CN115894754A - 一种用于调剖剂的苯基纳米微球交联剂及其制备方法和应用 - Google Patents
一种用于调剖剂的苯基纳米微球交联剂及其制备方法和应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN115894754A CN115894754A CN202211248530.9A CN202211248530A CN115894754A CN 115894754 A CN115894754 A CN 115894754A CN 202211248530 A CN202211248530 A CN 202211248530A CN 115894754 A CN115894754 A CN 115894754A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- profile control
- control agent
- phenyl
- mass
- cross
- 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.)
- Pending
Links
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 title claims abstract description 53
- 239000003431 cross linking reagent Substances 0.000 title claims abstract description 45
- 125000001997 phenyl group Chemical group [H]C1=C([H])C([H])=C(*)C([H])=C1[H] 0.000 title claims abstract description 30
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 21
- 239000004005 microsphere Substances 0.000 title abstract description 19
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 57
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 44
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims abstract description 19
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 14
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims abstract description 14
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims abstract description 13
- 239000012046 mixed solvent Substances 0.000 claims abstract description 13
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 claims abstract description 13
- UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N Benzene Chemical compound C1=CC=CC=C1 UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- 239000003999 initiator Substances 0.000 claims abstract description 11
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 9
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims abstract description 6
- 125000000816 ethylene group Chemical group [H]C([H])([*:1])C([H])([H])[*:2] 0.000 claims abstract description 4
- 239000000178 monomer Substances 0.000 claims description 24
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 14
- USHAGKDGDHPEEY-UHFFFAOYSA-L potassium persulfate Chemical compound [K+].[K+].[O-]S(=O)(=O)OOS([O-])(=O)=O USHAGKDGDHPEEY-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 14
- HRPVXLWXLXDGHG-UHFFFAOYSA-N Acrylamide Chemical compound NC(=O)C=C HRPVXLWXLXDGHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- MYRTYDVEIRVNKP-UHFFFAOYSA-N 1,2-Divinylbenzene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1C=C MYRTYDVEIRVNKP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 claims description 10
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 125000000129 anionic group Chemical group 0.000 claims description 7
- 125000002091 cationic group Chemical group 0.000 claims description 7
- GQOKIYDTHHZSCJ-UHFFFAOYSA-M dimethyl-bis(prop-2-enyl)azanium;chloride Chemical compound [Cl-].C=CC[N+](C)(C)CC=C GQOKIYDTHHZSCJ-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 7
- 239000002077 nanosphere Substances 0.000 claims description 7
- 229920000536 2-Acrylamido-2-methylpropane sulfonic acid Polymers 0.000 claims description 6
- XHZPRMZZQOIPDS-UHFFFAOYSA-N 2-Methyl-2-[(1-oxo-2-propenyl)amino]-1-propanesulfonic acid Chemical compound OS(=O)(=O)CC(C)(C)NC(=O)C=C XHZPRMZZQOIPDS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 5
- DWAQJAXMDSEUJJ-UHFFFAOYSA-M Sodium bisulfite Chemical compound [Na+].OS([O-])=O DWAQJAXMDSEUJJ-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 4
- -1 acryloyl chloroethyl trimethyl ammonium chloride Chemical compound 0.000 claims description 4
- ROOXNKNUYICQNP-UHFFFAOYSA-N ammonium persulfate Chemical compound [NH4+].[NH4+].[O-]S(=O)(=O)OOS([O-])(=O)=O ROOXNKNUYICQNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 238000003760 magnetic stirring Methods 0.000 claims description 4
- 235000010267 sodium hydrogen sulphite Nutrition 0.000 claims description 4
- SMZOUWXMTYCWNB-UHFFFAOYSA-N 2-(2-methoxy-5-methylphenyl)ethanamine Chemical compound COC1=CC=C(C)C=C1CCN SMZOUWXMTYCWNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 2-Propenoic acid Natural products OC(=O)C=C NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000012966 redox initiator Substances 0.000 claims description 3
- HIACAHMKXQESOV-UHFFFAOYSA-N 1,2-bis(prop-1-en-2-yl)benzene Chemical compound CC(=C)C1=CC=CC=C1C(C)=C HIACAHMKXQESOV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- PQUXFUBNSYCQAL-UHFFFAOYSA-N 1-(2,3-difluorophenyl)ethanone Chemical compound CC(=O)C1=CC=CC(F)=C1F PQUXFUBNSYCQAL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910001870 ammonium persulfate Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229940088644 n,n-dimethylacrylamide Drugs 0.000 claims description 2
- YLGYACDQVQQZSW-UHFFFAOYSA-N n,n-dimethylprop-2-enamide Chemical compound CN(C)C(=O)C=C YLGYACDQVQQZSW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229940047670 sodium acrylate Drugs 0.000 claims description 2
- XFTALRAZSCGSKN-UHFFFAOYSA-M sodium;4-ethenylbenzenesulfonate Chemical compound [Na+].[O-]S(=O)(=O)C1=CC=C(C=C)C=C1 XFTALRAZSCGSKN-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 2
- RRHXZLALVWBDKH-UHFFFAOYSA-M trimethyl-[2-(2-methylprop-2-enoyloxy)ethyl]azanium;chloride Chemical compound [Cl-].CC(=C)C(=O)OCC[N+](C)(C)C RRHXZLALVWBDKH-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 2
- GJHWSWTZSJDTTR-UHFFFAOYSA-N 1-ethenyl-2-prop-1-en-2-ylbenzene Chemical compound CC(=C)C1=CC=CC=C1C=C GJHWSWTZSJDTTR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 abstract description 9
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 34
- 239000000499 gel Substances 0.000 description 23
- 230000008961 swelling Effects 0.000 description 16
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 12
- PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N Styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1 PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 9
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 8
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 8
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 8
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 6
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 5
- 230000033558 biomineral tissue development Effects 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- 239000010779 crude oil Substances 0.000 description 4
- 229920000867 polyelectrolyte Polymers 0.000 description 4
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 4
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 4
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 4
- WEVYAHXRMPXWCK-UHFFFAOYSA-N Acetonitrile Chemical compound CC#N WEVYAHXRMPXWCK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 239000007863 gel particle Substances 0.000 description 3
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 3
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 3
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 3
- CHRJZRDFSQHIFI-UHFFFAOYSA-N 1,2-bis(ethenyl)benzene;styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1.C=CC1=CC=CC=C1C=C CHRJZRDFSQHIFI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- DZSVIVLGBJKQAP-UHFFFAOYSA-N 1-(2-methyl-5-propan-2-ylcyclohex-2-en-1-yl)propan-1-one Chemical compound CCC(=O)C1CC(C(C)C)CC=C1C DZSVIVLGBJKQAP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OZAIFHULBGXAKX-UHFFFAOYSA-N 2-(2-cyanopropan-2-yldiazenyl)-2-methylpropanenitrile Chemical compound N#CC(C)(C)N=NC(C)(C)C#N OZAIFHULBGXAKX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 description 2
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 2
- 229920006037 cross link polymer Polymers 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 2
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 2
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 2
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 description 2
- CQIOFKRONDXZJC-UHFFFAOYSA-N n-methylideneprop-2-enamide Chemical compound C=CC(=O)N=C CQIOFKRONDXZJC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- JHJLBTNAGRQEKS-UHFFFAOYSA-M sodium bromide Chemical compound [Na+].[Br-] JHJLBTNAGRQEKS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 230000002522 swelling effect Effects 0.000 description 2
- 238000009864 tensile test Methods 0.000 description 2
- 229920003169 water-soluble polymer Polymers 0.000 description 2
- IBVPVTPPYGGAEL-UHFFFAOYSA-N 1,3-bis(prop-1-en-2-yl)benzene Chemical compound CC(=C)C1=CC=CC(C(C)=C)=C1 IBVPVTPPYGGAEL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZENYUPUKNXGVDY-UHFFFAOYSA-N 1,4-bis(prop-1-en-2-yl)benzene Chemical compound CC(=C)C1=CC=C(C(C)=C)C=C1 ZENYUPUKNXGVDY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ACRSJMISSHCALU-UHFFFAOYSA-N 3-methylbuta-1,3-dienylbenzene Chemical compound CC(=C)C=CC1=CC=CC=C1 ACRSJMISSHCALU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241001391944 Commicarpus scandens Species 0.000 description 1
- 239000011837 N,N-methylenebisacrylamide Substances 0.000 description 1
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 description 1
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 description 1
- 229920002472 Starch Polymers 0.000 description 1
- 125000003368 amide group Chemical group 0.000 description 1
- 150000001408 amides Chemical class 0.000 description 1
- 230000002547 anomalous effect Effects 0.000 description 1
- 230000006399 behavior Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 239000012267 brine Substances 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 230000010485 coping Effects 0.000 description 1
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 1
- 238000006392 deoxygenation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 1
- 239000008398 formation water Substances 0.000 description 1
- 229920001002 functional polymer Polymers 0.000 description 1
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000005012 migration Effects 0.000 description 1
- 238000013508 migration Methods 0.000 description 1
- 238000005065 mining Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- ZIUHHBKFKCYYJD-UHFFFAOYSA-N n,n'-methylenebisacrylamide Chemical compound C=CC(=O)NCNC(=O)C=C ZIUHHBKFKCYYJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920002401 polyacrylamide Polymers 0.000 description 1
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 description 1
- 229920002223 polystyrene Polymers 0.000 description 1
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 description 1
- 238000012673 precipitation polymerization Methods 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 230000000750 progressive effect Effects 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- HPALAKNZSZLMCH-UHFFFAOYSA-M sodium;chloride;hydrate Chemical compound O.[Na+].[Cl-] HPALAKNZSZLMCH-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 description 1
- 235000019698 starch Nutrition 0.000 description 1
- 239000008107 starch Substances 0.000 description 1
- 230000002194 synthesizing effect Effects 0.000 description 1
- 238000001291 vacuum drying Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
Abstract
本发明公开了一种用于调剖剂的苯基纳米微球交联剂及其制备方法和应用，属于油田化学堵水调剖剂技术领域。所述用于调剖剂的苯基纳米微球交联剂的制备方法为：一种用于调剖剂的苯基纳米微球交联剂的制备方法，其特征在于，将原料均匀分散到乙醇/水混合溶剂中，搅拌均匀，通氮气，加入引发剂A，于15‑30℃下恒温水浴反应6‑24h，过滤并干燥后制得所述苯基纳米微球交联剂，所述原料为包含有两个及以上乙烯基团的苯类物质。使用本发明交联剂制作而成的调剖剂，不仅以C‑C键作为交联位点提高了耐温性，而且使调剖剂凝胶网络呈现海胆状结构，大幅提高了凝胶的拉伸性能。
Description
技术领域
本发明涉及油田化学堵水调剖剂技术领域，更具体的说是涉及一种用于调剖剂的苯基纳米微球交联剂及其制备方法和应用。
背景技术
目前，我国油田大多采用注水开采的方式来进行原油开采。但由于原油黏度远高于水，所以随着开采的不断深入，势必将导致油藏储层非均质化严重的问题。当油藏储层处于开采后期，其中的高渗透层往往能吸收掉80％以上的注入水，从而使得原油采收率大幅度下降。随着长期开发，我国许多油田都已进入了中、高含水期的开发阶段，而地下仍有大量的原油难以被有效开采。因此需要通过向井内注入调剖剂的方式，来对高渗透层进行封堵，从而方便后续注入水注入中低渗透层。目前在现场使用的调剖剂虽然都取得了一定的成效，但是在面对高温高盐等严苛油藏环境时仍力不从心。
CN112321764A公开了一种耐温抗盐粘弹性颗粒调剖剂，采用丙烯酸、2- 丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、丙烯酰胺作为反应原料，具有优秀的封堵性能和液流转向作用。但其使用N,N-二甲基丙烯酰胺作为交联剂，其作为交联键的酰胺基团在高温下易水解，极大的限制了其在高温条件下的使用效果。
CN101775275A公开了一种新型粘弹性颗粒驱油剂及其制备方法。该颗粒具备优秀的粘弹性，稳定性高且易注、易被驱动，可动态调剖，因此具有优秀的封堵能力。但其主链仅由丙烯酰胺构成，导致其耐温抗盐性严重受限，只适用于低温低矿化度下的油田调剖。
CN105062445A公开了一种互穿网络改性预交联调剖剂及其制备方法，采用硫化聚乙烯醇、丙烯酰胺与糊化淀粉作为为主剂，能够满足在高温、高矿化度的低渗透储层中进行调剖作业。但其在纯水中的溶胀倍率达到341g/g，远大于其在盐水中的溶胀倍率。这可能导致其在矿化度不大的地表就已经完全膨胀并进行封堵，无法抵达矿化度极大的储油层。
因此，如何提供一种用于耐温耐盐，且具有优良弹性调剖剂的交联剂及其制备方法和应用，是保证我国老油田增产稳产的当务之急。
发明内容
本发明的目的之一是针对常规交联剂N,N-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)的交联键中存在两个C-N键，键能较低，在高温下容易断裂的问题，提供一种用于调剖剂的苯基纳米微球交联剂，使用此交联剂制作而成的调剖剂，不仅以C-C键作为交联位点提高了耐温性，而且使调剖剂凝胶网络呈现海胆状结构，大幅提高了凝胶的拉伸性能。
为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种用于调剖剂的苯基纳米微球交联剂的制备方法，将原料均匀分散到乙醇/水混合溶剂中，搅拌均匀，通氮气，加入氧化还原引发剂A，于15-30℃下恒温水浴反应6-24h，过滤并干燥后制得所述苯基纳米微球交联剂，所述原料为包含有两个及以上乙烯基团的苯类物质。
作为高分子功能性材料的苯基纳米微球通常是将多种单体与多乙烯苯搭配使用，来满足其功能需求，而这样的结构很难让其作为交联剂发挥作用。并且在其制备的过程中常常需要使用大量的有机溶剂来进行分散，并在高温下完成制备。因此如果直接使用常规的苯基纳米微球来作为油田用交联剂的话，一方面难以发挥其效能，另一方面也不符合绿色化工的理念。针对于油田作业的实际情况，本发明对于苯基纳米微球的配方与合成制备方法进行了创新。首先只使用含有两个及以上C＝C键的苯基化合物作为原材料，使微球的外表面上布满C＝C键，大大提高了其表面交联位点的数量，从而大幅提升其作为交联剂使用时的交联效能。其次，利用乙醇与水对于苯基化合物溶解度的差异，使用乙醇/水混合溶剂来进行分散，在降低了成本的同时也降低了对环境的污染。最后，使用氧化还原引发剂来进行引发，使其可以在室温条件下进行合成，安全且成本低。
优选的，所述原料包括具有不同分子结构的二异丙烯基苯、二乙烯苯或异丙烯乙烯苯；所述引发剂A包括过硫酸钾、亚硫酸氢钠中的一种或两种的混合物。
优选的，所述原料、乙醇/水混合溶剂、引发剂A的质量比为(1-5):(45-65):(0.02-0.1)；所述乙醇/水混合溶剂中乙醇与水的质量比为(1-2)：1。
另外，本发明的目的之二是针对现有的调剖剂在面对高温高盐等严苛的油藏条件时无法发挥出应有的使用效果，提供一种耐温耐盐的新型调剖剂来保证老油田能够稳产增产。
为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种调剖剂，其组分包括上述的一种用于调剖剂的苯基纳米微球交联剂。
一种调剖剂的制备方法，将2-10质量份的单体A溶于10-20质量份的去离子水后，再加入0.5-5质量份的阳离子单体B、1-3质量份的阴离子单体C、 0.05-1质量份的苯基纳米微球交联剂，磁力搅拌均匀后，于超声仪中分散均匀，加入0.01-1质量份的引发剂，搅拌均匀后于30-90℃下反应6-24h，取出后切割、干燥粉碎后得到所述调剖剂。
优选的，所述单体A包括丙烯酰胺、丙烯酸、N,N-二甲基丙烯酰胺中的一种或几种。
优选的，所述阳离子单体B为季铵盐类阳离子单体，包括二甲基二烯丙基氯化铵、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、丙烯酰氯乙基三甲基氯化铵中的一种或几种。
优选的，所述阴离子单体C包括2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、丙烯酸钠、对乙烯基苯磺酸钠中的一种或几种。
优选的，所述引发剂B包括过硫酸钾、过硫酸铵、偶氮二乙丁腈中的一种或几种。
本发明的有益效果：
(1)本发明以苯基纳米微球作为交联剂，不仅其上的C-C键可以作为交联位点提高凝胶整体的耐温性，而且能使凝胶网络呈现海胆状结构，大幅提高了凝胶的拉伸性能。
(2)针对常规调剖剂在低盐环境下溶胀性能过高，而在高盐环境下溶胀性能差的问题，本发明通过同时加入阴离子单体与阳离子单体来进行解决。当在纯水的条件下溶胀时，凝胶网络中的阴离子单体与阳离子单体会相互吸引，从而控制凝胶整体的溶胀倍率不至于太大；而在高盐环境下，阴阳离子会被环境中存在的正负电荷所吸引，从而分散开来，来让主链可以充分吸水。这一特性被称为反聚电解质效应，利用该特性可以使其应对常规调剖剂难以应对的高盐油藏条件，并且两性离子单体上的大型支链也进一步的提高了凝胶本身的耐温性能。
(3)本发明公开的调剖剂相比于普通酰胺类凝胶调剖剂，拉伸性能增强了十倍以上，且耐温耐盐。同时其还拥有在纯水中皱缩，盐水中溶胀的特性，可以应对严苛的油田生产环境。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明制备的调剖剂的微观结构图；
图2为本发明实施例4与对比例1、对比例5制备的调剖剂的拉伸对比测试；
图3为实施例4(c)和对比例7(a)、8(b)制备的调剖剂的拉伸对比测试。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
按质量比例，将4份二乙烯苯(80％，异构体混合物，含1000ppm TBC 稳定剂，上海阿拉丁生化科技股份有限公司)均匀分散到到100份乙醇/水混合溶剂中(乙醇与水的比例为3：2)，搅拌均匀，通氮气30分钟，加入0.07 份过硫酸钾和0.05份亚硫酸氢钠，于25℃下恒温水浴反应12h，过滤并真空干燥后制备出苯基纳米微球交联剂。
实施例2
按质量比例，将4份1,3-二异丙烯基苯均匀分散到到100份乙醇/水混合溶剂中(乙醇与水的比例为3：2)，搅拌均匀，通氮气30分钟，加入0.07 份过硫酸钾和0.05份亚硫酸氢钠，于25℃下恒温水浴反应12h，过滤并真空干燥后制备出苯基纳米微球交联剂。
实施例3
按质量比例，将4份1,4-二异丙烯基苯均匀分散到到100份乙醇/水混合溶剂中(乙醇与水的比例为3：2)，搅拌均匀，通氮气30分钟，加入0.07 份过硫酸钾和0.05份亚硫酸氢钠，于25℃下恒温水浴反应12h，过滤并真空干燥后制备出苯基纳米微球交联剂。
实施例4
将3质量份的丙烯酰胺溶于10量份的去离子水后，加入2质量份的二甲基二烯丙基氯化铵、2质量份的2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、0.05质量份的实施例1中制得的交联剂，磁力搅拌均匀后，于超声仪中分散均匀。加入0.02 质量份的过硫酸钾，搅拌均匀后于60℃下反应12h，取出后切割，干燥。
对比例1
将3质量份的丙烯酰胺溶于10质量份的去离子水后，加入2质量份的二甲基二烯丙基氯化铵、2质量份的2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、0.02质量份的二乙烯苯，磁力搅拌均匀后，于超声仪中分散均匀。加入0.02质量份的过硫酸钾，搅拌均匀后于60℃下反应12h，取出后切割，干燥。
对比例2
将3质量份的丙烯酰胺溶于10质量份的去离子水后加入2质量份的2- 丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、0.05质量份的实施例1制得的交联剂，磁力搅拌均匀后，于超声仪中分散均匀。加入0.02质量份的过硫酸钾，搅拌均匀后于 60℃下反应12h，取出后切割，干燥。
对比例3
将3质量份的丙烯酰胺溶于10质量份的去离子水后加入2质量份的二甲基二烯丙基氯化铵、0.05质量份的实施例1中制得的交联剂，磁力搅拌均匀后，于超声仪中分散均匀。加入0.02质量份的过硫酸钾，搅拌均匀后于60℃下反应12h，取出后切割，干燥。
对比例4
将3质量份的丙烯酰胺溶于10质量份的去离子水后加入0.05质量份的实施例1制得的交联剂，磁力搅拌均匀后，于超声仪中分散均匀。加入0.02质量份的过硫酸钾，搅拌均匀后于60℃下反应12h，取出后切割，干燥。
对比例5
将5质量份的丙烯酰胺、0.05质量份的N,N-亚甲基丙烯酰胺、0.02质量份的过硫酸钾溶于10质量份的去离子水后于60℃下反应12h，取出后切割，干燥。
对比例6
将20质量份的苯乙烯、0.6质量份的偶氮二异丁腈加入到680质量份的乙腈中。将该体系超声分散5min，并通氮除氧10min后，于70℃下恒温反应 24h。冷却至室温后，过滤并真空干燥以得到产物。
对比例7
按质量比例，将4份苯乙烯均匀分散到到100份乙醇/水混合溶剂中(乙醇与水的比例为3：2)，搅拌均匀，通氮气30分钟，加入0.07份过硫酸钾和0.05份亚硫酸氢钠，于25℃下恒温水浴反应12h，过滤并真空干燥后制备出苯基纳米微球交联剂。
将3质量份的丙烯酰胺溶于10量份的去离子水后，加入2质量份的二甲基二烯丙基氯化铵、2质量份的2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、0.05质量份的本对比例中制得的交联剂，磁力搅拌均匀后，于超声仪中分散均匀。加入0.02 质量份的过硫酸钾，搅拌均匀后于60℃下反应12h，取出后切割，干燥。
对比例8
按质量比例，将2份二乙烯苯和2份苯乙烯均匀分散到到100份乙醇/水混合溶剂中(乙醇与水的比例为3：2)，搅拌均匀，通氮气30分钟，加入 0.07份过硫酸钾和0.05份亚硫酸氢钠，于25℃下恒温水浴反应12h，过滤并真空干燥后制备出苯基纳米微球交联剂。
将3质量份的丙烯酰胺溶于10量份的去离子水后，加入2质量份的二甲基二烯丙基氯化铵、2质量份的2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、0.05质量份的本对比例中制得的交联剂，磁力搅拌均匀后，于超声仪中分散均匀。加入0.02 质量份的过硫酸钾，搅拌均匀后于60℃下反应12h，取出后切割，干燥。
实验例1
对实施例4和对比例7、8制备的调剖剂进行拉伸试验，其结果如图3所示：对比例7制得的交联剂制备调剖剂时溶液没有成胶；对比例8制得的交联剂制备调剖剂时凝胶强度极差；实施例1制得的交联剂制备调剖剂时凝胶形貌规整且强度好。
传统的苯基纳米微球多以苯乙烯，或者苯乙烯-二乙烯苯作为原料来进行制备。这样制备的微球可以满足其作为特种材料的要求，但其作为交联剂使用时，因其外部的双键数量不足，难以完成交联任务：纯苯乙烯微球做交联剂无法形成凝胶；苯乙烯-二乙烯苯微球做交联剂所形成的凝胶强度差，无法满足使用要求。而本发明中的苯基纳米微球以含有两个及以上乙烯基团的苯类物质作为原料，保证了微球外层的双键数量，确保其具有优秀的交联效率。且传统的制备方法(对比例6)多需要使用有机溶剂，并在高温下进行反应，不满足绿色化工的要求。而本发明中我们使用乙醇与水的混合溶液来代替传统沉淀聚合法中所使用的有机溶剂，利用其形成的非均一溶液体系，来进行一个个独立微球的合成，从而减少实际生产对于环境的污染，并且使用K2S2O8和NaHSO3作为引发剂，使其可以在室温下进行合成。
实验例2
分别将实施例4、对比例1和对比例5中制备出的尚未干燥的凝胶切成等厚等长的1cm×4cm×0.5cm的立方体凝胶块，并分别进行拉伸测试，使用, 卧式拉伸测试器来进行测试：将样品一端固定，另一端用夹子夹住，沿轨道缓慢拉伸，拉伸速率：100mm/min，样品发生断裂时，记录下与轨道平行的直尺上的读数，记为l，用l除以样品的初始长度l0得到该样品的拉伸倍率，结果见表1与图2。
表1实施例4与对比例1、5的凝胶拉伸对比测试结果
| 项目 | 拉伸倍率(cm/cm) |
| 实施例4 | 12.62 |
| 对比例1 | 1.25 |
| 对比例5 | 1.22 |
由表1中数据可知，因为纳米微球作为交联剂加入到了凝胶的合成中，使得凝胶的拉伸性能相较于直接使用二乙烯苯作为交联剂的凝胶(对比例1)和使用常规交联剂N,N-亚甲基丙烯酰胺的常规聚丙烯酰胺(对比例5)来说有了极大的提升。这使得该凝胶颗粒在低溶胀倍率下，也就是运移过程中，有着极强的可变形性，不易发生碎裂，从而更好的通过岩缝。
实验例3
分别将实施例4、对比例2、对比例3、对比例4制备的干燥颗粒分别置于纯水与矿化度水(组成成分如表2所示)中进行室温下的溶胀性能对比，称取一定质量m0的共聚物颗粒放入装有过量模拟地层水的耐温试管中，通氮除去其中空气，室温下称量放置5天后的交联聚合物质量m1，按照(m1-m0) /m0计算交联聚合物的膨胀倍数P，其结果如表3所示。
表2矿化度水组成成分
| 物质 | <![CDATA[Na<sub>2</sub>SO<sub>4</sub>]]> | <![CDATA[NaHCO<sub>3</sub>]]> | NaBr | NaI | NaCl | <![CDATA[CaCl<sub>2</sub>]]> | <![CDATA[MgCl<sub>2</sub>]]> |
| mmol/L | 1.56 | 0.55 | 2.25 | 0.08 | 3110.09 | 281.81 | 48.41 |
表3实施例4与对比例2-4溶胀性能对比测试结果
通过对比可知，不添加任何抗盐单体的普通凝胶(对比例4)在矿化度水中的溶胀倍率很低，且容易发生水解或者盐缩。对于该问题，一般的解决方法是通过添加单一离子属性的耐温耐盐单体(对比例2，对比例3)，来提升其在盐水中的溶胀倍率。根据实验数据可知，虽然其相对于普通凝胶在矿化度水中具有更好的溶胀倍率，但因为同性相斥的原因，其在纯水中溶胀倍率增长的要更为明显，这一特性被称为聚电解质效应。该特性会使只具有单一离子属性的颗粒调剖剂封堵在在盐度较低的浅层地段，而无法往盐度更大的深层地段运移。针对该情况，本发明通过同时添加相同摩尔质量的阴阳离子单体(实施例4)，使该调剖剂拥有了与聚电解质效应相反的反聚电解质效应。在纯水中，因为阴阳离子单体两性相吸，实施例4的溶胀倍率为四个实验组中最小；而在盐水中，实施例4的溶胀倍率则为四个实验组中最大。这种反常的溶胀性能使得本发明更加适合实际的调剖作业。
实验例4
将实施例4中的凝胶颗粒置于矿化度水中，在130℃的烘箱中老化30d，观察样品外形是否破碎，测量并计算溶胀比。外形结果：老化30d后形貌完整且富有弹性，未发生水解或盐缩现象，溶胀比测试结果如表4所示。
表4实施例4制备的调剖剂老化测试结果
| 时间(d) | 1 | 2 | 5 | 15 | 30 |
| 溶胀比(g/g) | 26.8 | 30.5 | 38.8 | 43.0 | 43.2 |
| 弹性 | 弹性好 | 弹性好 | 弹性好 | 弹性好 | 弹性好 |
通过实验结果可知，该凝胶可以有效承受极端的高温高盐环境，且在经过30天的老化后，依旧可以保持优秀的弹性。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.一种用于调剖剂的苯基纳米微球交联剂的制备方法，其特征在于，将原料均匀分散到乙醇/水混合溶剂中，搅拌均匀，通氮气，加入引发剂A，于15-30℃下恒温水浴反应6-24h，过滤并干燥后制得所述苯基纳米微球交联剂，所述原料为包含有两个及以上乙烯基团的苯类物质。
2.根据权利要求1所述的一种用于调剖剂的苯基纳米微球交联剂的制备方法，其特征在于，所述原料包括具有不同分子结构的二异丙烯基苯、二乙烯苯或异丙烯乙烯苯；所述引发剂A为氧化还原引发剂，包括过硫酸钾、亚硫酸氢钠中的一种或两种的混合物。
3.根据权利要求1所述的一种用于调剖剂的苯基纳米微球交联剂的制备方法，其特征在于，所述原料、乙醇/水混合溶剂、引发剂A的质量比为(1-5):(45-65):(0.02-0.1)；所述乙醇/水混合溶剂中乙醇与水的质量比为(1-2)：1。
4.根据权利要求1所述的一种用于调剖剂的苯基纳米微球交联剂的制备方法制备得到的用于调剖剂的苯基纳米微球交联剂。
5.一种调剖剂，其特征在于，其组分包括如权利要求4所述的一种用于调剖剂的苯基纳米微球交联剂。
6.根据权利要求5所述的一种调剖剂的制备方法，其特征在于，将2-10质量份的单体A溶于10-20质量份的去离子水后，再加入0.5-5质量份的阳离子单体B、1-3质量份的阴离子单体C、0.05-1质量份的苯基纳米微球交联剂，磁力搅拌均匀后，于超声仪中分散均匀，加入0.01-1质量份的引发剂，搅拌均匀后于30-90℃下反应6-24h，取出后切割、干燥粉碎后得到所述调剖剂。
7.根据权利要求5所述的一种调剖剂的制备方法，其特征在于，所述单体A包括丙烯酰胺、丙烯酸、N,N-二甲基丙烯酰胺中的一种或几种。
8.根据权利要求5所述的一种调剖剂的制备方法，其特征在于，所述阳离子单体B为季铵盐类阳离子单体，包括二甲基二烯丙基氯化铵、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、丙烯酰氯乙基三甲基氯化铵中的一种或几种。
9.根据权利要求5所述的一种调剖剂的制备方法，其特征在于，所述阴离子单体C包括2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、丙烯酸钠、对乙烯基苯磺酸钠中的一种或几种。
10.根据权利要求5所述的一种调剖剂的制备方法，其特征在于，所述引发剂B包括过硫酸钾、过硫酸铵、偶氮二乙丁腈中的一种或几种。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211248530.9A CN115894754A (zh) | 2022-10-12 | 2022-10-12 | 一种用于调剖剂的苯基纳米微球交联剂及其制备方法和应用 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211248530.9A CN115894754A (zh) | 2022-10-12 | 2022-10-12 | 一种用于调剖剂的苯基纳米微球交联剂及其制备方法和应用 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN115894754A true CN115894754A (zh) | 2023-04-04 |
Family
ID=86477335
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202211248530.9A Pending CN115894754A (zh) | 2022-10-12 | 2022-10-12 | 一种用于调剖剂的苯基纳米微球交联剂及其制备方法和应用 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN115894754A (zh) |
Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1858074A (zh) * | 2006-04-17 | 2006-11-08 | 江南大学 | 一种表面功能化交联聚苯乙烯微球的制备方法 |
| US20060270815A1 (en) * | 2005-05-27 | 2006-11-30 | Ittel Steven D | Polymerization of diisopropenylbenzene |
| CN101148582A (zh) * | 2007-09-07 | 2008-03-26 | 成都理工大学 | 疏水缔合微交联聚合物驱油剂及其制备方法 |
| CN102504793A (zh) * | 2011-10-10 | 2012-06-20 | 西南石油大学 | 一种核壳型聚合物微球调驱剂及制备方法 |
| CN105294916A (zh) * | 2015-11-20 | 2016-02-03 | 西南石油大学 | 一种水解缓慢膨胀型交联聚合物微球调驱剂及制备方法 |
| CN109666103A (zh) * | 2017-10-17 | 2019-04-23 | 中国石油化工股份有限公司 | 微球-弱交联聚合物复合调剖体系及其制备方法和应用 |
| CN109666098A (zh) * | 2017-10-17 | 2019-04-23 | 中国石油化工股份有限公司 | 双交联网络缓膨型聚合物微球及其制备方法和应用 |
| AU2020103311A4 (en) * | 2020-11-09 | 2021-01-14 | Southwest Petroleum University | Hollow polymer microsphere profile control agent and preparation method thereof |
| CN113527577A (zh) * | 2021-08-17 | 2021-10-22 | 安徽天润化学工业股份有限公司 | 一种低孔低渗油藏调驱用超支化聚丙烯酰胺纳米微球的制备方法及其应用 |
| CN114380942A (zh) * | 2021-12-31 | 2022-04-22 | 江苏恒峰精细化学股份有限公司 | 耐温抗盐聚丙烯酰胺类纳米微球及其制备方法 |
-
2022
- 2022-10-12 CN CN202211248530.9A patent/CN115894754A/zh active Pending
Patent Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20060270815A1 (en) * | 2005-05-27 | 2006-11-30 | Ittel Steven D | Polymerization of diisopropenylbenzene |
| CN1858074A (zh) * | 2006-04-17 | 2006-11-08 | 江南大学 | 一种表面功能化交联聚苯乙烯微球的制备方法 |
| CN101148582A (zh) * | 2007-09-07 | 2008-03-26 | 成都理工大学 | 疏水缔合微交联聚合物驱油剂及其制备方法 |
| CN102504793A (zh) * | 2011-10-10 | 2012-06-20 | 西南石油大学 | 一种核壳型聚合物微球调驱剂及制备方法 |
| CN105294916A (zh) * | 2015-11-20 | 2016-02-03 | 西南石油大学 | 一种水解缓慢膨胀型交联聚合物微球调驱剂及制备方法 |
| CN109666103A (zh) * | 2017-10-17 | 2019-04-23 | 中国石油化工股份有限公司 | 微球-弱交联聚合物复合调剖体系及其制备方法和应用 |
| CN109666098A (zh) * | 2017-10-17 | 2019-04-23 | 中国石油化工股份有限公司 | 双交联网络缓膨型聚合物微球及其制备方法和应用 |
| AU2020103311A4 (en) * | 2020-11-09 | 2021-01-14 | Southwest Petroleum University | Hollow polymer microsphere profile control agent and preparation method thereof |
| CN113527577A (zh) * | 2021-08-17 | 2021-10-22 | 安徽天润化学工业股份有限公司 | 一种低孔低渗油藏调驱用超支化聚丙烯酰胺纳米微球的制备方法及其应用 |
| CN114380942A (zh) * | 2021-12-31 | 2022-04-22 | 江苏恒峰精细化学股份有限公司 | 耐温抗盐聚丙烯酰胺类纳米微球及其制备方法 |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| JIRUI ZOU: "Novel in-depth profile control agent based on in-situ polymeric microspheres in low permeability reservoir", JOURNAL OF DISPERSION SCIENCE AND TECHNOLOGY, vol. 41, no. 8, 17 December 2019 (2019-12-17), pages 1254 - 1264 * |
| 李森;王宽;宋春莲;程江;文秀芳;皮丕辉;杨卓如;: "高亲水性聚(苯乙烯-二乙烯基苯)多孔微球的制备及亲水性研究", 化工新型材料, no. 04, 15 April 2010 (2010-04-15), pages 100 - 103 * |
| 杨长春;岳湘安;周代余;贺杰;赵冀;周继龙;李超跃;: "耐温耐盐聚合物微球性能评价", 油田化学, no. 02, 29 June 2016 (2016-06-29), pages 254 - 260 * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US11015109B2 (en) | Particulate profile control agent self-adaptive to size of formation pore throat and preparation method thereof | |
| CN109548402B (zh) | 包括水合结晶形式的2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸的(共)聚合物的压裂液和水力压裂法 | |
| CA2821146C (en) | Improved fluid loss compositions and methods of use for subterranean operations | |
| Pei et al. | Investigation of the degradation and stability of acrylamide-based polymers in acid solution: Functional monomer modified polyacrylamide | |
| CA2973253A1 (en) | Hydrophobically associated polymer and preparation method thereof | |
| CN101302266B (zh) | 水溶性微交联共聚物及其制备方法和用途 | |
| WO2005003515A1 (en) | Methods of reducing water permeability for acidizing a subterranean formation | |
| WO2014166858A1 (en) | Polymers for enhanced hydrocarbon recovery | |
| AU2013257464B2 (en) | Methods of treating a subterranean formation with thermally activated suspending agents | |
| CN102424749B (zh) | 一种高矿化度聚合物凝胶及其制法 | |
| Wang et al. | Study on the association behavior of synthesized hydrophobically associating polymer microspheres | |
| CN104371681A (zh) | 一种aa/am/sss地下交联聚合物凝胶堵水剂及其制备方法 | |
| Chen | Polyacrylamide and its derivatives for oil recovery | |
| CN115572347A (zh) | 一种水基钻井液用抗高温抗高盐增粘提切剂及其制备方法与应用 | |
| Mukhametgazy et al. | Salt tolerant acrylamide-based quenched polyampholytes for polymer flooding | |
| Zhang et al. | High-strength and self-degradable sodium alginate/polyacrylamide preformed particle gels for conformance control to enhance oil recovery | |
| Cheng et al. | Experimental investigation of a novel nanocomposite particle gel for water shutoff treatment in mature oilfields | |
| Yang et al. | Review of the application of environmentally responsive gels in drilling and oil recovery engineering: Synthetic materials, mechanism, and application prospect | |
| CN115894754A (zh) | 一种用于调剖剂的苯基纳米微球交联剂及其制备方法和应用 | |
| CN108929663B (zh) | 树脂微球堵剂及其制备方法 | |
| Liu et al. | Preparation of a fluid diversion agent for profile control in elevated temperature and high salinity reservoirs | |
| CN113136185A (zh) | 一种低温高矿化度油藏用有机堵水冻胶 | |
| CN107955593B (zh) | 一种部分交联部分支化共聚物驱油剂及其制备方法 | |
| CN107163184B (zh) | 无固相钻井液用抗高温提切剂及其制备方法 | |
| Li et al. | Synthesis and performance of temperature-and acid-resistant ternary-copolymer thickener |
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 |