氣濕反轉(zhuǎn)劑含氟兩親性嵌段聚合物乳液及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于石油化工領(lǐng)域，具體地，涉及一種氣濕反轉(zhuǎn)劑含氟兩親性嵌段聚合物 乳液及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]2000年，李克文課題組提出一種氣潤濕反轉(zhuǎn)技術(shù)（Li K. W.，F(xiàn)iroozabadi A.Experimental study of wettability alteration to preferential gas-wetting in porous media and its effects. Spe Reservoir Evaluation&Engineering，2000,3(2)： 139-149)，認(rèn)為利用兩種含氟聚合物FC754和FC722將油氣藏多孔介質(zhì)的潤濕性由優(yōu)先液 濕改變?yōu)閮?yōu)先氣濕后，凝析氣藏的產(chǎn)氣量會得到明顯提高，這是氣潤濕概念的首次提出。 后來，GuoqingTang等在溫度提高到90°C條件下，用FC759實(shí)現(xiàn)了巖石的氣濕反轉(zhuǎn)（Tang G. Q.,Firoozabadi A. Wettability alteration to intermediate gas-wetting in porous media at elevated temperatures. Transport in Porous Media, 2003, 52 (2) :185_211)〇 馬什哈德等在140°C條件下用11-12P和L-18941處理巖心后，實(shí)現(xiàn)了巖心的氣濕反轉(zhuǎn)， 并且此潤濕轉(zhuǎn)變具有持久性（Fahes M.，F(xiàn)iroozabadi A. Wettability alteration to intermediate gas-wetting in gas-condensate reservoirs at high temperatures[J]. Spe Journal,2007, 12(4) :397-407)。Liu, Y.，Zheng, H?等發(fā)現(xiàn)一種新型廉價的化學(xué)物 質(zhì)WA12處理巖心后，油氣層巖心表面由優(yōu)先液濕轉(zhuǎn)變?yōu)闅鉂瘢↙iu Y.，Zheng H.，Huang G. , et al. Improving Production in Gas-Condensate Reservoirs by Wettability Alteration to Gas Wetness[A]. SPE/DOE Symposium on Improved Oil Recovery[C]. Tulsa,Oklahoma,USA:Society of Petroleum Engineers,2006:l-6.)。X.Xie 等通過比 較幾種化學(xué)試劑的氣濕反轉(zhuǎn)能力，發(fā)現(xiàn)TN-4能將巖心表面的潤濕性由強(qiáng)液濕轉(zhuǎn)變?yōu)橹?性氣濕，并且能提高氣相的相對滲透率（Xie X.，Liu Y.，Sharma M.，et al.Wettability alteration to increase deliverability of gas production wells[J]. Journal of Natural Gas Science and Engineering, 2009, 1(1-2) :39_45.)。目前，有關(guān)氣濕反轉(zhuǎn)材料 的合成研宄較少，基本都是從現(xiàn)有的化學(xué)試劑中篩選，而且其氣濕反轉(zhuǎn)效果不是很理想，只 能由強(qiáng)液濕達(dá)到中性氣濕。
[0003] 氣潤濕性是目前國際上最新研宄領(lǐng)域之一，迄今為止，從事該領(lǐng)域研宄的學(xué)者很 少，并且所用的氣濕反轉(zhuǎn)材料主要是篩選出的一些含氟試劑。以FC722為例，李克文課題組 用2%的FC722處理貝雷砂巖巖心后，結(jié)果巖心表面上蒸餾水的接觸是125°，癸烷的接觸 角是60°。但其價格昂貴，并且不能溶于水和油，只能溶于氟碳化合物型的溶劑中，因此，在 實(shí)際應(yīng)用中成本較高，且對環(huán)境造成較大的污染。Liu，Y.，Zheng，H.等從多種化合物中篩選 出一種氣濕反轉(zhuǎn)能力較好且較廉價的化合物WA12,用它處理巖心后，巖心表面上蒸餾水的 接觸角是121°，癸烷的接觸角是106°，具有一定的應(yīng)用前景。
[0004] 從20世紀(jì)80年代，人們就開始了通過乳液聚合制備含氟共聚物拒水拒油劑的研 宄。90年代，美國3M公司合成了一種含氟烴類縮合物的皮革拒水拒油劑，并申請了專利 (W09845345)。日本大金工業(yè)株式會社發(fā)明了一種具有耐摩擦性能水分散型有機(jī)氟皮革拒 水拒油劑的制備方法（CN1222929)。目前通過乳液聚合合成含氟共聚物的方法已比較成熟， 但專門致力于合成油氣藏多孔介質(zhì)氣濕反轉(zhuǎn)材料的研宄卻很少。
[0005]油氣藏多孔介質(zhì)氣濕反轉(zhuǎn)材料的主要指標(biāo)是憎水、憎油性。此外，還應(yīng)具備良好的 成膜性，能與油氣藏多孔介質(zhì)緊密結(jié)合。目前，國內(nèi)外開發(fā)的含氟拒水拒油劑存在的普遍問 題是：含氟單體用量較多，成本較高；以及水溶性的較少；使用過程中需經(jīng)過高溫進(jìn)行熱處 理才能達(dá)到效果，在實(shí)際應(yīng)用中存在一定的局限性；缺乏專用于油氣藏多孔介質(zhì)的氣濕反 轉(zhuǎn)材料。因此，開發(fā)具有強(qiáng)疏水、疏油性，優(yōu)良成膜性以及使用方便的氣濕反轉(zhuǎn)材料對降低 投資費(fèi)用，減少環(huán)境污染，從而使氣濕反轉(zhuǎn)材料能大量應(yīng)用到油氣藏中，對提高油氣藏的產(chǎn) 量具有積極的作用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 為克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，本發(fā)明提供一種氣濕反轉(zhuǎn)劑含氟兩親性嵌段聚合物 乳液及其制備方法，利用乳液聚合的方法合成出具有良好成膜性、強(qiáng)疏水疏油性以及水溶 性的含氟聚合物乳液。
[0007] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：
[0008] 氣濕反轉(zhuǎn)劑含氟兩親性嵌段聚合物乳液，為含氟兩親性嵌段聚合物的水溶液，含 氟兩親性嵌段聚合物的化學(xué)結(jié)構(gòu)式為：
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種氣濕反轉(zhuǎn)劑含氟兩親性嵌段聚合物乳液，為含氟兩親性嵌段聚合物的水溶液， 其特征在于，含氟兩親性嵌段聚合物的化學(xué)結(jié)構(gòu)式為：
其中，n、m均為聚合度，n為70~140,m為1~3。
2. 權(quán)利要求1所述的氣濕反轉(zhuǎn)劑含氟兩親性嵌段聚合物乳液的制備方法，通過乳液聚 合而成，溶劑為蒸餾水，其特征在于，制備方法包括以下步驟： ⑴、制備乳化劑溶液 在攪拌釜中將十二烷基磺酸鈉、碳酸鈉和水拌溶解配制成溶液，再將吐溫80加入前述 溶液中，在300r?mirT1的轉(zhuǎn)速下攪拌形成膠束，然后向上述攪拌爸中加入引發(fā)劑，引發(fā)劑加 入質(zhì)量為總?cè)芤嘿|(zhì)量的〇. 1%~〇. 4%，攪拌均勻后得到乳化劑溶液； (2) 、制備預(yù)乳液 將溴化銅、聯(lián)吡啶、含氟單體甲基丙烯酸十二氟庚酯加入玻璃容器，在60°C下混合并攪 拌使之充分溶解，在冰浴條件下冷卻后得到含氟單體溶液，按照含氟單體溶液：乳化劑溶液 質(zhì)量比1 :5~1 :3在攪拌釜中混合，用剪切乳化攪拌機(jī)反復(fù)剪切，直到體系成為均勻穩(wěn)定 的白色預(yù)乳液為止； (3) 、制備含氟兩親性嵌段聚合物乳液 在通入氮?dú)獾臈l件下，將預(yù)乳液轉(zhuǎn)移至80°C恒溫攪拌釜，再加入抗壞血酸，抗壞血酸加 入質(zhì)量為預(yù)乳液質(zhì)量的〇. 02%，反應(yīng)8h后得到含氟兩親性嵌段聚合物乳液。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的氣濕反轉(zhuǎn)劑含氟兩親性嵌段聚合物乳液的制備方法，其特征 在于，乳化劑溶液中各組份的質(zhì)量濃度為：十二烷基磺酸鈉為0. 25%、碳酸鈉為0. 6%、吐 溫 80 為 3. 6%、水為 95. 55%。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2-3所述的氣濕反轉(zhuǎn)劑含氟兩親性嵌段聚合物乳液的制備方法，其特 征在于，按照溴化銅：聯(lián)吡啶：含氟單體甲基丙烯酸十二氟庚酯質(zhì)量比為7 :10 :83。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2-4所述的氣濕反轉(zhuǎn)劑含氟兩親性嵌段聚合物乳液的制備方法，其特 征在于，剪切l(wèi)〇s停止10s。
6. 根據(jù)權(quán)利要求2-5所述的氣濕反轉(zhuǎn)劑含氟兩親性嵌段聚合物乳液的制備方法，其特 征在于，引發(fā)劑為溴化聚乙二醇單甲醚。
【專利摘要】本發(fā)明屬于石油化工領(lǐng)域，具體地，涉及一種氣濕反轉(zhuǎn)劑含氟兩親性嵌段聚合物乳液及其制備方法。氣濕反轉(zhuǎn)劑含氟兩親性嵌段聚合物乳液，為含氟兩親性嵌段聚合物的水溶液，含氟兩親性嵌段聚合物的化學(xué)結(jié)構(gòu)式為：其中，n、m均為聚合度，n為70～140，m為1～3。本發(fā)明制備的氣濕反轉(zhuǎn)劑含氟兩親性嵌段聚合物乳液具有明顯的憎水憎油性，優(yōu)良的成膜性，能與油氣藏多孔介質(zhì)緊密結(jié)合，具有優(yōu)良的機(jī)械穩(wěn)定性；制備方法具有工藝簡單、條件溫和和成本較低的特點(diǎn)。
【IPC分類】C08F220-22, C09K3-00, C08F2-26, C08F2-30, C08F293-00
【公開號】CN104693384
【申請?zhí)枴緾N201510055967
【發(fā)明人】侯影飛, 馮春燕, 郭寧, 孔瑛
【申請人】中國石油大學(xué)(華東)
【公開日】2015年6月10日
【申請日】2015年2月3日