[发明专利]一种AM/AA/NVP/YEML四元聚合物驱油剂及其合成方法有效

专利信息
申请号: 201310253549.7 申请日: 2013-06-25
公开(公告)号: CN103320111A 公开(公告)日: 2013-09-25
发明(设计)人: 赖南君;彭琴;覃孝平;叶仲斌;闻一平;李玺;李志豪;董帅 申请(专利权)人: 西南石油大学
主分类号: C09K8/588 分类号: C09K8/588;C08F220/06;C08F220/56;C08F226/10;C08F222/36;C07C235/80;C07C231/02
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摘要:
搜索关键词: 一种 am aa nvp yeml 聚合物 驱油剂 及其 合成 方法
【说明书】:

技术领域

发明涉及一种聚合物驱提高原油采收率技术领域,特别设计一种AM/AA/NVP/YEML四元聚合物驱油剂及其合成方法。

背景技术

高分子量的聚丙烯酰胺PAM和部分水解聚丙烯酰HPAM是油田最常用的聚合物,但高分子量的PAM和HPAM在泵送和管流的高剪切作用下粘度保留率低。而在油田现场使用过程中,线性的PAM和HPAM受到剪切作用后,聚合物的分子链将遭到破坏,使得聚合物的粘度以及在多孔介质中的吸附滞留能力降低,从而导致聚合物的流度控制能力降低。同时,在较高的油藏温度下HPAM易水解和降解使HPAM的粘度急剧下降,达不到工程施工的要求,从而影响了PAM和HPAM的广泛使用。

在国内外,主要是通过引入耐温、耐盐功能型单体到丙烯酰胺共聚物或化学改性的方式来提高聚合物的耐温抗盐性能。目前,星形聚合物、支化聚合物以及树枝状聚合物等非线性聚合物收到了越来越多的关注。同时,在这些等非线性聚合物上引入耐温抗盐型功能单体如N-乙烯基吡咯烷酮(NVP)、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)、烯丙基磺酸钠(SAS)以及可络合二价金属离子的功能单体3-丙烯酰胺基-3-甲基丁酸钠等可以显著改善聚合物的耐温抗盐性和抗剪切性。

因此,针对HPAM类耐温抗盐性差的缺陷,我们将从以下方面来改善其不足之处:(1)提高聚合物主链的热稳定性,通过引入树枝状的功能单体的同时增加了刚性的环状结构;(2)引入特殊的官能团,在一定程度上抑制或降低HPAM类聚合物的水解和降解。

发明内容

本发明的目的在于:为了使聚合物具有良好的耐温耐盐性及抗剪切稀释性,能较好的提高原油采收率,特提供一种新型聚合物驱油剂及其合成方法。

为了达到以上目的,本发明采用以下技术方案:一种新型聚合物驱油剂,该聚合物驱油剂包含丙烯酰胺代号AM、丙烯酸代号AA、改性功能单体代号YEML、N-乙烯基吡咯烷酮代号NVP四种结构单元构成的AM/AA/NVP/YEML四元聚合物,其结构式如下:

式中x,y,z,a,b,l,m,n为聚合度,红外谱图见图1;所用原料单体质量百分数为,质量以克为单位,AM63.5%-70%、AA28.7%-36%、NVP0.1%-0.2%、YEML0.1%-0.2%

改性功能单体的合成方法:在100mL圆底烧瓶中加入4.2g马来酸酐和20mL乙醇,搅拌溶解完全;向圆底烧瓶中缓慢滴加2mL乙二胺和20mL乙醇的混合溶液,待滴加完全后在50℃下反应4h;过滤反应产物,并用大量去离子水洗涤,最后在60℃下烘干干燥后制得改性功能单体YEML。

该新型聚合物驱油剂的合成方法:先在250mL三颈瓶中加入0.0100g上述制得的YEML,再加入6.5000gAM、3.4700gAA、1.9085g氢氧化钠和0.0200g NVP,配制成单体总质量百分浓度为10%-20%的水溶液,通氮气30min;然后加入引发剂过硫酸铵溶液和亚硫酸氢钠溶液,过硫酸铵和亚硫酸氢钠摩尔比为1:1,引发剂加入量为单体总质量的0.1%-0.5%,继续通N210-20min,在温度30-60℃下反应4-12h;最后用无水乙醇洗涤、粉碎、烘干制得AM/AA/NVP/YEML四元聚合物。

该聚合物驱油剂的应用是:将上述制得的四元聚合物配制成浓度为1500ppm溶液,剪切速率为7.34s-1时,表观粘度为254.8mPa.s,总矿化度为8000ppm,模拟油藏温度70℃;模拟油粘度107.8mPa.s,一维填砂模型(直径25mm,长度500mm),水驱油;先以1mlL/min饱和模拟地层水,然后以1ml/min饱和模拟油;再以1mL/min水驱油,直到含水率达到98%,再注入1500mg/L聚合物溶液0.3PV,继续后续水驱,直到含水率达到98%。该聚合物模拟提高原油采收率能达到17.7%以上。

本发明的有益效果是:(1)聚合物中引入的N-乙烯基吡咯烷酮,使聚合物分子链的刚性大大增强,聚合物的粘度和耐温耐盐性能显著提高;(2)用丙烯酸钠共聚,引入羧酸盐基团,使聚合物的水溶性增加;(3)该聚合物表现出良好的耐温耐盐性及抗剪切性,能较好的提高原油采收率,用于油田原油开采。

附图说明

图1为本发明AM/AA/NVP/YEML四元聚合物的红外谱图。

图2为本发明AM/AA/NVP/YEML四元聚合物溶液的表观粘度与剪切速率的关系。

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