CN116063620B - 含有多枝化长链结构的丙烯酰胺共聚物及其制备方法和应用 - Google Patents
含有多枝化长链结构的丙烯酰胺共聚物及其制备方法和应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN116063620B CN116063620B CN202111284002.4A CN202111284002A CN116063620B CN 116063620 B CN116063620 B CN 116063620B CN 202111284002 A CN202111284002 A CN 202111284002A CN 116063620 B CN116063620 B CN 116063620B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- structural unit
- formula
- content
- acrylamide
- integer
- 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
- 229920006322 acrylamide copolymer Polymers 0.000 title claims abstract description 47
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title abstract description 7
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 40
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 claims abstract description 29
- 229910052783 alkali metal Chemical group 0.000 claims abstract description 10
- 150000001340 alkali metals Chemical group 0.000 claims abstract description 10
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims abstract description 9
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 125000004435 hydrogen atom Chemical group [H]* 0.000 claims abstract description 8
- 239000000178 monomer Substances 0.000 claims description 76
- 239000003999 initiator Substances 0.000 claims description 46
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 claims description 42
- HRPVXLWXLXDGHG-UHFFFAOYSA-N Acrylamide Chemical compound NC(=O)C=C HRPVXLWXLXDGHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 33
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 27
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 25
- 239000008139 complexing agent Substances 0.000 claims description 17
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 16
- LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-M Bisulfite Chemical compound OS([O-])=O LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 15
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 claims description 14
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 claims description 14
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 claims description 13
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims description 12
- 238000010528 free radical solution polymerization reaction Methods 0.000 claims description 11
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical group [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 9
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 8
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 8
- 238000012216 screening Methods 0.000 claims description 8
- 239000002585 base Substances 0.000 claims description 7
- 230000033558 biomineral tissue development Effects 0.000 claims description 6
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims description 4
- 239000011734 sodium Substances 0.000 claims description 4
- ZGTMUACCHSMWAC-UHFFFAOYSA-L EDTA disodium salt (anhydrous) Chemical compound [Na+].[Na+].OC(=O)CN(CC([O-])=O)CCN(CC(O)=O)CC([O-])=O ZGTMUACCHSMWAC-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 3
- ZFXVRMSLJDYJCH-UHFFFAOYSA-N calcium magnesium Chemical compound [Mg].[Ca] ZFXVRMSLJDYJCH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910001425 magnesium ion Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 3
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims description 3
- 239000003109 Disodium ethylene diamine tetraacetate Substances 0.000 claims description 2
- KCXVZYZYPLLWCC-UHFFFAOYSA-N EDTA Chemical group OC(=O)CN(CC(O)=O)CCN(CC(O)=O)CC(O)=O KCXVZYZYPLLWCC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 claims description 2
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 235000019301 disodium ethylene diamine tetraacetate Nutrition 0.000 claims description 2
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000011591 potassium Substances 0.000 claims description 2
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 238000002347 injection Methods 0.000 abstract description 13
- 239000007924 injection Substances 0.000 abstract description 13
- 238000011161 development Methods 0.000 abstract description 6
- 239000002332 oil field water Substances 0.000 abstract description 2
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 41
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 29
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 23
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 20
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 10
- 229920000536 2-Acrylamido-2-methylpropane sulfonic acid Polymers 0.000 description 8
- 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 description 8
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 8
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 8
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 7
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 6
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 6
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 6
- 230000003301 hydrolyzing effect Effects 0.000 description 6
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 6
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 6
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 5
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 5
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 3
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 3
- 239000003129 oil well Substances 0.000 description 3
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 3
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- UMGDCJDMYOKAJW-UHFFFAOYSA-N aminothiocarboxamide Natural products NC(N)=S UMGDCJDMYOKAJW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 2
- 239000010779 crude oil Substances 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 2
- 230000001965 increasing effect Effects 0.000 description 2
- 239000003002 pH adjusting agent Substances 0.000 description 2
- BWHMMNNQKKPAPP-UHFFFAOYSA-L potassium carbonate Chemical compound [K+].[K+].[O-]C([O-])=O BWHMMNNQKKPAPP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 239000012488 sample solution Substances 0.000 description 2
- 239000003643 water by type Substances 0.000 description 2
- DZSVIVLGBJKQAP-UHFFFAOYSA-N 1-(2-methyl-5-propan-2-ylcyclohex-2-en-1-yl)propan-1-one Chemical group CCC(=O)C1CC(C(C)C)CC=C1C DZSVIVLGBJKQAP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N Ammonium hydroxide Chemical compound [NH4+].[OH-] VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 108060003393 Granulin Proteins 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DWAQJAXMDSEUJJ-UHFFFAOYSA-M Sodium bisulfite Chemical compound [Na+].OS([O-])=O DWAQJAXMDSEUJJ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N Urea Natural products NC(N)=O XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001447 alkali salts Chemical class 0.000 description 1
- -1 alkyl thiourea Chemical compound 0.000 description 1
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N ammonia Natural products N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 1
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 1
- 238000007334 copolymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005189 flocculation Methods 0.000 description 1
- 230000016615 flocculation Effects 0.000 description 1
- 239000008398 formation water Substances 0.000 description 1
- 239000007863 gel particle Substances 0.000 description 1
- 102000017941 granulin Human genes 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 229910001410 inorganic ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 description 1
- YIEDSISPYKQADU-UHFFFAOYSA-N n-acetyl-n-[2-methyl-4-[(2-methylphenyl)diazenyl]phenyl]acetamide Chemical compound C1=C(C)C(N(C(C)=O)C(=O)C)=CC=C1N=NC1=CC=CC=C1C YIEDSISPYKQADU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 229920002401 polyacrylamide Polymers 0.000 description 1
- 230000037048 polymerization activity Effects 0.000 description 1
- 229910000027 potassium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- USHAGKDGDHPEEY-UHFFFAOYSA-L potassium persulfate Chemical compound [K+].[K+].[O-]S(=O)(=O)OOS([O-])(=O)=O USHAGKDGDHPEEY-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 238000010526 radical polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 150000003254 radicals Chemical class 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 229910000029 sodium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000010267 sodium hydrogen sulphite Nutrition 0.000 description 1
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 230000002195 synergetic effect Effects 0.000 description 1
- 238000006276 transfer reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 1
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
- C08F2/04—Polymerisation in solution
- C08F2/10—Aqueous solvent
-
- 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
- C09K8/50—Compositions for plastering borehole walls, i.e. compositions for temporary consolidation of borehole walls
- C09K8/504—Compositions based on water or polar solvents
- C09K8/506—Compositions based on water or polar solvents containing organic compounds
- C09K8/508—Compositions based on water or polar solvents containing organic compounds macromolecular compounds
- C09K8/5083—Compositions based on water or polar solvents containing organic compounds macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (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
本发明涉及高温高盐油田注水开发技术领域,公开了一种含有多枝化长链结构的丙烯酰胺共聚物及其制备方法和应用。该共聚物含有具有式(1)所示的结构单元A、具有式(2)所示的结构单元B和具有式(3)所示的结构单元C,以丙烯酰胺共聚物的重量为基准,结构单元A为69‑89重量%,结构单元B为9‑30重量%,结构单元C为0.1‑2重量%;q为1‑2的整数,p为1‑5的整数,M为氢或碱金属;该共聚物在高温高盐和特高含水期油藏具有较高的粘度,且在一定注入压力下,流动性好,能够进入到油藏深部,达到深部调驱的目的;
Description
技术领域
本发明涉及高温高盐油田注水开发技术领域,具体地,涉及一种含有多枝化长链结构的丙烯酰胺共聚物及其制备方法和应用。
背景技术
在我国油田现阶段的注水开发过程中,由于地层非均质性严重,注入水会沿高渗层突进,导致注入水的无效循环和油井含水率的逐年上升。采用在注水井进行调剖和油井进行堵水技术,已成为油田稳产增产的重要措施。但随着常规调堵体系多轮次地开发,近井地带剩余油饱和度明显下降,增油效果变差。实验室数模和物模试验表明,只有通过油藏深部调驱和调堵才能更有效地改善油藏的非均质性,实现稳油控水调结构,从而提高注水开发的采油效果。
目前,油田企业根据实际油藏地质条件,选择较为合适的深部调驱剂和相应的施工工艺,在稳油控水方面发挥重要的作用。但面对高温高盐和特高含水期油藏,油井水淹严重,油水关系复杂等问题,传统调驱剂如预交联凝胶颗粒、粘土胶共聚物絮凝体系等仅能作用在近井地带,很难做到深部调驱,导致现场实施效果差。
因此,开发新型深部调驱材料为高温高盐特高含水期油藏提高采收率具有重要的现实意义和广阔的应用前景。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术中针对高温高盐和特高含水期油藏,现有调驱剂很难做到深部调驱以及解决效果差的问题,提供一种含有多枝化长链结构的丙烯酰胺共聚物及其制备方法和应用,该共聚物在高温高盐和特高含水期油藏具有较高的粘度,且在一定注入压力下,流动性好,能够进入到油藏深部,达到深部调驱的目的。
为了实现上述目的,本发明第一方面提供了一种含有多枝化长链结构的丙烯酰胺共聚物,该共聚物含有结构单元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,以丙烯酰胺共聚物的重量为基准,所述结构单元A的含量为69-89重量%,所述结构单元B的含量为9-30重量%,所述结构单元C的含量为0.1-2重量%;
其中,q为1-2的整数,p为1-5的整数,M为氢或碱金属。
本发明第二方面提供了一种含有多枝化长链结构的丙烯酰胺共聚物的制备方法,该方法包括:在溶液聚合条件下,在复合引发体系的存在下,使单体混合物在水中进行聚合反应,其中,所述单体混合物含有磺酸单体和功能单体以及丙烯酰胺,所述磺酸单体为具有式(4)所示结构的单体,所述功能单体为具有式(5)所示结构的单体;所述复合引发体系包括主引发剂和助引发剂,所述主引发剂具有式(6)所示的结构,所述助引发剂具有式(7)所示的结构;且以单体混合物的总量为基准,所述丙烯酰胺的含量为69-89重量%,所述磺酸单体的含量为9-30重量%,所述功能单体的含量为0.1-2重量%;
其中,q为1-2的整数,p为1-5的整数,m为1-6的整数,n为1-15的整数,M为氢或碱金属。
本发明第三方面提供了一种由前述所述的制备方法制备得到的含有多枝化长链结构的丙烯酰胺共聚物。
本发明第四方面提供了一种前述所述的含有多枝化长链结构的丙烯酰胺共聚物在高温高盐特高含水期油藏中的应用。
通过上述技术方案,本发明提供的含有多枝化长链结构的丙烯酰胺共聚物在高温高盐特高含水期油藏条件下具有较高的粘度,在一定注入压力下,流动性好,能够进入到油藏深部,起到进得去、堵得住的作用,达到深部调驱的目的。
具体实施方式
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。
如前所述,本发明第一方面提高了一种含有多枝化长链结构的丙烯酰胺共聚物,该共聚物含有结构单元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,以丙烯酰胺共聚物的重量为基准,所述结构单元A的含量为69-89重量%,所述结构单元B的含量为9-30重量%,所述结构单元C的含量为0.1-2重量%;
其中,q为1-2的整数,p为1-5的整数,M为氢或碱金属。
本发明的发明人意外发现:采用含有主引发剂和助引发剂的复合引发体系,在常温条件下能够顺利引发丙烯酰胺、磺酸单体和功能单体的共聚,得到高粘度的丙烯酰胺共聚物。本发明的发明人发现,一方面,在该复合引发体系中,主引发剂和助引发剂在协同作用下可产生自由基,能够引发丙烯酰胺和共聚单体平稳聚合,使聚合体系温度缓慢上升;另一方面,在聚合过程中,助引发剂为烷基硫脲,该助引发剂有着与功能单体类似的分子结构,不但能够提升功能单体的自由基聚合活性,还能够向功能单体结构单元中硫脲基团的发生链转移反应,形成含有多枝化长链结构的聚丙烯酰胺共聚物,进而得到高粘度丙烯酰胺共聚物,该丙烯酰胺共聚物能够作为丙烯酰胺类深部调驱材料,该调驱材料在油藏深部地层具有进得去、堵得住等特点,改善注水开发采油效果。
根据本发明,优选情况下,q为1,p为1-3的整数;在本发明中,采用该优选方案,丙烯酰胺共聚物粘度较高,能达到油藏深部,堵水效果更优,更利于提高原油采收率。
根据本发明,优选情况下,所述碱金属选自钠(Na)或钾(K)。
根据本发明,优选情况下,以丙烯酰胺共聚物的重量为基准,所述结构单元A的含量为69-89重量%,所述结构单元B的含量为10-30重量%,所述结构单元C的含量为0.1-2重量%。
根据本发明,在90℃,钙镁离子浓度为10000mg/L、矿化度为150000mg/L条件下,所述丙烯酰胺共聚物的水溶液的表观粘度为75.4-86.8mPa·s,优选为85-95mPa·s。
本发明中,所述表观粘度是在浓度为10000mg/L、矿化度为150000mg/L、90℃条件下,采用美国博勒飞公司的Brookfield粘度计对所述共聚物的水溶液进行测定得到。
根据本发明,本发明中的矿化度为模拟地层水中Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Cl-、SO4 2-、CO3 2-等无机离子含量的总和。
根据本发明,丙烯酰胺残余单体含量<0.05重量%;采用Waters液相色谱仪测定共聚物中的丙烯酰胺残余单体含量。
本发明第二方面提供了一种含有多枝化长链结构的丙烯酰胺共聚物的制备方法,该方法包括:在溶液聚合条件下,在复合引发体系的存在下,使单体混合物在水中进行聚合反应,其中,所述单体混合物含有磺酸单体和功能单体以及丙烯酰胺,所述磺酸单体为具有式(4)所示结构的单体,所述功能单体为具有式(5)所示结构的单体;所述复合引发体系包括主引发剂和助引发剂,所述主引发剂具有式(6)所示的结构,所述助引发剂具有式(7)所示的结构;且以单体混合物的总量为基准,所述丙烯酰胺的含量为69-89重量%,所述磺酸单体的含量为9-30重量%,所述功能单体的含量为0.1-2重量%;
其中,q为1-2的整数,p为1-5的整数,m为1-6的整数,n为1-15的整数,M为氢或碱金属。
根据本发明,优选情况下,q为1,p为1-3的整数,m为2-5的整数,n为1-10的整数;能够使制备得到的丙烯酰胺共聚物粘度较高,能达到油藏深部,堵水效果更优,更利于提高原油采收率。
根据本发明,优选情况下,M为氢。
根据本发明,优选情况下,以单体混合物的总量为基准,所述丙烯酰胺的含量为83-89重量%,所述磺酸单体的含量为9-15重量%,所述功能单体的含量为1-2重量%。
根据本发明,需要说明的是,所述单体近似完全转化为丙烯酰胺共聚物含有的相应的结构单元,所述单体的用量与所述丙烯酰胺共聚物含有的相应的结构单元的含量可以相一致。
根据本发明,所述单体混合物的用量占单体混合物和水的总量的20-40重量%;本发明中,上述水优选为去离子水。
根据本发明,以所述单体混合物的总量为基准,所述主引发剂的用量为0.02-0.2重量%,所述助引发剂的用量为0.02-0.2重量%;优选地,所述主引发剂为质量浓度为1%的水溶液;所述助引发剂为质量浓度为1%的水溶液。
根据本发明,优选地,加入络合剂以防止金属离子对聚合反应的影响,因此,优选地,所述聚合反应在络合剂存在下进行。
根据本发明,优选情况下,相对于所述单体混合物的总量,所述络合剂的用量为0.01-0.1重量%;更优选地,所述络合剂为乙二胺四乙酸和/或乙二胺四乙酸二钠;更进一步优选地,所述络合剂为乙二胺四乙酸钠。
根据本发明的方法,优选地,所述聚合反应在惰性气氛下进行,所述惰性气氛是指在惰性气体的氛围下,所述惰性气体为不与原料和产物发生反应的气体,可以为本领域常规的氮气或元素周期表中第零族元素气体中的至少一种,优选为氮气和/或氩气。
根据本发明,对所述络合剂、引发剂的引入时机没有限制;优选地,该方法包括以下步骤:
(1)将单体混合物和水混合,调节聚合体系的pH值为6-10;
(2)将步骤(1)得到的物料与络合剂混合;
(3)在惰性气氛下,在溶液聚合条件下,将步骤(2)得到的物料与复合引发体系混合,进行聚合反应。
根据本发明,所述溶液聚合的条件包括:温度为10-40℃,优选为10-30℃;时间为8-15h,优选为8-12h;本发明中,所述溶液聚合的时间是指在聚合体系自动升温至高点后,继续维持聚合的时间。
根据本发明,优选地,所述溶液聚合的条件还包括:聚合体系的pH值为6-10。可以通过向聚合体系中加入pH调节剂来获得上述pH值,用于调节pH值的pH调节剂可以为本领域常用的各种pH调节剂,例如可以为碱和/或碱性的盐。优选地,所述碱可以为含碱金属元素的碱和/或氨水;优选地,所述盐可以为碳酸钠和/或碳酸钾。
根据本发明,优选地,采用碱调节聚合体系的pH值。更优选地,所述碱选NaOH或KOH,优选为NaOH。
根据本发明,优选地,所述方法还包括:对聚合反应后所得共聚物造粒后用粒碱进行水解、干燥、粉碎和筛分处理,所述水解使得聚合反应后所得共聚物的水解度为16-24%。
根据本发明,所述水解的条件包括:温度为70-90℃,时间为1-4h。
本发明中,优选地,步骤(2)所述混合优选在搅拌下进行,以使各物料完全溶解。本发明中,优选地,本领域技术人员可以在步骤(2)所述混合完成后,鼓入惰性气氛进行除氧,以使得步骤(3)所述聚合反应在惰性气氛下进行。本发明对所述鼓入惰性气氛的时间没有任何限制,例如可以为20-30分钟。
本发明中,优选地,当达到步骤(3)所述的溶液聚合的所需温度时,再引入引发剂。优选地,在引入引发剂后,之后继续通氮气2-10分钟,体系自动升温,升温至高点后继续维持聚合。本发明中,步骤(3)后制备得到的共聚物一般为胶状,可以根据实际需求将其进行任选地造粒。
本发明中,对所述聚合反应的设备没有限制,只要能实现所述聚合反应即可;例如可以为5L杜瓦瓶聚合反应器。
根据本发明一种特别优选的实施方式,一种丙烯酰胺共聚物的制备方法包括:
第1步,称取丙烯酰胺、磺酸单体和功能单体加入到聚合瓶中配成水溶液,用液碱调节该水溶液的pH值为6-10;
所述磺酸单体为2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸;
所述功能单体为通式结构为:其中,p为1-3的整数;
第2步,在上述水溶液中,加入称取的络合剂,置于10-30℃水浴中,鼓入氮气30分钟以上;
第3步,在氮气保护下,向该水溶液依次加入主引发剂A和助引发剂B,继续鼓入氮气直至溶液变稠,即引发开始,密封后聚合维持8-12小时,得到共聚物胶块;
所述主引发剂A和助引发剂B的结构式分别为:
(A)式中m为2-5的整数,(B)式中n为1-10的整数;
第4步,取出胶块造粒后,用粒碱在70-90℃下水解1-4小时;
第5步,水解后,胶粒经干燥、粉碎、筛分后得丙烯酰胺类深部调驱材料样品。
本发明第三方面提供了一种由前述所述的制备方法制备得到的含有多枝化长链结构的丙烯酰胺共聚物。
在本发明中,该共聚物与前述所述的共聚物具有相同的结构和组成,在此不再赘述。
本发明第四方面提供了一种前述所述的含有多枝化长链结构的丙烯酰胺共聚物在高温高盐特高含水期油藏中的应用。
根据本发明,高温高盐特高含水期油藏指的是温度>85℃,矿化度>100000mg/L,综合含水>95%。
以下将通过实施例对本发明进行详细描述。
以下实施例和对比例中:
在指定测试温度(90℃)下用Brookfield粘度计测定共聚物样品溶液在矿化度为150000mg/L,其中钙镁离子为10000mg/L(高盐)下的表观粘度;采用Waters液相色谱仪测定共聚物中的丙烯酰胺参与单体含量。
实施例1
本实施例在于说明采用本发明的方法制备得到的丙烯酰胺共聚物。
(1)将552g丙烯酰胺(质量含量为69%)、240g 2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(q为1,质量含量为30%)和8g功能单体(p=1、质量含量为1%)加入到聚合瓶中,加入去离子水3200g充分搅拌溶解后配成水溶液,再加入液碱调节pH为6.8;
(2)加入0.2g的络合剂,置于10℃水浴中,鼓入氮气30分钟以上;
(3)在氮气保护下,向该水溶液依次加入30g主引发剂A(m=2)水溶液和40g助引发剂B(n=3)水溶液,继续鼓入氮气直至溶液变稠后,密封聚合10小时,得到共聚物胶块;
(4)取出胶块造粒后,加入72g粒碱,在80℃下水解2小时;
(5)水解后,胶粒经干燥、粉碎、筛分后得丙烯酰胺类深部调驱材料样品STQ1。
实施例2
本实施例在于说明采用本发明的方法制备得到的丙烯酰胺共聚物。
(1)将640g丙烯酰胺(质量含量为80%)、159.2g 2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(q为1,质量含量为19.9%)和0.8g功能单体(p=3、质量含量为0.1%)加入到聚合瓶中,加入去离子水3200g充分搅拌溶解后配成水溶液,再加入液碱调节pH为7.2;
(2)加入0.8g的络合剂,置于15℃水浴中,鼓入氮气30分钟以上;
(3)在氮气保护下,向该水溶液依次加入16g主引发剂A(m=3)水溶液和160g助引发剂B(n=1)水溶液,继续鼓入氮气直至溶液变稠后,密封聚合12小时,得到共聚物胶块;
(4)取出胶块造粒后,加入81g粒碱,在70℃下水解4小时;
(5)水解后,胶粒经干燥、粉碎、筛分后得丙烯酰胺类深部调驱材料样品STQ2。
实施例3
本实施例在于说明采用本发明的方法制备得到的丙烯酰胺共聚物。
(1)将664g丙烯酰胺(质量含量为83%)、120g 2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(q为1,质量含量为15%)和16g功能单体(p=2、质量含量为2%)加入到聚合瓶中,加入去离子水3200g充分搅拌溶解后配成水溶液,再加入液碱调节pH为8.5;
(2)加入0.08g的络合剂,置于25℃水浴中,鼓入氮气30分钟以上;
(3)在氮气保护下,向该水溶液依次加入140g主引发剂A(m=5)水溶液和16g助引发剂B(n=6)水溶液,继续鼓入氮气直至溶液变稠后,密封聚合9小时,得到共聚物胶块;
(4)取出胶块造粒后,加入99g粒碱,在90℃下水解1.5小时;
(5)水解后,胶粒经干燥、粉碎、筛分后得丙烯酰胺类深部调驱材料样品STQ3。
实施例4
本实施例在于说明采用本发明的方法制备得到的丙烯酰胺共聚物。
(1)将712g丙烯酰胺(质量含量为89%)、72g 2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(q为1,质量含量为9%)和16g功能单体(p=1、质量含量为2%)加入到聚合瓶中,加入去离子水3200g充分搅拌溶解后配成水溶液,再加入液碱调节pH为9.4;
(2)加入0.5g的络合剂,置于30℃水浴中,鼓入氮气30分钟以上;
(3)在氮气保护下,向该水溶液依次加入160g主引发剂A(m=2)水溶液和120g助引发剂B(n=10)水溶液,继续鼓入氮气直至溶液变稠后,密封聚合8小时,得到共聚物胶块;
(4)取出胶块造粒后,加入96g粒碱,在95℃下水解2.5小时;
(5)水解后,胶粒经干燥、粉碎、筛分后得丙烯酰胺类深部调驱材料样品STQ4。
实施例5
本实施例在于说明采用本发明的方法制备得到的丙烯酰胺共聚物。
(1)将688g丙烯酰胺(质量含量为86%)、100g 2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(q为1,质量含量为12.5%)和12g功能单体(p=2、质量含量为1.5%)加入到聚合瓶中,加入去离子水3200g充分搅拌溶解后配成水溶液,再加入液碱调节pH为7.4;
(2)加入0.4g的络合剂,置于22℃水浴中,鼓入氮气30分钟以上;
(3)在氮气保护下,向该水溶液依次加入120g主引发剂A(m=2)水溶液和130g助引发剂B(n=10)水溶液,继续鼓入氮气直至溶液变稠后,密封聚合9小时,得到共聚物胶块;
(4)取出胶块造粒后,加入98g粒碱,在85℃下水解2小时;
(5)水解后,胶粒经干燥、粉碎、筛分后得丙烯酰胺类深部调驱材料样品STQ5。
实施例6
本实施例在于说明采用本发明的方法制备得到的丙烯酰胺共聚物。
按照与实施例1相同的方法合成丙烯酰胺共聚物,不同之处在于:将“功能单体(p=1)”替换为“功能单体(p=4)”。
得丙烯酰胺类深部调驱材料样品STQ6。
实施例7
本实施例在于说明采用本发明的方法制备得到的丙烯酰胺共聚物。
按照与实施例1相同的方法合成丙烯酰胺共聚物,不同之处在于:将“主引发剂A(m=2)和40g助引发剂B(n=3)”替换为“主引发剂A(m=6)和40g助引发剂B(n=14)”。
得丙烯酰胺类深部调驱材料样品STQ7。
对比例1
按照与实施例1相同的方法合成丙烯酰胺共聚物,不同之处在于:不加入功能单体,制得丙烯酰胺与2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸的二元共聚物D1。
对比例2
按照与实施例1相同的方法合成丙烯酰胺共聚物,不同之处在于:将“主引发剂A和助引发剂B的复合引发体系”替换为“过硫酸钾和亚硫酸氢钠组成的复合引发体系”。
结果制备得到共聚物D2。
对比例3
按照与实施例1相同的方法合成丙烯酰胺共聚物,不同之处在于:将“552g丙烯酰胺(质量含量为69%)、240g 2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(质量含量为30%)和8g功能单体(p=1、质量含量为1%)”替换为“440g丙烯酰胺(质量含量为55%)、320g 2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(质量含量为40%)和40功能单体(p=1、质量含量为5%)”。
结果制备得到共聚物D3。
测试例
在90℃下,通过室内岩心物模实验测试在注入压力达到8MPa时,测试实施例和对比例制备的共聚物样品溶液的注入量(PV数,最大注入量不超过20PV)和封堵率,研究其注入性和流动性,结果如表1所示。
表1
备注:表中表观粘度的测试条件为:共聚物浓度2000mg/L,ULA转子,剪切速率7.34s-1。
通过表1的结果可以看出,采用本发明的实施例1-7制备的丙烯酰胺共聚物在高温高盐和特高含水期油藏具有较高的粘度,且在一定注入压力下,流动性好,能够进入到油藏深部,达到深部调驱的目的。
以上详细描述了本发明的优选实施方式,但是,本发明并不限于此。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,包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合,这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容,均属于本发明的保护范围。
Claims (11)
1.一种含有多枝化长链结构的丙烯酰胺共聚物,该共聚物含有结构单元A、结构单元B和结构单元C,其特征在于,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,以丙烯酰胺共聚物的重量为基准,所述结构单元A的含量为69-89重量%,所述结构单元B的含量为9-30重量%,所述结构单元C的含量为0.1-2重量%;
,式(1);/>,式(2);/>,式(3);
其中,q为1-2的整数,p为1-5的整数,M为氢或碱金属。
2.根据权利要求1所述的共聚物,其中,q为1,p为1-3的整数;
和/或,所述碱金属选自钠或钾;
和/或,以丙烯酰胺共聚物的重量为基准,所述结构单元A的含量为83-89重量%,所述结构单元B的含量为9-15重量%,所述结构单元C的含量为1-2重量%。
3.根据权利要求1或2所述的共聚物,其中,在90℃,钙镁离子浓度为10000mg/L、矿化度为150000mg/L条件下,所述丙烯酰胺共聚物的水溶液的表观粘度为75.4-86.8mPa·s,丙烯酰胺残余单体含量<0.05重量%。
4.一种含有多枝化长链结构的丙烯酰胺共聚物的制备方法,该方法包括:在溶液聚合条件下,在复合引发体系的存在下,使单体混合物在水中进行聚合反应,其特征在于,所述单体混合物含有磺酸单体和功能单体以及丙烯酰胺,所述磺酸单体为具有式(4)所示结构的单体,所述功能单体为具有式(5)所示结构的单体;所述复合引发体系包括主引发剂和助引发剂,所述主引发剂具有式(6)所示的结构,所述助引发剂具有式(7)所示的结构;且以单体混合物的总量为基准,所述丙烯酰胺的含量为69-89重量%,所述磺酸单体的含量为9-30重量%,所述功能单体的含量为0.1-2重量%;
,式(4);
,式(5);
,式(6);
,式(7);
其中,q为1-2的整数,p为1-5的整数,m为1-6的整数,n为1-15的整数,M为氢或碱金属。
5.根据权利要求4所述的方法,其中,q为1,p为1-3的整数,m为2-5的整数,n为1-10的整数;
和/或,M为氢;
和/或,以单体混合物的总量为基准,所述丙烯酰胺的含量为83-89重量%,所述磺酸单体的含量为9-15重量%,所述功能单体的含量为1-2重量%。
6.根据权利要求4或5所述的方法,其中,所述单体混合物的用量占单体混合物和水的总量的20-40重量%;
和/或,以所述单体混合物的总量为基准,所述主引发剂的用量为0.02-0.2重量%,所述助引发剂的用量为0.02-0.2重量%。
7.根据权利要求4所述的方法,其中,所述聚合反应在络合剂存在下进行;
相对于所述单体混合物的总量,所述络合剂的用量为0.01-0.1重量%;
所述络合剂为乙二胺四乙酸和/或乙二胺四乙酸二钠;
和/或,所述聚合反应在惰性气氛下进行;
和/或,该方法包括以下步骤:
(1)将单体混合物和水混合,调节聚合体系的pH值为6-10;
(2)将步骤(1)得到的物料与络合剂混合;
(3)在惰性气氛下,在溶液聚合条件下,将步骤(2)得到的物料与复合引发体系混合,进行聚合反应。
8.根据权利要求4或7所述的方法,其中,所述溶液聚合的条件包括:温度为10-40℃,时间为8-15h;
和/或,采用碱调节聚合体系的pH值;
所述碱选自NaOH和/或KOH;
和/或,所述方法还包括:对聚合反应后所得共聚物造粒后用粒碱进行水解、干燥、粉碎和筛分处理,所述水解使得聚合反应后所得共聚物的水解度为16-24%;
所述水解的条件包括:温度为70-90℃,时间为1-4h。
9.根据权利要求8所述的方法,其中,所述溶液聚合的条件包括:温度为10-30℃,时间为8-12h。
10.一种由权利要求4-9中任意一项所述的制备方法制备得到的含有多枝化长链结构的丙烯酰胺共聚物。
11.一种权利要求1-3和10中任意一项所述的含有多枝化长链结构的丙烯酰胺共聚物在高温高盐特高含水期油藏中的应用。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202111284002.4A CN116063620B (zh) | 2021-11-01 | 2021-11-01 | 含有多枝化长链结构的丙烯酰胺共聚物及其制备方法和应用 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202111284002.4A CN116063620B (zh) | 2021-11-01 | 2021-11-01 | 含有多枝化长链结构的丙烯酰胺共聚物及其制备方法和应用 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN116063620A CN116063620A (zh) | 2023-05-05 |
CN116063620B true CN116063620B (zh) | 2024-03-26 |
Family
ID=86179001
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202111284002.4A Active CN116063620B (zh) | 2021-11-01 | 2021-11-01 | 含有多枝化长链结构的丙烯酰胺共聚物及其制备方法和应用 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN116063620B (zh) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103788294A (zh) * | 2012-10-30 | 2014-05-14 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种丙烯酰胺共聚物及其制备方法和应用 |
CN103788295A (zh) * | 2012-10-30 | 2014-05-14 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种两步法制备丙烯酰胺系共聚物的方法 |
CN106478872A (zh) * | 2015-08-31 | 2017-03-08 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种共聚物及其制备方法与应用 |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2933271B1 (de) * | 2014-04-15 | 2016-03-23 | Basf Se | Verfahren zur herstellung von wasserlöslichen homo- oder copolymeren umfassend (meth)acrylamid |
-
2021
- 2021-11-01 CN CN202111284002.4A patent/CN116063620B/zh active Active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103788294A (zh) * | 2012-10-30 | 2014-05-14 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种丙烯酰胺共聚物及其制备方法和应用 |
CN103788295A (zh) * | 2012-10-30 | 2014-05-14 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种两步法制备丙烯酰胺系共聚物的方法 |
CN106478872A (zh) * | 2015-08-31 | 2017-03-08 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种共聚物及其制备方法与应用 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN116063620A (zh) | 2023-05-05 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN109705834B (zh) | 一种组合物、利用该组合物制备的耐温抗盐压裂液增稠剂及其制备方法 | |
CN108264607B (zh) | 一种微支化微交联缔合聚合物、制备方法和应用 | |
CN107793529B (zh) | 一种耐高温酸化压裂用聚合物及制备方法 | |
CN103819609A (zh) | 一种低摩阻抗高温稠化酸及其制备方法 | |
CN113372517B (zh) | 一种钻井液用星型聚合物及其制备方法 | |
CN116063620B (zh) | 含有多枝化长链结构的丙烯酰胺共聚物及其制备方法和应用 | |
CN109554170B (zh) | 一种抗钙抗高温钻井液降滤失剂及其制备方法 | |
CN111349193B (zh) | 一种四元共聚抗温抗盐聚丙烯酰胺及其合成方法与应用 | |
CN116063619B (zh) | 含有端羟基长链结构的丙烯酰胺共聚物及其制备方法和应用 | |
CN116063618B (zh) | 油田注水开发用功能型聚合物及其制备方法和应用 | |
CN116063621B (zh) | 丙烯酰胺类深部调驱共聚物及其制备方法和应用 | |
CN115260414B (zh) | 一种改性聚丙烯酰胺酸液稠化剂及其制备方法 | |
CN116063617B (zh) | 耐高温高盐型调堵聚合物及其制备方法和应用 | |
CN110790862B (zh) | 丙烯酰胺共聚物及其制备方法和应用 | |
CN110790859B (zh) | 丙烯酰胺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 | |
CN113150210B (zh) | 一种丙烯酰胺和甲基丙磺酸共聚物压裂液及其制备方法 | |
CN115703717B (zh) | 一种疏水丙烯酰胺化合物及一种疏水缔合型耐温抗盐聚丙烯酰胺驱油剂及其制法和应用 | |
CN110790861B (zh) | 丙烯酰胺共聚物及其制备方法和应用 | |
CN110590992A (zh) | 一种水包水型两性聚丙烯酰胺乳液的制备方法 | |
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 | |
CN117820547B (zh) | 一种驱油用聚丙烯酰胺及其制备方法 | |
CN112142912B (zh) | 一种超高分子量阴离子聚丙烯酰胺的制备方法 | |
CN114316133B (zh) | 一种具有增强配位作用的聚丙烯酰胺组合物 | |
CN115260387B (zh) | 一种抗温耐盐耐水解型五元共聚物及其制备方法 |
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 |