CN113201100A - 一种原位破乳功能型缔合聚合物驱油剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种原位破乳功能型缔合聚合物驱油剂及其制备方法，制备方法包括步骤一可降解破乳剂大单体的制备以及步骤二原位破乳功能型缔合聚合物驱油剂的制备。本发明的原位破乳功能型缔合聚合物驱油剂在地层水中具有良好的增粘性能，且老化一定时间后破乳剂分子会从驱油剂主链脱落，使得驱油剂具有破乳性能。

Description

一种原位破乳功能型缔合聚合物驱油剂及其制备方法
技术领域
本发明属于石油工业技术领域，具体来说涉及一种原位破乳功能型缔合聚合物驱油剂及其制备方法。
背景技术
聚合物驱是油田提高采收率的重要方法之一。聚合物驱油剂能增加水相粘度，降低油水流度比，提高驱油波及系数，从而提高采收率。但是聚合物驱采出液因聚合物的部分返出，乳化油滴粒径小，且油水界面膜稳定性增强、排斥力增大，采出液油水分离难度较水驱的有所增大。针对聚合物驱采出液的处理，陆地油田主要策略为“以空间换时间、时间换效果，延长沉降时间和药剂作用时间”，不过这种策略在受“时空”限制的海上油田上无法照搬。因此，聚合物驱采出液破乳已逐渐成为困扰海上油田生产的突出问题、制约聚合物驱推广应用的瓶颈问题，寻找一种既能保持良好增粘、驱油性能又不会带来采出液处理问题的聚合物显得尤为必要。本发明针对这一需求，制备了一种原位破乳功能型缔合聚合物驱油剂，该驱油剂带有疏水基团，可以通过分子间缔合保证溶液粘度，另外其在地层中运移一段时间后可降解基团发生降解，破乳性功能性侧链脱离聚合物驱油剂，在地层中起到破坏含聚乳液(W/O)稳定性作用，实现采出液在地层中的原位破乳(或者井下破乳)。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有聚合物驱油剂在海上油田应用在中存在的不足，提供了一种原位破乳功能型缔合聚合物驱油剂及其制备方法。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种原位破乳功能型缔合聚合物驱油剂，通过以下步骤制备获得：
步骤一、可降解破乳剂大单体的制备
称取的线型嵌段聚醚破乳剂、干燥二氯甲烷和三乙胺加入至反应器中，冰浴条件下滴加丙烯酰氯二氯甲烷溶液；滴加结束后，升温到室温反应24h；反应结束后，过滤除去三乙胺盐酸盐，盐水洗涤至中性，旋蒸除去二氯甲烷后获得可降解破乳剂大单体；
步骤二、原位破乳功能型缔合聚合物驱油剂的制备
在反应器中将丙烯酰胺、丙烯酸、疏水单体和可降解破乳剂大单体溶于水，调节pH至中性；通氮除氧30分钟，升温至40℃后加入水溶性引发剂反应8h，即得到原位破乳功能型缔合聚合物驱油剂。
在上述技术方案中，步骤一中，所述线型嵌段聚醚破乳剂只有一端含有羟基，分子量在2000-4000g/mol范围内。
在上述技术方案中，步骤一中，线型嵌段聚醚破乳剂、干燥二氯甲烷和三乙胺的质量比为20:15:1。
在上述技术方案中，步骤一中，丙烯酰氯二氯甲烷与干燥二氯甲烷体积比为1:2.5，浓度为0.085g/mL。
在上述技术方案中，步骤二中，总单体质量分数在20-30wt％。
在上述技术方案中，步骤二中，丙烯酰胺、丙烯酸、疏水单体和可降解破乳剂大单体的质量比为37.5:12.5:1:3。
在上述技术方案中，步骤二中，所述疏水单体加量为丙烯酰胺和丙烯酸总摩尔量的0.2％-0.6％。
在上述技术方案中，步骤二中，所述可降解破乳剂大单体的加量为所有单体总质量的5-10wt％。
在上述技术方案中，步骤二中，所述疏水单体为疏水链中烷烃碳数个数大于8的可聚合表面活性剂。
在上述技术方案中，步骤二中，所述水溶性引发剂为过硫酸钾、过硫酸铵、过硫酸铵-亚硫酸氢钠、过硫酸钠-亚硫酸钠、V50或V044中的任意一种。
本发明的优点和有益效果为：
本发明的原位破乳功能型缔合聚合物驱油剂在地层水中具有良好的增粘性能，且老化一定时间后破乳剂分子会从驱油剂主链脱落，使得驱油剂具有破乳性能。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合具体实施例进一步说明本发明的技术方案。
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，聚合物增粘性能和原位破乳性能按照下述方法测定，具体为：
1)聚合物增粘性能：以1.5％wtNaCl盐水为溶剂，配制浓度1500mg/L的聚合物溶液；利用布氏粘度计测定聚合物溶液在50℃下的粘度(0#转子，7.34s-1)。
2)聚合物原位破乳性能：以1.5％wtNaCl盐水为溶剂，配制浓度1500mg/L的聚合物溶液；通氮除氧密封，50℃下老化30天；取50mL老化后聚合物溶液和50mL脱水原油(密度为0.9547g/cm3)，50℃下搅拌30min(转速350rpm)后倒入脱水瓶中静置，记录乳液在4h内的脱水率。
实施例1：
本实施例提供可降解破乳剂大单体的制备，包括如下步骤：
1)首先，称取50g线型嵌段聚醚破乳剂(分子量3000g/mol，河北盛田化工，商品名1303)、2.5g三乙胺和50ml干燥二氯甲烷加入反应瓶中；
2)冰浴条件下滴加丙烯酰氯溶液(1.7g丙烯酰氯溶于20ml二氯甲烷)，滴加时间控制在30min-40min范围内；
3)滴加结束后，撤去冰浴反应24h；
4)反应结束后过滤除去三乙胺盐，1％wtNaCl盐水洗涤至中性，旋蒸除去二氯甲烷后获得可降解破乳剂大单体。
实施例2：
本实施例提供原位破乳功能型缔合聚合物驱油剂1的制备，包括如下步骤：
1)称取15g丙烯酰胺、5g丙烯酸、0.4g疏水单体十八烷基二甲基烯丙烯基氯化铵和1.2g可降解破乳剂大单体溶于60g水中；
2)滴加1mol/LNaOH溶液调节溶液至中性；
3)通氮除氧30min后，升温至40℃；
4)先后加入0.02g过硫酸铵和0.02g亚硫酸钠反应8h，获得原位破乳功能型缔合聚合物驱油剂1。
实施例3：
本实施例提供缔合聚合物驱油剂的制备，包括如下步骤：
1)称取15g丙烯酰胺、5g丙烯酸、0.4g疏水单体十八烷基二甲基烯丙烯基氯化铵溶于60g水中；
2)滴加1mol/LNaOH溶液调节溶液至中性；
3)通氮除氧30min后，升温至40℃；
4)先后加入0.02g过硫酸铵和0.02g亚硫酸钠反应8h，获得缔合聚合物驱油剂。
实施例4：
本实施例提供原位破乳功能型缔合聚合物驱油剂2的制备，包括如下步骤：
1)称取15g丙烯酰胺、5g丙烯酸、0.28g疏水单体N-十二烷基丙烯酰胺和1.2g可降解破乳剂大单体溶于60g水中；
2)滴加1mol/LNaOH溶液调节溶液至中性；
3)通氮除氧30min后，升温至40℃；
4)先后加入0.02g过硫酸铵和0.02g亚硫酸钠反应8h，获得原位破乳功能型缔合聚合物驱油剂2。
实施例5：
本实施例提供原位破乳功能型缔合聚合物驱油剂3的制备，包括如下步骤：
1)称取15g丙烯酰胺、5g丙烯酸、0.35g疏水单体2-(丙烯酰胺甲基)十一烷-1-磺酸钠和1.2g可降解破乳剂大单体溶于60g水中；
2)滴加1mol/LNaOH溶液调节溶液至中性；
3)通氮除氧30min后，升温至40℃；
4)先后加入0.02g过硫酸铵和0.02g亚硫酸钠反应8h，获得原位破乳功能型缔合聚合物驱油剂3。
实施例6：
本实施例提供原位破乳功能型缔合聚合物驱油剂性能的评价，结果如下：
Figure BDA0003016529040000041
通过上述结果可以得出，本发明的原位破乳功能型缔合聚合物驱油剂在地层水中具有良好的增粘性能，且老化一定时间后破乳剂分子会从驱油剂主链脱落，使得驱油剂具有破乳性能。
以上对本发明做了示例性的描述，应该说明的是，在不脱离本发明的核心的情况下，任何简单的变形、修改或者其他本领域技术人员能够不花费创造性劳动的等同替换均落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种原位破乳功能型缔合聚合物驱油剂，其特征在于：通过以下步骤制备获得：
步骤一、可降解破乳剂大单体的制备
称取的线型嵌段聚醚破乳剂、干燥二氯甲烷和三乙胺加入至反应器中，冰浴条件下滴加丙烯酰氯二氯甲烷溶液；滴加结束后，升温到室温反应24h；反应结束后，过滤除去三乙胺盐酸盐，盐水洗涤至中性，旋蒸除去二氯甲烷后获得可降解破乳剂大单体；
步骤二、原位破乳功能型缔合聚合物驱油剂的制备
在反应器中将丙烯酰胺、丙烯酸、疏水单体和可降解破乳剂大单体溶于水，调节pH至中性；通氮除氧30分钟，升温至40℃后加入水溶性引发剂反应8h，即得到原位破乳功能型缔合聚合物驱油剂。
2.根据权利要求1所述的一种原位破乳功能型缔合聚合物驱油剂，其特征在于：步骤一中，所述线型嵌段聚醚破乳剂只有一端含有羟基，分子量在2000-4000g/mol范围内；线型嵌段聚醚破乳剂、干燥二氯甲烷和三乙胺的质量比为20:15:1；丙烯酰氯二氯甲烷与干燥二氯甲烷体积比为1:2.5，浓度为0.085g/mL。
3.根据权利要求1所述的一种原位破乳功能型缔合聚合物驱油剂，其特征在于：步骤二中，总单体质量分数在20-30wt％；丙烯酰胺、丙烯酸、疏水单体和可降解破乳剂大单体的质量比为37.5:12.5:1:3；所述疏水单体加量为丙烯酰胺和丙烯酸总摩尔量的0.2％-0.6％；所述可降解破乳剂大单体的加量为所有单体总质量的5-10wt％。
4.根据权利要求1所述的一种原位破乳功能型缔合聚合物驱油剂，其特征在于：步骤二中，所述疏水单体为疏水链中烷烃碳数个数大于8的可聚合表面活性剂。
5.根据权利要求1所述的一种原位破乳功能型缔合聚合物驱油剂，其特征在于：步骤二中，所述水溶性引发剂为过硫酸钾、过硫酸铵、过硫酸铵-亚硫酸氢钠、过硫酸钠-亚硫酸钠、V50或V044中的任意一种。
6.一种原位破乳功能型缔合聚合物驱油剂的制备方法，其特征在于：
步骤一、可降解破乳剂大单体的制备
称取的线型嵌段聚醚破乳剂、干燥二氯甲烷和三乙胺加入至反应器中，冰浴条件下滴加丙烯酰氯二氯甲烷溶液；滴加结束后，升温到室温反应24h；反应结束后，过滤除去三乙胺盐酸盐，盐水洗涤至中性，旋蒸除去二氯甲烷后获得可降解破乳剂大单体；
步骤二、原位破乳功能型缔合聚合物驱油剂的制备
在反应器中将丙烯酰胺、丙烯酸、疏水单体和可降解破乳剂大单体溶于水，调节pH至中性；通氮除氧30分钟，升温至40℃后加入水溶性引发剂反应8h，即得到原位破乳功能型缔合聚合物驱油剂。
7.根据权利要求6所述的一种原位破乳功能型缔合聚合物驱油剂的制备方法，其特征在于：步骤一中，所述线型嵌段聚醚破乳剂只有一端含有羟基，分子量在2000-4000g/mol范围内；线型嵌段聚醚破乳剂、干燥二氯甲烷和三乙胺的质量比为20:15:1；丙烯酰氯二氯甲烷与干燥二氯甲烷体积比为1:2.5，浓度为0.085g/mL。
8.根据权利要求6所述的一种原位破乳功能型缔合聚合物驱油剂的制备方法，其特征在于：步骤二中，总单体质量分数在20-30wt％；丙烯酰胺、丙烯酸、疏水单体和可降解破乳剂大单体的质量比为37.5:12.5:1:3；所述疏水单体加量为丙烯酰胺和丙烯酸总摩尔量的0.2％-0.6％；所述可降解破乳剂大单体的加量为所有单体总质量的5-10wt％。
9.根据权利要求6所述的一种原位破乳功能型缔合聚合物驱油剂的制备方法，其特征在于：步骤二中，所述疏水单体为疏水链中烷烃碳数个数大于8的可聚合表面活性剂。
10.根据权利要求6所述的一种原位破乳功能型缔合聚合物驱油剂的制备方法，其特征在于：步骤二中，所述水溶性引发剂为过硫酸钾、过硫酸铵、过硫酸铵-亚硫酸氢钠、过硫酸钠-亚硫酸钠、V50或V044中的任意一种。
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