CN116355131A - 一种调驱用耐温抗盐聚合物及其制备方法和应用 - Google Patents

一种调驱用耐温抗盐聚合物及其制备方法和应用 Download PDF

Info

Publication number
CN116355131A
CN116355131A CN202310639601.6A CN202310639601A CN116355131A CN 116355131 A CN116355131 A CN 116355131A CN 202310639601 A CN202310639601 A CN 202310639601A CN 116355131 A CN116355131 A CN 116355131A
Authority
CN
China
Prior art keywords
polymer
resistant
salt
profile control
temperature
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.)
Granted
Application number
CN202310639601.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN116355131B (zh
Inventor
袁冬玉
刘纯波
张振
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fushun Xinlong Chemical Co ltd
Original Assignee
Shandong Chen'an Chemical Co ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shandong Chen'an Chemical Co ltd filed Critical Shandong Chen'an Chemical Co ltd
Priority to CN202310639601.6A priority Critical patent/CN116355131B/zh
Publication of CN116355131A publication Critical patent/CN116355131A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN116355131B publication Critical patent/CN116355131B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C231/00—Preparation of carboxylic acid amides
    • C07C231/02—Preparation of carboxylic acid amides from carboxylic acids or from esters, anhydrides, or halides thereof by reaction with ammonia or amines
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C209/00—Preparation of compounds containing amino groups bound to a carbon skeleton
    • C07C209/04—Preparation of compounds containing amino groups bound to a carbon skeleton by substitution of functional groups by amino groups
    • C07C209/06—Preparation of compounds containing amino groups bound to a carbon skeleton by substitution of functional groups by amino groups by substitution of halogen atoms
    • C07C209/08—Preparation of compounds containing amino groups bound to a carbon skeleton by substitution of functional groups by amino groups by substitution of halogen atoms with formation of amino groups bound to acyclic carbon atoms or to carbon atoms of rings other than six-membered aromatic rings
    • 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
    • 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
    • C09K8/512—Compositions based on water or polar solvents containing organic compounds macromolecular compounds containing cross-linking agents
    • 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
    • C09K8/60—Compositions for stimulating production by acting on the underground formation
    • C09K8/84—Compositions based on water or polar solvents
    • C09K8/86—Compositions based on water or polar solvents containing organic compounds
    • C09K8/88—Compositions based on water or polar solvents containing organic compounds macromolecular compounds
    • C09K8/882—Compositions based on water or polar solvents containing organic compounds macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • 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
    • C09K8/60—Compositions for stimulating production by acting on the underground formation
    • C09K8/84—Compositions based on water or polar solvents
    • C09K8/86—Compositions based on water or polar solvents containing organic compounds
    • C09K8/88—Compositions based on water or polar solvents containing organic compounds macromolecular compounds
    • C09K8/887—Compositions based on water or polar solvents containing organic compounds macromolecular compounds containing cross-linking agents
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A20/00—Water conservation; Efficient water supply; Efficient water use
    • Y02A20/20—Controlling water pollution; Waste water treatment
    • Y02A20/204—Keeping clear the surface of open water from oil spills

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)

Abstract

本发明提出了一种调驱用耐温抗盐聚合物及其制备方法和应用，属于聚合物调驱技术领域。包括：S1.将聚合物单体、交联剂和络合剂溶于水中，得到水相；S2.将白油、复合表面活性剂混合溶解，得到油相；S3.向油相中加入水相，乳化，惰性气体保护下加入引发剂体系，加热搅拌反应，产物用乙醇冲洗，丙酮固化，干燥，制得调驱用耐温抗盐聚合物。本发明通过反向乳液聚合物法制备的聚合物微球具有注入容易，形成封堵强度大和调节能力强等特点，具有很好的耐剪切、耐盐和耐温性能，有一定的延缓溶胀的效果，且膨胀性能好，实现对地层深部封堵调剖的目的，具有广阔的应用前景。

Description

一种调驱用耐温抗盐聚合物及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及聚合物调驱技术领域，具体涉及一种调驱用耐温抗盐聚合物及其制备方法和应用。
背景技术
国内各大油田经过一次、二次采油，原油含水率不断增加，部分大油田先后进入三次采油阶段。聚合物驱是三次采油的主要技术方法，驱油机理清楚，工艺相对简单，技术日趋成熟，是一项有效的提高采收率技术措施。然而对于非均质地层，驱替仅能作用于高渗透层，波及不到含油的低渗透层，这就造成了原油的采收率降低，成本费用升高。一般针对非均质地层常采用注水井调剖和生产井堵水技术，但这种技术有效范围仅限于近井地带，不能深入到油井深部，达不到大幅度提高原油采收率的目的。
为了改善油藏的非均质性，一般常采用注水井调驱和生产井堵水技术，但这种技术有效范围仅限于近井地带，不能深入到油井深部，达不到大幅度提高原油采收率的目的。采用纳微米尺寸的交联聚合物微球用于注水开发油藏逐级深部调驱材料，其使用原理是利用聚合物微球初始尺寸远小于地层孔喉尺寸，随注入水可以顺利地进入地层深部，在地层中不断向前运移，吸水逐步膨胀后在渗水通道孔喉处形成封堵，造成液流改向，实现扩大水波及体积，提高原油采收率的目的。聚合物凝胶微球作为一种调驱剂具有以下优点：微球能够满足封堵水流通道的孔喉处“进得去、堵得住”的要求，微球遇水可以膨胀，遇油不变化，是一种选择性堵剂；微球膨胀层经过长时间的注入水冲刷后不断稀释剥落，最后随着油水被油井采出，不会在地层造成污染，不伤害地层，后期不需要专门的处理液处理调驱的水井。
由于以上特点，聚合物凝胶微球在国内外以得到广泛应用，对于提高采收率效果明显。国外较知名的是BP、Chevron、Mobil和Nalco等公司相继开展的有关“Bright Water”的研究，它实质上是一类含有不稳定和稳定两种不同类型交联剂的聚合物微球，具备不同的活性温度，当温度升高时，不稳定交联剂的去交联速率加速，减少了微球的交联密度，使得微球吸水膨胀。美国、亚洲、欧洲和南美洲的陆相、海上和近海区域都已成功运用了“Bright Water”，大幅度提高了采收率。国内的研究应用也发展迅速，以石油大学为代表的多位教授带领的研究团队在合成、性能评价、现场应用等方面都取得了较好进展。胜利、中原、河南、华北、西北等中石化油田都进行了规模不等的现场实验，中石油的长庆、青海、辽河等油田也开展了实验，在调驱、封堵等方面都取得了程度不同的提高采收率效果。
但是，现场应用较多的初始粒径分别为纳米级和亚微米级的聚合物微球调驱剂对于中高渗地层的孔道封堵能力有限，若是地层水的矿化度高、微球的膨胀性能受到限制，封堵能力更显不足；即使加大注入浓度，也只是增强了对中高渗及裂缝的封堵，由于微球体系与水的粘度接近，所以对含油的低渗透层几乎不产生作用。一般都是在调剖达到一定改善非均质性效果后，再注入聚合物或表活剂进行驱油操作，但可能存在它们与微球水溶液的配伍性问题，有时会造成聚合物粘度下降或表活剂的界面张力升高等问题，使得后续驱油效果变差。如果将微球与聚合物做成一体化的耐温抗盐粘弹性聚合物凝胶微球调驱体系，则可有效地解决上述问题。
采用反相微乳液聚合可得到纳米尺寸的交联聚合物微球用于注水开发油藏逐级深部调驱材料，其使用原理是利用纳尺寸的聚合物微球，初始尺寸远小于地层孔喉尺寸，随注入水可以顺利地进入地层深部，在地层中不断向前运移，吸水逐步膨胀后在渗水通道孔喉处形成封堵，造成液流改向，实现扩大水波及体积，提高原油采收率的目的。
近年来国内外科研院所在聚丙烯酰胺反相微乳液领域已有较多研究，并取得了较好的进展和成果。
中国专利申请CN101759838A采用复配乳化体系提供了一种低界面张力聚丙烯酰胺纳米微球调驱体系的制备方法，评价了胜利油田桩西采油厂桩106井条件下对原油的降低张力状况，但对于聚合物微球的膨胀性能未作分析和表述，因此体系对于油藏的调驱能力不得而知。
中国专利CN1903974A通过采用丙烯酰胺/阴离子单体/第三单体合成出三元共聚物纳米尺寸微凝胶驱油材料，采用非氧化还原引发体系的低温光引发剂，生成活性自由基引发聚合，这有利于反相微乳液的稳定，有利于粒径的控制，但体系中乳化剂含量高达25%以上，势必造成高生产成本。
中国专利CN101298488B采用逐步聚合方法制备了阳离子型聚丙烯酰胺反相微乳液，产物具有分子量适中、乳液稳定性好、溶解速度快、粒径分布窄等特点，但固形物含量只有11.6%。
但现有技术的聚丙烯酰胺微乳液在固含量较高时不稳定造成分层，微乳液中的聚合物微球膨胀性差。
发明内容
本发明的目的在于提出一种调驱用耐温抗盐聚合物及其制备方法和应用，通过反向乳液聚合物法制备的聚合物微球具有注入容易，形成封堵强度大和调节能力强等特点，具有很好的耐剪切、耐盐和耐温性能，有一定的延缓溶胀的效果，且膨胀性能好，实现对地层深部封堵调剖的目的，具有广阔的应用前景。
本发明的技术方案是这样实现的：
本发明提供一种调驱用耐温抗盐聚合物的制备方法，包括以下步骤：
S1.将聚合物单体、交联剂和络合剂溶于水中，得到水相；
所述聚合物单体包括丙烯酰胺、丙烯酸甲酯、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、功能单体、聚乙二醇200双丙烯酸酯，质量比为10-12:5-7:3-5:7-10:4-7；
所述功能单体的结构如式I所示：
Figure SMS_1
式I；
其中，R=C8-C18长链烷基链；
S2.将白油、复合表面活性剂混合溶解，得到油相；
S3.向油相中加入水相，乳化，惰性气体保护下加入引发剂体系，加热搅拌反应，产物用乙醇冲洗，丙酮固化，干燥，制得调驱用耐温抗盐聚合物。
作为本发明的进一步改进，步骤S1中所述聚合物单体、交联剂、络合剂和水的质量比为25-35：2-3：3-4：100-120；所述交联为N,N’-亚甲基双丙烯酰胺；所述络合剂选自EDTA、EDTA二钠、乙二胺、丙二胺中的至少一种。
作为本发明的进一步改进，步骤S1中所述功能单体的合成方法如下：
T1.将1,3-丙二胺和苄氯反应，制得中间体A，结构如下：
Figure SMS_2
；
T2.将中间体A和烷基卤素反应，制得中间体B，所述烷基卤素的结构如下：R-X；所述中间体B的结构如下：
Figure SMS_3
；其中，R=C8-C18长链烷基链；
T3.将中间体B和丙烯酰氯反应，制得产物。
作为本发明的进一步改进，步骤T1中所述1,3-丙二胺和苄氯的摩尔比为1:2-2.1。
作为本发明的进一步改进，步骤T2中所述中间体A和烷基卤素的摩尔比为1:2-2.1。
作为本发明的进一步改进，步骤T3中所述中间体B和丙烯酰氯的摩尔比为1:2-2.2。
作为本发明的进一步改进，步骤S2中所述白油、复合表面活性剂的质量比为100:3-5；所述复合表面活性剂包括司盘和吐温，优选地，为司盘-80和吐温-80，质量比为4-7:5。
作为本发明的进一步改进，步骤S3中所述引发剂体系包括引发剂和助引发剂，质量比为5-7:3，所述引发剂选自过硫酸钠、过硫酸钾、过硫酸铵中的至少一种；所述助引发剂为亚硫酸氢钠，所述乳化的条件为12000-15000r/min乳化10-15min，所述油相、水相和引发剂体系的质量比为10-12:7-10:0.01-0.02；所述加热搅拌反应的温度为50-60℃，时间为2-3h。
本发明进一步保护一种上述的制备方法制得的调驱用耐温抗盐聚合物。
本发明进一步保护一种上述的调驱用耐温抗盐聚合物在三次采油中的应用。
本发明具有如下有益效果：
本发明调驱用耐温抗盐聚合物能够与交联剂和络合剂的组合物形成高黏弹性流动凝胶，堵塞大孔道，降低驱替相渗透率，提高低压水井的注入压力，实现调剖和驱替相结合，提高油层驱替介质的黏度，减缓聚合物驱替中的指进和舌进现象，扩大波及体积，提高聚合物驱替效果。同时，除了能提高波及体积外，还可以提高驱油效率，体系黏弹性增加，驱扫盲端残余油的能力增强。与水驱相比，采用本发明交联聚合物调驱能提高注入液的黏度，提高溶液在地层中的阻力系数及残余阻力系数，大幅度改善驱油体系的抗剪切性、耐盐性能和耐热稳定性。
另外，本发明采用了一种稳定型交联剂N,N'-亚甲基双丙烯酰胺，其与聚合物单体联合制备一种粒径及溶胀速率可控的聚合物微球。该交联剂可在水中稳定存在，另外，本发明加入的聚合物单体包括聚乙二醇200双丙烯酸酯，该单体带有可降解的酯基等官能团，可以在合适的pH和温度作用下逐渐降解，使制得的聚合物微球内部交联程度减小，溶胀度提高，从而达到延缓溶胀、实现对地层深部封堵调剖的目的，其降解速度直接影响延缓溶胀的效果。
本发明制备了一种功能单体，合成路线如下：
Figure SMS_4
其中带有季铵盐结构、长链烷基链结构、以及刚性的苯环结构，使得该功能单体聚合后，聚合物有一定的表面活性剂的效果，具有降低油水界面张力和改变岩石润湿性等特点，能较好的提高洗油效率，同时，该刚性结构有一定的立体效应，作为刚性分子运动产生了更大的空间位阻，表观黏度降低的程度很小，表现出良好的抗剪切强度。
另外，本发明聚合物单体中添加了抗盐单体2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸，其中，磺酸基有较强的静电排斥性，不易被二价的钙镁离子静电屏蔽，使得聚合物的抗盐能力增强，且抗盐单体2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸的溶解性好，同时竟聚率与丙烯酰胺接近，共聚时不会大幅降低聚合物分子量，价格低廉，降低了该聚合物的造价成本。
本发明通过反向乳液聚合物法制备的聚合物微球具有注入容易，形成封堵强度大和调节能力强等特点，具有很好的耐剪切、耐盐和耐温性能，有一定的延缓溶胀的效果，且膨胀性能好，实现对地层深部封堵调剖的目的，具有广阔的应用前景。
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。
制备例1 功能单体的合成
方法如下：
T1.将0.1mol 1,3-丙二胺溶于100mL 10wt%的NaOH溶液中，滴加50mL含有0.2mol苄氯的乙醇溶液，加热至50℃反应1h，过滤，洗涤，干燥，制得中间体A；ESI-MS计算值：C17H23N2(M+H)+255.18，实测值：255.2，收率为95.6%。
核磁结果：1H NMR(300MHz，CDCl3)δ7.06-7.14（m，10H），3.82（s，4H），2.55（t，4H），2.0（br，2H），1.52（m，2H）。
T2.将0.1mol中间体A、0.2mol 1-氯十二烷和0.5mol的三乙胺溶于200mL二氯甲烷中，加热回流反应3h，加水淬灭，过滤，洗涤，乙醇重结晶，制得中间体B；ESI-MS计算值：C41H71N2(M+H)+591.55，实测值：591.6，收率为93.8%。
核磁结果：1H NMR(300MHz，CDCl3)δ7.05-7.12（m，10H），3.62（s，4H），2.37（m，8H），1.49（m，2H），1.29-1.34（m，40H），0.96（t，6H）。
T3.将0.1mol中间体B溶于100mL二氯甲烷中，氮气保护下加入20mL含有0.2mol丙烯酰氯的二氯甲烷溶液，冰水浴下反应2h，加水淬灭，过滤，洗涤，丙酮重结晶，制得产物。收率为94.2%。进行红外表征，其中，2890cm-1为-CH2-的对称伸缩振动峰，1669cm-1为C=O的伸缩振动峰，1260cm-1为季铵盐中C-N的特征吸收峰，742cm-1和710cm-1为苯环的特征吸收峰，724cm-1为疏水链-（CH2）n的吸收峰。
制备例2 功能单体的合成
方法如下：
T1.将0.1mol 1,3-丙二胺溶于100mL 10wt%的NaOH溶液中，滴加50mL含有0.21mol苄氯的乙醇溶液，加热至60℃反应2h，过滤，洗涤，干燥，制得中间体A；收率为96.0%。
T2.将0.1mol中间体A、0.21mol 1-氯十四烷和0.5mol的三乙胺溶于200mL二氯甲烷中，加热回流反应4h，加水淬灭，过滤，洗涤，乙醇重结晶，制得中间体B；收率为94.1%。
T3.将0.1mol中间体B溶于100mL二氯甲烷中，氮气保护下加入20mL含有0.22mol丙烯酰氯的二氯甲烷溶液，冰水浴下反应3h，加水淬灭，过滤，洗涤，丙酮重结晶，制得产物。收率为94.4%。
制备例3 功能单体的合成
方法如下：
T1.将0.1mol 1,3-丙二胺溶于100mL 10wt%的NaOH溶液中，滴加50mL含有0.205mol苄氯的乙醇溶液，加热至55℃反应1.5h，过滤，洗涤，干燥，制得中间体A；收率为95.7%。
T2.将0.1mol中间体A、0.205mol 1-氯十二烷和0.5mol的三乙胺溶于200mL二氯甲烷中，加热回流反应3.5h，加水淬灭，过滤，洗涤，乙醇重结晶，制得中间体B；收率为93.2%。
T3.将0.1mol中间体B溶于100mL二氯甲烷中，氮气保护下加入20mL含有0.21mol丙烯酰氯的二氯甲烷溶液，冰水浴下反应2.5h，加水淬灭，过滤，洗涤，丙酮重结晶，制得产物。收率为93.7%。
实施例1
本实施例提供一种调驱用耐温抗盐聚合物的制备方法，包括以下步骤：
S1.将25重量份聚合物单体、2重量份N,N’-亚甲基双丙烯酰胺和3重量份乙二胺溶于100重量份水中，得到水相；
所述聚合物单体包括丙烯酰胺、丙烯酸甲酯、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、制备例1制得的功能单体、聚乙二醇200双丙烯酸酯，质量比为10:5:3:7:4；
S2.将100重量份白油、3重量份复合表面活性剂混合溶解，得到油相；
所述复合表面活性剂为司盘-80和吐温-80，质量比为4:5；
S3.向100重量份油相中加入70重量份水相，12000r/min乳化10min，氮气保护下加入0.1重量份引发剂体系，加热至50℃，搅拌反应2h，产物用乙醇冲洗，丙酮固化，干燥，制得调驱用耐温抗盐聚合物；
所述引发剂体系包括过硫酸钾和亚硫酸氢钠，质量比为5:3。
将制得的进行红外表征，其中，3442cm-1和3167cm-1为酰胺基N-H伸缩振动峰；2947cm-1为-CH3、-CH2-中-CH-的伸缩振动峰，2845cm-1为-CH2-的对称伸缩振动峰，1672cm-1为C=O的伸缩振动峰，1564cm-1和1422cm-1为-COO-的反对称和对称伸缩振动峰，1420cm-1为季铵盐中C-N的特征吸收峰，1277cm-1为C-O-C的特征吸收峰，1182cm-1和1041cm-1为-HSO3中O-S的伸缩振动峰，747cm-1和712cm-1为苯环的特征吸收峰，724cm-1为疏水链-（CH2）n的吸收峰。
实施例2
本实施例提供一种调驱用耐温抗盐聚合物的制备方法，包括以下步骤：
S1.将35重量份聚合物单体、3重量份N,N’-亚甲基双丙烯酰胺和4重量份EDTA溶于120重量份水中，得到水相；
所述聚合物单体包括丙烯酰胺、丙烯酸甲酯、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、制备例2制得的功能单体、聚乙二醇200双丙烯酸酯，质量比为12:7:5:10:7；
S2.将100重量份白油、5重量份复合表面活性剂混合溶解，得到油相；
所述复合表面活性剂为司盘-80和吐温-80，质量比为7:5；
S3.向120重量份油相中加入100重量份水相，15000r/min乳化15min，氮气保护下加入0.2重量份引发剂体系，加热至60℃，搅拌反应3h，产物用乙醇冲洗，丙酮固化，干燥，制得调驱用耐温抗盐聚合物；
所述引发剂体系包括过硫酸钠和亚硫酸氢钠，质量比为7:3。
实施例3
本实施例提供一种调驱用耐温抗盐聚合物的制备方法，包括以下步骤：
S1.将30重量份聚合物单体、2.5重量份N,N’-亚甲基双丙烯酰胺和3.5重量份EDTA二钠溶于110重量份水中，得到水相；
所述聚合物单体包括丙烯酰胺、丙烯酸甲酯、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、制备例3制得的功能单体、聚乙二醇200双丙烯酸酯，质量比为11:6:4:8.5:5.5；
S2.将100重量份白油、4重量份复合表面活性剂混合溶解，得到油相；
所述复合表面活性剂为司盘-80和吐温-80，质量比为5.5:5；
S3.向110重量份油相中加入85重量份水相，13500r/min乳化12min，氮气保护下加入0.15重量份引发剂体系，加热至55℃，搅拌反应2.5h，产物用乙醇冲洗，丙酮固化，干燥，制得调驱用耐温抗盐聚合物；
所述引发剂体系包括过硫酸铵和亚硫酸氢钠，质量比为6:3。
对比例1
与实施例3相比，不同之处在于，未添加2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸。
包括以下步骤：
S1.将30重量份聚合物单体、2.5重量份N,N’-亚甲基双丙烯酰胺和3.5重量份EDTA二钠溶于110重量份水中，得到水相；
所述聚合物单体包括丙烯酰胺、丙烯酸甲酯、制备例3制得的功能单体、聚乙二醇200双丙烯酸酯，质量比为11:6:8.5:5.5；
S2.将100重量份白油、4重量份复合表面活性剂混合溶解，得到油相；
所述复合表面活性剂为司盘-80和吐温-80，质量比为5.5:5；
S3.向110重量份油相中加入85重量份水相，13500r/min乳化12min，氮气保护下加入0.15重量份引发剂体系，加热至55℃，搅拌反应2.5h，产物用乙醇冲洗，丙酮固化，干燥，制得调驱用耐温抗盐聚合物；
所述引发剂体系包括过硫酸铵和亚硫酸氢钠，质量比为6:3。
对比例2
与实施例3相比，不同之处在于，未添加制备例3制得的功能单体。
包括以下步骤：
S1.将30重量份聚合物单体、2.5重量份N,N’-亚甲基双丙烯酰胺和3.5重量份EDTA二钠溶于110重量份水中，得到水相；
所述聚合物单体包括丙烯酰胺、丙烯酸甲酯、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、聚乙二醇200双丙烯酸酯，质量比为11:6:4:5.5；
S2.将100重量份白油、4重量份复合表面活性剂混合溶解，得到油相；
所述复合表面活性剂为司盘-80和吐温-80，质量比为5.5:5；
S3.向110重量份油相中加入85重量份水相，13500r/min乳化12min，氮气保护下加入0.15重量份引发剂体系，加热至55℃，搅拌反应2.5h，产物用乙醇冲洗，丙酮固化，干燥，制得调驱用耐温抗盐聚合物；
所述引发剂体系包括过硫酸铵和亚硫酸氢钠，质量比为6:3。
对比例3
与实施例3相比，不同之处在于，未添加聚乙二醇200双丙烯酸酯。
包括以下步骤：
S1.将30重量份聚合物单体、2.5重量份N,N’-亚甲基双丙烯酰胺和3.5重量份EDTA二钠溶于110重量份水中，得到水相；
所述聚合物单体包括丙烯酰胺、丙烯酸甲酯、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、制备例3制得的功能单体，质量比为11:6:4:8.5；
S2.将100重量份白油、4重量份复合表面活性剂混合溶解，得到油相；
所述复合表面活性剂为司盘-80和吐温-80，质量比为5.5:5；
S3.向110重量份油相中加入85重量份水相，13500r/min乳化12min，氮气保护下加入0.15重量份引发剂体系，加热至55℃，搅拌反应2.5h，产物用乙醇冲洗，丙酮固化，干燥，制得调驱用耐温抗盐聚合物；
所述引发剂体系包括过硫酸铵和亚硫酸氢钠，质量比为6:3。
测试例1
一、膨胀性能：
用本发明实施例1-5和对比例1-5制得的调驱用耐温抗盐聚合物以及市售同类产品，采用大庆某油田模拟注入水配制成质量浓度为2000mg/L的聚合物溶液，然后将其放置在恒温干燥箱中，温度设置为60℃，放置100h后取出，测定聚合物微球的尺寸大小，并与初始尺寸相比，计算其膨胀倍数。
二、增黏性能：
用本发明实施例1-5和对比例1-5制得的调驱用耐温抗盐聚合物以及市售同类产品，采用大庆某油田模拟注入水配制成质量浓度为2000mg/L的聚合物溶液，将其在60℃下放置24h后，使用流变仪测定其黏度值，评价聚合物的增黏性能。
三、封堵性能：
选取低渗岩心（岩心渗透率为0.01024μm2）、中渗岩心（岩心渗透率为0.5022μm2）、高渗岩心（岩心渗透率为1.0472μm2）的人造岩心饱和模拟地层水，并测定其孔隙体积；
使用大庆油田模拟注入水驱替岩心，流速为0.5mL/min，直至压力稳定，记录此时的稳定压力p0；
用本发明实施例1-5和对比例1-5制得的调驱用耐温抗盐聚合物以及市售同类产品，以相同的流速注入孔隙体积倍数(PV=0.3)的聚合物溶液，聚合物质量浓度均为2000mg/L，关闭岩心夹持器的进出口阀门，在60℃下恒温放置6d，等待聚合物膨胀；
继续使用模拟注入水驱替岩心，驱替流速同上，直至驱替压力再次达到稳定，记录此时的稳定压力p1，并计算聚合物微球溶液的封堵率。
封堵率φ（%）=(p1-p0)/p1×100%结果见表1。
表1
Figure SMS_5
由上表可知，本发明实施例1-3制得的调驱用耐温抗盐聚合物具有更好的综合性能。
测试例2 驱油效果实验
使用三层非均质人造岩心评价本发明实施例1-5和对比例1-5制得的调驱用耐温抗盐聚合物以及市售同类产品的驱油效果，方法如下：
将岩心使用模拟地层水饱和，并测定其孔隙体积；
继续使用储层原油饱和上述岩心，然后在70℃下恒温老化22h；
采用大庆油田模拟注入水驱替岩心，直至出口端不产油为止，计算水驱油的采收率；
继续注入PV=0.3的聚合物溶液，质量浓度为2000mg/L，关闭岩心夹持器的进出口阀门，在65℃下恒温放置5d；
再次使用模拟注入水驱替岩心，直至出口端不产油为止，记录最终采收率，并计算出聚合物微球驱提高采收率的幅度。试验驱替流速均为0.5mL/min。
采收提高率（%）=（聚合物驱采收率-水驱采收率）/水驱采收率×100%结果见表2。
表2
组别 采收率（%） 采收提高率（%）
水驱 46.2 /
实施例1 72.7 57.36
实施例2 72.4 56.71
实施例3 73.0 58.01
对比例1 70.2 51.95
对比例2 60.1 30.09
对比例3 68.9 49.13
市售 52.7 14.07
由上表可知，本发明实施例1-3制得的调驱用耐温抗盐聚合物具有更好的驱油性能。
测试例3 耐盐耐温性能
耐盐性能：将本发明实施例1-5和对比例1-5制得的调驱用耐温抗盐聚合物以及市售同类产品加入不同矿化度（35000mg/L、51200mg/L、85000mg/L）的模拟地层水中，聚合物质量浓度均为2000mg/L，50℃下搅拌8h，得到分散均一的溶液。实验温度分别设定为90℃，使用Brook-field旋转黏度计，在转速6r/min下进行测定表观黏度，结果见表3。
表3
Figure SMS_6
由上表可知，本发明实施例1-3制得的调驱用耐温抗盐聚合物具有良好的耐盐性能。
耐温性能：将本发明实施例1-5和对比例1-5制得的调驱用耐温抗盐聚合物以及市售同类产品加入矿化度为51200mg/L的模拟地层水中，50℃下搅拌8h，得到分散均一的溶液，聚合物质量浓度均为2000mg/L。实验温度分别设定为120℃、150℃、170℃，使用Brook-field旋转黏度计，在转速6r/min下进行测定表观黏度。结果见表4。
表4
Figure SMS_7
由上表可知，本发明实施例1-3制得的调驱用耐温抗盐聚合物具有良好的耐温性能。
对比例1与实施例3相比，未添加2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸。耐盐性能下降，增黏性下降，采收率下降，封堵率下降。本发明聚合物单体中添加了抗盐单体2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸，其中，磺酸基有较强的静电排斥性，不易被二价的钙镁离子静电屏蔽，使得聚合物的抗盐能力增强，且抗盐单体2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸的溶解性好，同时竟聚率与丙烯酰胺接近，共聚时不会大幅降低聚合物分子量，价格低廉，降低了该聚合物的造价成本。
对比例2与实施例3相比，未添加制备例3制得的功能单体。耐盐、耐温性能下降，采收率下降，封堵率下降，增黏性下降。本发明制备了一种功能单体，其中带有季铵盐结构、长链烷基链结构、以及刚性的苯环结构，使得该功能单体聚合后，聚合物有一定的表面活性剂的效果，具有降低油水界面张力和改变岩石润湿性等特点，能较好的提高洗油效率，同时，该刚性结构有一定的立体效应，作为刚性分子运动产生了更大的空间位阻，表观黏度降低的程度很小，表现出良好的抗剪切强度
对比例3与实施例3相比，未添加聚乙二醇200双丙烯酸酯。封堵率下降，增黏性下降。本发明加入的聚合物单体包括聚乙二醇200双丙烯酸酯，该单体带有可降解的酯基等官能团，可以在合适的pH和温度作用下逐渐降解，使制得的聚合物微球内部交联程度减小，溶胀度提高，从而达到延缓溶胀、实现对地层深部封堵调剖的目的，其降解速度直接影响延缓溶胀的效果。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种调驱用耐温抗盐聚合物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1.将聚合物单体、交联剂和络合剂溶于水中，得到水相；
所述聚合物单体包括丙烯酰胺、丙烯酸甲酯、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、功能单体、聚乙二醇200双丙烯酸酯，质量比为10-12:5-7:3-5:7-10:4-7；
所述功能单体的结构如式I所示：
Figure QLYQS_1
式I；
其中，R=C8-C18长链烷基链；
S2.将白油、复合表面活性剂混合溶解，得到油相；
S3.向油相中加入水相，乳化，惰性气体保护下加入引发剂体系，加热搅拌反应，产物用乙醇冲洗，丙酮固化，干燥，制得调驱用耐温抗盐聚合物。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S1中所述聚合物单体、交联剂、络合剂和水的质量比为25-35：2-3：3-4：100-120；所述交联为N,N’-亚甲基双丙烯酰胺；所述络合剂选自EDTA、EDTA二钠、乙二胺、丙二胺中的至少一种。
3.据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S1中所述功能单体的合成方法如下：
T1.将1,3-丙二胺和苄氯反应，制得中间体A，结构如下：
Figure QLYQS_2
；
T2.将中间体A和烷基卤素反应，制得中间体B，所述烷基卤素的结构如下：R-X；所述中间体B的结构如下：
Figure QLYQS_3
；其中，R=C8-C18长链烷基链；
T3.将中间体B和丙烯酰氯反应，制得产物。
4.据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤T1中所述1,3-丙二胺和苄氯的摩尔比为1:2-2.1。
5.据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤T2中所述中间体A和烷基卤素的摩尔比为1:2-2.1。
6.据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤T3中所述中间体B和丙烯酰氯的摩尔比为1:2-2.2。
7.据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S2中所述白油、复合表面活性剂的质量比为100:3-5；所述复合表面活性剂包括司盘和吐温，优选地，为司盘-80和吐温-80，质量比为4-7:5。
8.据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S3中所述引发剂体系包括引发剂和助引发剂，质量比为5-7:3，所述引发剂选自过硫酸钠、过硫酸钾、过硫酸铵中的至少一种；所述助引发剂为亚硫酸氢钠，所述乳化的条件为12000-15000r/min乳化10-15min，所述油相、水相和引发剂体系的质量比为10-12:7-10:0.01-0.02；所述加热搅拌反应的温度为50-60℃，时间为2-3h。
9.一种如权利要求1-8任一项所述的制备方法制得的调驱用耐温抗盐聚合物。
10.一种如权利要求9所述的调驱用耐温抗盐聚合物在三次采油中的应用。
CN202310639601.6A 2023-06-01 2023-06-01 一种调驱用耐温抗盐聚合物及其制备方法和应用 Active CN116355131B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202310639601.6A CN116355131B (zh) 2023-06-01 2023-06-01 一种调驱用耐温抗盐聚合物及其制备方法和应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202310639601.6A CN116355131B (zh) 2023-06-01 2023-06-01 一种调驱用耐温抗盐聚合物及其制备方法和应用

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN116355131A true CN116355131A (zh) 2023-06-30
CN116355131B CN116355131B (zh) 2023-08-15

Family

ID=86913386

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202310639601.6A Active CN116355131B (zh) 2023-06-01 2023-06-01 一种调驱用耐温抗盐聚合物及其制备方法和应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN116355131B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN118184868A (zh) * 2024-04-03 2024-06-14 上海纳鸿微球科技有限公司 一种耐热耐溶胀电化学活性稳定交联高分子微球及其制备方法和应用

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104448126A (zh) * 2013-09-24 2015-03-25 中国石油化工股份有限公司 苛刻油藏反相微乳液调驱体系及其制备方法
CN110358008A (zh) * 2019-07-30 2019-10-22 焦作市宏达力生物化工有限公司 一种耐温抗盐聚丙烯酰胺类的100纳米微球及制备方法
US20230050157A1 (en) * 2021-08-12 2023-02-16 Shaanxi University Of Science & Technology Salt-tolerant polymer microsphere plugging agent and preparation method thereof

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104448126A (zh) * 2013-09-24 2015-03-25 中国石油化工股份有限公司 苛刻油藏反相微乳液调驱体系及其制备方法
CN110358008A (zh) * 2019-07-30 2019-10-22 焦作市宏达力生物化工有限公司 一种耐温抗盐聚丙烯酰胺类的100纳米微球及制备方法
US20230050157A1 (en) * 2021-08-12 2023-02-16 Shaanxi University Of Science & Technology Salt-tolerant polymer microsphere plugging agent and preparation method thereof

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN118184868A (zh) * 2024-04-03 2024-06-14 上海纳鸿微球科技有限公司 一种耐热耐溶胀电化学活性稳定交联高分子微球及其制备方法和应用

Also Published As

Publication number Publication date
CN116355131B (zh) 2023-08-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103160268B (zh) 一种纳米二氧化硅/聚合物驱油剂及其合成方法
AU2015350513B2 (en) Delayed gelation of polymers
CN104650828B (zh) 润湿反转剂及其制备方法和储层保护剂组合物以及用于低渗透特低渗透储层的钻井液及应用
AU2012238764A1 (en) Process for producing mineral oil from underground formations
CN116355131B (zh) 一种调驱用耐温抗盐聚合物及其制备方法和应用
CN110358008A (zh) 一种耐温抗盐聚丙烯酰胺类的100纳米微球及制备方法
US20050164894A1 (en) Methods and compositions for the diversion of aqueous injection fluids in injection operations
WO2019079562A2 (en) PREFORMED PARTICLE GEL FOR ENHANCED PETROLEUM RECOVERY
CN113321824B (zh) 一种动态共价键交联的驱油聚合物及其制备方法
CN104513341A (zh) 一种缓膨吸水及抗盐的凝胶颗粒及其制备和应用
CN104109519B (zh) 甜菜碱‑聚合物驱油组合物及制备方法
CN105505364A (zh) 高温高盐中低渗油藏提高采收率的驱油组合物及其制备方法和应用
CN112341570B (zh) 双水相聚丙烯酰胺三元共聚物纳米微球乳胶及其制备方法
CN105567208A (zh) 注入性改进的驱油用组合物及其制备方法和应用
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
US8763698B2 (en) Process for producing mineral oil from underground formations
CN117886993B (zh) 一种方便油田深部调剖的超分子微球调剖剂及其制备方法
CN110818858B (zh) 一种用于常规稠油油藏的降黏-驱油聚合物及其制备方法
US4637467A (en) Permeability contrast correction
CN113831482B (zh) 一种基于叔胺基团的co2响应增粘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
CN111004618B (zh) 一种酸化转向剂及其制备方法
CN114456332A (zh) 一种纳米颗粒修饰的聚合物及其制备方法和应用
CN115141310B (zh) 一种滑溜水压裂液用可降解微交联减阻剂及其制备方法
CN110511330A (zh) 一种含长碳链的聚合物型表面活性剂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
TA01 Transfer of patent application right
TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20230724

Address after: 113000 Jin Jia village, Lanshan Township, Dongzhou District, Fushun, Liaoning

Applicant after: Fushun Xinlong Chemical Co.,Ltd.

Address before: No. 8-1, Chuangye Road, Dawang Town, Guangrao County, Dongying City, Shandong Province, 257300

Applicant before: Shandong Chen'an Chemical Co.,Ltd.

GR01 Patent grant
GR01 Patent grant