一種具表面活性功能聚合物及其制備方法和應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種具表面活性功能聚合物，該具表面活性功能聚合物的制備方法， 由該方法制備得到的具表面活性功能聚合物，以及所述具表面活性功能聚合物作為驅(qū)油劑 的應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來(lái)的勘探數(shù)據(jù)表明，中低滲透油藏已成為我國(guó)油田勘探開(kāi)發(fā)的重要領(lǐng)域，例 如江蘇油田，在已發(fā)現(xiàn)的儲(chǔ)量中，中低滲透儲(chǔ)量已達(dá)到65%。大慶油田在薩北地區(qū)中低滲透 油層進(jìn)行聚合物驅(qū)油，獲得較好的增油降水效果。隨著勘探程度的提高和對(duì)石油資源需求 的不斷增長(zhǎng)，無(wú)論從剩余石油資源，還是開(kāi)發(fā)趨勢(shì)分析，中低滲透油藏將是我國(guó)未來(lái)油田勘 探開(kāi)發(fā)的主要對(duì)象。
[0003] 在三次采油技術(shù)中，三元化學(xué)復(fù)合驅(qū)油技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)油水超低界面張力，同時(shí)保 持注入流體粘度，大幅度提高采收率。但是，不同組份化學(xué)劑的混合物在油藏多孔介質(zhì)中的 吸附、擴(kuò)散和運(yùn)移等性能特征差異較大，導(dǎo)致在油藏孔隙中驅(qū)油時(shí)的"色譜分離效應(yīng)"。同時(shí) 表面活性劑在驅(qū)替過(guò)程中損耗量增大，采收率和經(jīng)濟(jì)效益降低。另外，使用強(qiáng)堿助劑時(shí)，采 出過(guò)程中諸多環(huán)節(jié)產(chǎn)生嚴(yán)重結(jié)垢，給生產(chǎn)管理帶來(lái)了困難。
[0004] 要保證驅(qū)油體系在高礦化度和較高溫度條件下同時(shí)具有足夠高的黏度和超低界 面張力，必須沖破以往利用聚合物/表面活性劑復(fù)配體系的框框。結(jié)合高分子的增粘能力 與低分子表面活性劑的表面活性，在高分子鏈上引入具有優(yōu)良表面活性的功能基團(tuán)，達(dá)到 既增粘又降低界面張力的效果，一種材料同時(shí)起到聚合物和表面活性劑兩種材料的作用， 因此此類(lèi)具有表面活性的高分子驅(qū)油劑將一定程度上解決聚合物-表面活性劑復(fù)合驅(qū)存 在的色譜分離效應(yīng)問(wèn)題，同時(shí)由于具有表面活性功能聚合物的增粘性能，它也具有穩(wěn)定泡 沫的作用，在泡沫驅(qū)油和多元泡沫復(fù)合驅(qū)中可充當(dāng)穩(wěn)泡劑，這些優(yōu)越性能使其在三次采油 中具有廣闊的應(yīng)用前景。
[0005] 在中低滲透油藏進(jìn)行聚合物驅(qū)礦場(chǎng)設(shè)計(jì)時(shí)，必須事先研究聚合物相對(duì)分子質(zhì)量與 油層滲透率的匹配關(guān)系。在聚驅(qū)區(qū)塊相對(duì)分子質(zhì)量?jī)?yōu)選時(shí)，一方面要考慮選擇盡可能高的 聚合物相對(duì)分子質(zhì)量，從而獲得更好的聚合物驅(qū)油性能，另一方面要考慮聚合物分子與不 同滲透率油層的匹配關(guān)系，盡可能增加聚合物溶液可進(jìn)入的油層孔隙空間，提高聚驅(qū)控制 程度，從而獲得更好的聚驅(qū)效果?？蒲泄ぷ髡咄ㄟ^(guò)室內(nèi)流動(dòng)實(shí)驗(yàn)研究得到低滲透油層可以 開(kāi)展聚合物驅(qū)，聚合物相對(duì)分子質(zhì)量與油層滲透率之間的匹配性存在一定的關(guān)系，如果用 聚合物分子回旋半徑與孔隙吼道半徑之間關(guān)系來(lái)反映匹配關(guān)系，則匹配關(guān)系可表述為：對(duì) 于中低滲透率油層，當(dāng)孔隙喉道半徑與聚合物分子回旋半徑之比大于5倍時(shí)，注入低相對(duì) 分子質(zhì)量聚合物不會(huì)發(fā)生堵塞；小于5倍時(shí)會(huì)出現(xiàn)堵塞，得到了與主力油層相近的結(jié)果。如 果用滲透率平方根與聚合物分子回旋半徑之比對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行表述，則可表述為滲透率平 方根與聚合物分子回旋半徑之比大于1. 5時(shí)不會(huì)堵塞油層。因此，考慮到聚合物相對(duì)分子 質(zhì)量與中低滲透油層滲透率之間的匹配存在一定的關(guān)系，應(yīng)合成一定分子量范圍的聚合物 來(lái)滿足與中低滲透油藏的匹配性。
[0006] 人們對(duì)具表面活性功能聚合物的研究不斷深入，開(kāi)發(fā)新的品種和新的合成方法也 是當(dāng)前研究的熱點(diǎn)。但由于對(duì)結(jié)構(gòu)和性能的關(guān)系認(rèn)識(shí)不夠，涉及物理化學(xué)性質(zhì)的大分子水 溶液體系又非常復(fù)雜，到目前為止具表面活性功能聚合物這一領(lǐng)域的研究進(jìn)展緩慢，用于 中低滲透油藏用的具表面活性功能聚合物的研究幾乎沒(méi)有。因此研究其結(jié)構(gòu)與性能的關(guān) 系，合成一定分子量范圍的具有高表面活性的共聚物，具有重要的理論和應(yīng)用價(jià)值。
[0007] US4138381、US4463151和EP426864中分別采用烷基或烷基酚聚氧乙烯醚丙烯酸 酯表面活性單體與丙烯酰胺類(lèi)單體共聚，主要是利用表面活性單體的疏水基團(tuán)在水中的締 合作用，從而使共聚物的粘度大幅度提高，含有表面活性單體組分的共聚物具有更好的耐 鹽性，但兩親性大單體組分在二元共聚物中難以向界面聚集，因此，所合成的共聚物表面活 性不好。
[0008] CN1178802A中，將丙烯酰胺類(lèi)單體、表面活性大單體及離子型單體共聚得到三元 共聚物，該共聚物粘度較高但表面活性較差。西南石油學(xué)院的孫力立等人采用均相聚合 法，合成了一種新型高分子表面活性劑（PS1)，該高分子表面活性劑為丙烯酰胺、丙烯酸、甲 基丙烯酸甲酯三元共聚物，該高分子表面活性劑降低表面張力的能力不及低分子表面活性 劑，其與無(wú)機(jī)鹽復(fù)配，由于協(xié)同效應(yīng)，會(huì)產(chǎn)生出優(yōu)于單一表面活性劑的復(fù)配性能，使表面張 力降得更低，但該高分子表面活性劑的耐溫抗鹽性能較差。中科院成都有機(jī)化學(xué)研究所的 金勇等人以甲苯二異氰酸酯和聚醚為主要原料，合成了一類(lèi)帶有雙鍵的可聚合非離子型聚 氨酯高分子表面活性劑，該高分子表面活性劑在濃度為〇. 〇6mol/L時(shí)可使溶液表面張力降 至37. 6mN/m(25°C)，同時(shí)在很低濃度下依然能夠保持良好的表面活性，另外，該可聚合非離 子型聚氨酯高分子表面活性劑降低表面張力的能力隨著疏水鏈段所占比例的增加而增加， 但該可聚合非離子型聚氨酯高分子表面活性劑的聚合活性較差，同時(shí)耐溫性能差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明的目的是為了克服目前中低滲透油藏用聚合物不能兼具良好的表面活性、 增稠水介質(zhì)能力和耐溫抗鹽能力的缺點(diǎn)，提供一種兼具良好的表面活性、增稠水介質(zhì)能力 和耐溫抗鹽能力的具表面活性功能聚合物，該具表面活性功能聚合物的制備方法，由該方 法制備得到的具表面活性功能聚合物，以及所述具表面活性功能聚合物作為驅(qū)油劑的應(yīng) 用。
[0010] 為此，本發(fā)明提供了一種具表面活性功能聚合物，該具表面活性功能聚合物含有 結(jié)構(gòu)單元A、結(jié)構(gòu)單元B和結(jié)構(gòu)單元C，其中，所述結(jié)構(gòu)單元A為具有式（1)所示結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu) 單元，結(jié)構(gòu)單元B為具有式（2)所示結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)單元，結(jié)構(gòu)單元C為具有式（3)所示結(jié)構(gòu)的 結(jié)構(gòu)單元；
[0011] 其中，以所述具表面活性功能聚合物的重量為基準(zhǔn)，結(jié)構(gòu)單元A的含量為50-88重 量％，結(jié)構(gòu)單元B的含量為10-40重量％，結(jié)構(gòu)單元C的含量為2-10重量％，具表面活性功能 聚合物的粘均分子量為600萬(wàn)-1200萬(wàn)；
[0012]
【主權(quán)項(xiàng)】