[发明专利]一种油田提高采收率用聚丙烯酰胺酚醛树脂交联剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种油田提高采收率交联剂的制备方法，特别涉及一种油田提高采收率聚丙烯酰胺凝胶用酚醛树脂交联剂的制备方法。

背景技术

交联剂是油田提高采收率常用的化学剂之一，其可与聚丙烯酰胺类聚合物作用生成具有不同形态的凝胶体，应用于油田的调剖、堵水和驱替技术。目前常用的聚丙烯酰胺交联剂主要有高价金属离子(如铬、铝)类和有机合成(如酚醛树脂)类。

“深部调剖驱油交联剂的研究”(精细石油化工进展.2003，4(8).-30-32，38)，为提高非均质性严重的地层原油采出率，合成了用于聚合物驱油的4种交联剂，并对聚合物种类、用量和其与交联剂组成的体系进行了评价。40℃下铝交联剂凝胶粘度低，酚醛树脂交联剂低温下不成胶，而有机铬交联剂(J2)和有机复合胺(J3)交联效果好。

“提高聚丙烯酰胺微凝胶热稳定性的研究”(油田化学.2002，19(3).-360-364，271)研究了聚合物、交联剂、稳定剂、配液水质及温度对HPAM微凝胶热稳定性的影响。

酚醛树脂交联剂是一种水溶性酚醛树脂，属于酚醛树脂的甲阶产品，其分子上含有羟甲基官能团或二亚甲基醚键结构，并具有自固化性能。由于苯环上的羟甲基官能团具有很强的反应活性，其在一定条件下可与酰胺基团发生脱水缩合反应，因此，可作为聚丙烯酰胺的交联剂应用于油田。

作为聚丙烯酰胺的交联剂，酚醛树脂必须具有良好的水溶性、高交联活性和良好的贮存稳定性。目前常用的制备方法是：在醛过量、氢氧化钠为催化剂的情况下，由苯酚和甲醛反应进行制备。但目前技术所制备的酚醛树脂交联剂存在的主要问题是相对分子质量较大，产品贮存稳定性差，也就是说交联剂产品必须在使用前生产，长期放置时就会自聚形成不溶或不融的乙阶或丙阶聚合体而失去交联活性。不能长期贮存，直接影响着交联剂在油田现场的推广应用。

时冀淮、黎钢、钱晓琳等人分别对酚醛树脂交联剂的制备进行了研究和报道，但其均采用多步反应法制备，工艺过程较复杂。黎钢等人对所制备的酚醛树脂交联剂的贮存稳定性进行了考察，在25℃仅可保存半个月，产品贮存稳定性差。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有交联活性高、产品贮存稳定性好、使用安全等特点的聚丙烯酰胺凝胶酚醛树脂交联剂的制备方法。

一种油田提高采收率用聚丙烯酰胺酚醛树脂交联剂的制备方法，以苯酚和甲醛为原料经缩合反应制得，以碱金属氢氧化物和碱土金属氢氧化物的混合物作为催化剂，碱金属氢氧化物与碱土金属氢氧化物的重量配比为1∶1～7，催化剂的用量以反应物的重量为基准为0.04～0.1％。

苯酚和甲醛的摩尔比为1:2～1:3。

反应温度控制在60℃～80℃。

反应时间控制在4小时～9小时，反应时间优选为6小时～8小时。

所述碱金属氢氧化物为氢氧化钠，碱土金属氢氧化物为氢氧化钙。

本发明采用复合催化剂，制备工艺简单，产品贮存稳定性好。

具体制备步骤是：

①以摩尔比1:2～1:3向反应器中加入苯酚和甲醛；

②在搅拌下加入0～0.07％的碱金属氢氧化物和0.01％～0.1％的碱土金属氢氧化物或其氧化物，优选比例碱金属氢氧化物0.01％～0.05％、碱土金属氢氧化物或其氧化物0.03％～0.07％；

③加热升温至60℃～80℃恒温反应4小时～9小时，最好6小时～8小时。

在碱性条件下，苯酚分子中有三个活性点，邻位两个、对位仅一个。如果邻对位的活性一样，反应的几率又相等，则邻羟甲基酚应比对羟甲基酚多一倍。但在一般的碱性条件下，实际上对位的活性远大于邻位的活性(邻位电子密度4.048，对位电子密度4.063)，故对羟甲基酚的比例要比上述比例为大。使用碱土金属做催化剂时，由于二价金属在催化过程中在苯酚与甲醛之间形成“螯合形络合物”从而有利于生成邻位羟甲基，即所谓的“高邻位”酚醛树脂。因此，碱金属氢氧化物和碱土金属氢氧化物(或其氧化物)的复配使用，有利于甲醛在苯酚邻、对位三个活性点上加成反应生成三羟甲基苯酚，提高交联剂的交联活性和存贮稳定性。

本发明具有以下特点：

①制备工艺简单。本发明采用一步法合成，制备过程操作简单，易于控制。

②交联剂贮存稳定性好。本分明的交联剂在常温下可稳定贮存180天以上。

③交联剂使用安全方便。本发明的交联剂为液态，刺激性气味小，现场使用安全方便，避免了高浓度苯酚和甲醛对人体的危害及环境的污染。