一種涉及提高原油采收率的抗剪切聚合物的合成方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及有效利用高分子合成的方法制備一種具有抗剪切和高粘度的驅(qū)油用聚合物，屬于油田化學(xué)領(lǐng)域。
[0002]發(fā)明背景
[0003]三次采油提高采收率主要依靠化學(xué)驅(qū)油技術(shù)。其中，聚合物是提高采收率幅度較大、適用較廣、具有發(fā)展?jié)摿Φ囊环N化學(xué)驅(qū)油劑。化學(xué)驅(qū)中，聚合物驅(qū)油技術(shù)為進(jìn)一步開發(fā)利用現(xiàn)有原油儲量展示了廣闊的前景。然而，現(xiàn)大幅使用的驅(qū)油用聚合物為聚丙烯酰胺(HPAM)，它存在抗剪切能力差、易水解等一系列問題。近年來先后開發(fā)了表面活性劑驅(qū)、聚合物表面活性劑驅(qū)、表面活性劑-堿以及聚合物-堿等二元驅(qū)油技術(shù)，而堿的加入又會引起地層結(jié)垢等一系列問題。聚合物的使用已在國內(nèi)外許多油田試驗(yàn)區(qū)的礦場試驗(yàn)研宄中取得顯著效果，因此選取合適的驅(qū)油用聚合物對提高原油采收率起著至關(guān)重要的作用。
[0004]本發(fā)明針對克拉瑪依油田油藏特征，利用水溶液聚合的方法合成出了一種具有高粘度、耐水解且抗剪切能力強(qiáng)的驅(qū)油用聚合物。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]一種耐水解驅(qū)油用聚合物，其特征在于:第I步，稱取一定量丙烯酰胺類單體、AMPS類單體和耐剪切類單體配成水溶液，其中丙烯酰胺類單體、AMPS類單體在水溶液中的總質(zhì)量濃度為5%?45%，其中丙烯酰胺類單體的質(zhì)量比為25%?55%，耐水解單體的質(zhì)量比為0.5%?5%，余量為丙烯酰胺。用堿溶液調(diào)節(jié)溶液的pH值為4?12 ;
[0006]第2步，加入絡(luò)合劑EDTA_2Na水溶液和尿素水溶液，絡(luò)合劑的加入量為丙烯酰胺、丙烯酰胺類單體和耐剪切單體總質(zhì)量的0.5%?12%，尿素的加入量為丙烯酰胺類單體、AMPS類單體，耐剪切單體總質(zhì)量的0.05%?11% ;
[0007]第3步，控制溫度為O °C?30 °C溫度，在氮?dú)獗Ｗo(hù)條件下，加入引發(fā)劑，聚合I?10小時(shí)；所述的引發(fā)劑是由過硫酸鹽氧化劑與亞硫酸鹽還原劑組成的氧化-還原引發(fā)體系，所述的過硫酸鹽氧化劑的加入量為丙烯酰胺類單體、AMPS類單體和耐剪切單體總質(zhì)量的
0.01%?0.1 %，所述的亞硫酸鹽還原劑的加入量為丙烯酰胺類單體、AMPS類單體和耐剪切單體總質(zhì)量的0.001%?0.051% ;所述的過硫酸鹽氧化劑為0.1 %的過硫酸鉀水溶液或
0.1 %的過硫酸銨水溶液；所述的亞硫酸鹽還原劑為0.05%的亞硫酸氫鉀水溶液或0.05%亞硫酸氫鈉水溶液；
[0008]第4步，升溫到20°C?60°C，繼續(xù)聚合I?8小時(shí)；
[0009]第5步，將所得膠體取出，切割、造粒、干燥、粉碎、過篩便可得到白色耐水解、抗剪切的驅(qū)油用聚合物
【附圖說明】
[0010]圖1為實(shí)施例1中所制樣品在不同剪切速率下的粘度變化。
[0011]圖2為實(shí)施例1中所制樣品在不同剪切速率下的粘度變化。
[0012]圖3為實(shí)施例1中所制樣品在不同剪切速率下的粘度變化。
【具體實(shí)施方式】
[0013]實(shí)施例1:
[0014]將6.0g丙烯酰胺、3.7g2-丙烯酰胺基_2_甲基丙磺酸加入到聚合反應(yīng)瓶中，加入去離子水23.0g溶解，再加入氫氧化鈉調(diào)節(jié)PH為9.0，然后依次加入I %的EDTA-2Na水溶液2.0g、I %的尿素水溶液0.5g，將聚合反應(yīng)瓶放入恒溫水浴中，通氮?dú)怛?qū)氧30分鐘后，加Λ 0.1%的過硫酸錢水溶液5.0g和0.1 %的亞硫酸氫鈉水溶液5.0g,于0°C引發(fā)反應(yīng)，繼續(xù)通氮?dú)馕宸昼姾笸Ｖ?，聚合反?yīng)6小時(shí)后，升溫至50°C繼續(xù)反應(yīng)3小時(shí)，得到膠塊。取出膠塊，切割、造粒、粉碎、過篩得白色耐水解驅(qū)油用聚合物。經(jīng)測試聚合物的分子量為22萬，
0.01%聚合物在0.5s-1穩(wěn)態(tài)剪切下粘度為50mPa.S。
[0015]實(shí)施例2:
[0016]將5.0g丙烯酰胺、4.9g2-丙烯酰胺基_2_甲基丙磺酸和0.1g耐剪切單體加入到聚合反應(yīng)瓶中，加入去離子水23.0g溶解，再加入氫氧化鈉調(diào)節(jié)PH為8.0，然后依次加入I %的EDTA-2Na水溶液1.0g、I %的尿素水溶液1.0g,將聚合反應(yīng)瓶放入恒溫水浴中，通氮?dú)怛?qū)氧30分鐘后，加入0.1 %的過硫酸銨水溶液2.0g和0.1 %的亞硫酸氫鉀水溶液2.0g,于5°C引發(fā)反應(yīng)，繼續(xù)通氮?dú)馕宸昼姾笸Ｖ?，聚合反?yīng)2小時(shí)后，升溫至50°C繼續(xù)反應(yīng)4小時(shí)，得到膠塊。取出膠塊，切割、造粒、粉碎、過篩得白色耐水解驅(qū)油用聚合物。經(jīng)測試聚合物的分子量為30萬，0.01%聚合物在0.5s—1穩(wěn)態(tài)剪切下粘度為65mPa.S。
[0017]實(shí)施例3:
[0018]將6.0g丙烯酰胺、3.5g2-丙烯酰胺基_2_甲基丙磺酸和0.5g耐剪切單體加入到聚合反應(yīng)瓶中，加入去離子水23.0g溶解，再加入氫氧化鈉調(diào)節(jié)pH為7.0，然后依次加入I %的EDTA-2Na水溶液1.0g、I %的尿素水溶液0.5g，將聚合反應(yīng)瓶放入恒溫水浴中，通氮?dú)怛?qū)氧30分鐘后，再加入0.1 %的過硫酸鉀水溶液1.0g和0.1 %的亞硫酸氫鉀水溶液
1.0g,于5°C引發(fā)反應(yīng)，繼續(xù)通氮?dú)馕宸昼姾笸Ｖ?，聚合反?yīng)2小時(shí)后，升溫至50°C繼續(xù)反應(yīng)3小時(shí)，得到膠塊。取出膠塊，切割、造粒、粉碎、過篩得白色耐水解驅(qū)油用聚合物。經(jīng)測試聚合物的分子量為35萬，0.01%聚合物在0.5s—1穩(wěn)態(tài)剪切下粘度為48mPa.S。
[0019]盡管上述對本發(fā)明做了詳細(xì)說明，但不限于此，本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以根據(jù)本發(fā)明的原理進(jìn)行修改，因此，凡按照本發(fā)明的原理進(jìn)行的各種修改都應(yīng)當(dāng)理解為落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種耐剪切驅(qū)油用聚合物的制備方法，其特征在于:所述的丙烯酰胺類單體、AMPS類單體，耐剪切類單體是以下聚合單體中的至少一種，當(dāng)選擇兩種或兩種以上時(shí)配比任意:2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、丙烯酸、N-乙烯基吡咯烷酮和N，N- 二甲基丙烯酰胺；配制成水溶液中丙烯酰胺類單體、AMPS類單體在水溶液中的總質(zhì)量濃度為5%?45%，其中丙烯酰胺類單體的質(zhì)量比為25 %?55 %，耐水解單體的質(zhì)量比為0.5 %?5 %，余量為丙烯酰胺。
2.如上述權(quán)利要求1涉及的一種耐剪切驅(qū)油用聚合物制備方法特征在于:使用的堿溶液為碳酸鈉或氫氧化鈉水溶液，調(diào)節(jié)溶液的pH值為4?12 ;
3.如上述權(quán)利要求1涉及的一種耐剪切驅(qū)油用聚合物制備方法特征在于:所述的絡(luò)合劑為EDTA-2Na ;絡(luò)合劑的加入量為丙烯酰胺、丙烯酰胺類單體和耐剪切單體總質(zhì)量的0.5%?12%，
4.如上述權(quán)利要求1涉及的一種耐剪切驅(qū)油用聚合物制備方法特征在于:尿素的加入量為丙烯酰胺類單體、AMPS類單體，耐剪切單體總質(zhì)量的0.05%?11% ;
5.如上述權(quán)利要求1涉及的一種耐剪切驅(qū)油用聚合物制備方法特征在于:所述的引發(fā)劑為過硫酸鹽氧化劑與亞硫酸鹽還原劑組成的氧化-還原引發(fā)劑體系，所述的過硫酸鹽氧化劑的加入量為丙烯酰胺類單體、AMPS類單體和耐剪切單體總質(zhì)量的0.01%?0.1%，所述的亞硫酸鹽還原劑的加入量為丙烯酰胺類單體、AMPS類單體和耐剪切單體總質(zhì)量的0.001 %?0.051 % ;所述的過硫酸鹽氧化劑為0.1 %的過硫酸鉀水溶液或0.1 %的過硫酸銨水溶液；所述的亞硫酸鹽還原劑為0.05%的亞硫酸氫鉀水溶液或0.05%亞硫酸氫鈉水溶液；
6.如上述權(quán)利要求1涉及的一種耐剪切驅(qū)油用聚合物制備方法特征在于:控制溫度為0°C?30°C溫度，在氮?dú)獗Ｗo(hù)條件下，加入引發(fā)劑后，聚合時(shí)間為I?10小時(shí)；升溫到20°C?60°C，繼續(xù)聚合時(shí)間為I?8小時(shí)。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種抗剪切驅(qū)油用聚合物及其制備方法，是丙烯酰胺類單體、AMPS類單體，耐剪切單體在氧化-還原引發(fā)體系下進(jìn)行的水溶液共聚合，再經(jīng)過造粒、烘干、粉碎得到耐剪切驅(qū)油用聚合物，可以達(dá)到增粘并且抗剪切的目的。所述丙烯酰胺類單體、AMPS類單體，耐剪切單體是2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、丙烯酸、N-乙烯基吡咯烷酮、N，N-二甲基丙烯酰胺中至少一種，當(dāng)選擇兩種或兩種以上時(shí)配比任意。本發(fā)明所述的抗剪切且提高采收率的驅(qū)油用聚合物及其制備方法，在大分子鏈中引入可抑制酰胺基分解的單體(耐剪切單體)，提高聚合物耐剪切性能，可使聚合物的性能提高，從而提高驅(qū)油用聚合物的耐剪切性能，并且粘度很高，可用于提高采收率。
【IPC分類】C08F4-40, C09K8-588, C08F220-56, C08F220-58
【公開號】CN104829783
【申請?zhí)枴緾N201510248765
【發(fā)明人】徐蘋, 韓哲, 朱英, 唐厚全
【申請人】濟(jì)南益豪環(huán)保技術(shù)有限公司
【公開日】2015年8月12日
【申請日】2015年5月15日