合伯胺和/或可聚合仲胺的质量比范围为51～59：1～9；
所述阳离子共聚单体与所述可聚合伯胺和/或可聚合仲胺的质量比范围为30～40：1～3；
所述引发剂的加量为所述可聚合叔胺、所述阳离子共聚单体与所述可聚合伯胺和/或可聚合仲胺的总质量的0.2％～0.8％。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，所述聚合反应在极性有机溶剂中进行；
所述极性有机溶剂为甲醇、乙醇、正丙醇、吡啶或丙酮。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，所述引发剂为氧化-还原引发体系或偶氮引发体系；
所述聚合反应的温度为0～65℃，时间为2～24h。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的制备方法，其特征在于：步骤(2)中，所述可热降解扩链剂为偶氮二异丁酸二甲酯、偶氮二氰基戊酸、偶氮二异丁脒盐酸盐、偶氮二异丙基咪唑啉盐酸盐与水溶性异氰酸酯生成的遥抓衍生物。
7.根据权利要求1-5中任一项所述的制备方法，其特征在于：步骤(2)中，所述可降解扩链剂与所述低聚物中仲胺基团的摩尔比范围为0.05～0.3：1。
8.根据权利要求1-5中任一项所述的制备方法，其特征在于：步骤(2)中，所述扩链反应的温度为-5～25℃，时间为2～24h。
9.权利要求1-8中任一项所述方法制备的可热降解型清水剂。
10.权利要求9所述可热降解型清水剂在处理聚驱采出水中的应用。
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