專利名稱：聚合物驅(qū)油用有機(jī)交聯(lián)體系及交聯(lián)劑制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于提高石油采收率的有機(jī)交聯(lián)聚合物驅(qū)油體系。
背景技術(shù)：
隨著對油藏的不斷開采，大多數(shù)早期開發(fā)的油田已進(jìn)人了高含水期。為有效提高原油采收率，近年來國內(nèi)油田化學(xué)工作者進(jìn)行了許多研究。大量的室內(nèi)和現(xiàn)場試驗表明，聚合物驅(qū)油技術(shù)能夠有效封堵地層，降低生產(chǎn)井產(chǎn)出水，是一種同時具有聚合物凝膠堵水和油藏內(nèi)部流體流度調(diào)節(jié)這兩種技術(shù)特點和方法的化學(xué)驅(qū)，能更大限度地擴(kuò)大波及體積和提高驅(qū)油效率。但由于聚合物在實際使用時存在耐溫抗鹽性差、易高溫水解、易氧化降解等問題。因此需要對聚合物進(jìn)行改性或添加交聯(lián)劑，使聚合物驅(qū)油體系滿足高溫、高鹽油藏需要。改性聚合物主要分為含耐溫抗鹽單體的聚合物、兩性離子聚合物、疏水締合水溶性聚合物、聚合物復(fù)合體系和梳形聚合物五類。交聯(lián)劑主要有兩類一類是能與聚合物分子中羧酸基團(tuán)作用的過渡金屬有機(jī)交聯(lián)劑；另一類是能與水溶性聚合物分子中酰胺基團(tuán)作用的有機(jī)樹脂交聯(lián)劑。改性聚合物如“丙烯酰胺/ 2 一丙烯酰胺基一 2 —甲基丙磺酸/ N, N 一二甲基丙烯酰胺三元共聚物”，由于在共聚物分子中引人了一 sO —基團(tuán)，明顯改善了共聚物的抗鹽性，通過對AMPS和DMAM協(xié)同作用，共聚物具有良好的耐溫抗鹽性能。如“丙烯酰胺/ 2 — 丙烯酰胺基一 2 —甲基丙磺酸/ N 一烷基丙烯酰胺三元共聚物”，由于疏水基團(tuán)的引入，使該共聚物在水溶液中的均方旋轉(zhuǎn)半徑值較大，具有較好的耐溫抗鹽性和良好的水溶性，可應(yīng)用于較高溫度和礦化度油藏的三次采油過程。如“新型梳形抗鹽聚合物(KYPAM) ”具有較好的抗鹽耐堿能力和良好的剪切穩(wěn)定性，用于聚合物驅(qū)時可以直接用油田污水配制，可節(jié)約大量寶貴的淡水資源。但上述研究按現(xiàn)有的生產(chǎn)條件(合成原料、合成方法、生產(chǎn)工藝) 得到的耐溫抗鹽單體成本太高，且純度達(dá)不到要求，使得復(fù)合活性遠(yuǎn)低于丙烯酰胺，聚合得到的共聚物分子量低、成本高，只能少量用于特定場合，難以推廣。因此現(xiàn)在使用較多的仍是交聯(lián)劑。采用過渡金屬交聯(lián)聚合物體系是提高采收率的有效手段，具有適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點， 可適用于較寬范圍的溫度和PH值條件，成膠時間及粘度易控制，能穩(wěn)定存在45天以上，但高溫老化后易破膠縮水；且過渡金屬會對人體和環(huán)境造成傷害，隨著國際以及國內(nèi)各界對環(huán)保意識的加強(qiáng)，過渡金屬交聯(lián)聚合物驅(qū)油體系已逐漸不能滿足環(huán)保要求；有機(jī)樹脂交聯(lián)劑熱穩(wěn)定性好，但成膠緩慢。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種有機(jī)交聯(lián)聚合物驅(qū)油體系及交聯(lián)劑制備方法，克服上述改性聚合物和交聯(lián)劑的缺點，制備一種有機(jī)交聯(lián)劑，以建立一種成膠時間和強(qiáng)度可控、熱穩(wěn)定性好、耐溫抗鹽性好以及對環(huán)境無害的有機(jī)交聯(lián)聚合物驅(qū)油體系。本發(fā)明聚合物驅(qū)油用有機(jī)交聯(lián)劑，其特征在于其重量組成為
3戊二醛20 30份、苯酚5 10份、間苯二酚0 2份、烏洛托品0 5份、檸檬酸鋁 5 10份、硫酸鋁3 7份、氫氧化鈉1 5份。本發(fā)明的有機(jī)交聯(lián)劑可在上述組分的基礎(chǔ)上加入間苯二酚、烏洛托品中的一種或兩種；間苯二酚、烏洛托品參加配方時優(yōu)選的重量組成為間苯二酚1 2份、烏洛托品1 5份。聚合物驅(qū)油用有機(jī)交聯(lián)劑的制備方法為
在反應(yīng)釜里(按重量組份)，加入5 10份苯酚、1 3份氫氧化鈉和0 5份烏洛托品， 升溫到45 55°C，反應(yīng)25 35min，加入10 20份戊二醛和0 2份間苯二酚，升溫到 55 65°C，反應(yīng)45 55min，再加入1 2份氫氧化鈉、5 10份檸檬酸鋁和3 7份硫酸鋁，升溫到65 75°C，反應(yīng)15 25min，最后加入1 10份戊二醛，升溫到85 95°C， 反應(yīng)25 35min，待物料冷卻后放料，得產(chǎn)品。本發(fā)明的優(yōu)點
本發(fā)明的有機(jī)交聯(lián)聚合物驅(qū)油體系是HPAM /酚醛樹脂一鋁鹽復(fù)合交聯(lián)體系，具有良好的協(xié)同穩(wěn)定效應(yīng)，使用時成膠時間和強(qiáng)度可控、熱穩(wěn)定性好、耐溫抗鹽性好以及對環(huán)境無傷害。由于本發(fā)明的有機(jī)交聯(lián)劑在復(fù)合過程中用鋁鹽對有機(jī)體進(jìn)行修飾，能極大的改善交聯(lián)劑的成膠時間和強(qiáng)度以及耐溫抗鹽性，避免交聯(lián)劑在用于聚合物驅(qū)油時出現(xiàn)成膠時間緩慢、耐溫抗鹽性不好等現(xiàn)象。因有機(jī)交聯(lián)劑在其分子上帶有多元活潑的羥甲基官能團(tuán)，有較強(qiáng)的脫水縮合反應(yīng)能力，因此，與聚合物基團(tuán)之間的脫水縮合反應(yīng)在弱堿性或中性條件下就可完成；同時鋁鹽與聚合物的交聯(lián)反應(yīng)從微觀上看是鋁離子與羧酸根之間的反應(yīng)，兩者之間主要以配位鍵形式結(jié)合，配位體濃度增大，可增快交聯(lián)反應(yīng)速度，由于這種以靜電引力相互吸引所形成的化學(xué)鍵需要能量低，即發(fā)生反應(yīng)所需的活化能低，反應(yīng)在相對較低的溫度下就可進(jìn)行。把按表二配制的含鹽交聯(lián)聚合物驅(qū)油體系進(jìn)行驅(qū)油體系粘度測試，表三是將驅(qū)油體系放在控溫旋轉(zhuǎn)粘度測試儀中測試的粘度。從表三可以發(fā)現(xiàn)，所制備的有機(jī)交聯(lián)劑在形成有機(jī)交聯(lián)聚合物驅(qū)油體系時與傳統(tǒng)交聯(lián)劑所形成的驅(qū)油體系相比，具有較出色的耐溫抗鹽性，熱穩(wěn)定性好。
具體實施例方式
實施例1
在裝有攪拌器、溫度計及加熱套的2m3不銹鋼反應(yīng)釜里，加入250kg苯酚、35kg氫氧化鈉和30kg烏洛托品，升溫到50°C，恒溫反應(yīng)30min，加入500kg戊二醛，升溫到60°C，恒溫反應(yīng)50min，再加入15kg氫氧化鈉、200kg檸檬酸鋁和IOOkg硫酸鋁，升溫到70°C，恒溫反應(yīng) 20min,最后加入250kg戊二醛，升溫到90°C，恒溫反應(yīng)30min。待物料冷卻后放料，得產(chǎn)品。 詳細(xì)配方見表一，配方編號RD-841。實施例2:
在裝有攪拌器、溫度計及加熱套的2m3不銹鋼反應(yīng)釜里，加入300kg苯酚、35kg氫氧化鈉，升溫到50°C，恒溫反應(yīng)30min，加入500kg戊二醛和20kg間苯二酚，升溫到60°C，恒溫反應(yīng)50min，再加入15kg氫氧化鈉、150kg檸檬酸鋁和150kg硫酸鋁，升溫到70°C，恒溫反應(yīng) 20min,最后加入200kg戊二醛，升溫到90°C，恒溫反應(yīng)30min。待物料冷卻后放料，得產(chǎn)品。 詳細(xì)配方見表一，配方編號RD-842。
表一
權(quán)利要求
1.一種有機(jī)交聯(lián)體系，其特征在于，包含以下組分(重量份)戊二醛20 30份、苯酚 5 10份、檸檬酸鋁5 10份、硫酸鋁3 7份、氫氧化鈉1 5份。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有機(jī)交聯(lián)體系，其特征在于，還包含間苯二酚、烏洛托品中的一種或兩種。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的有機(jī)交聯(lián)體系，其特征在于，組分(重量份)間苯二酚0 2 份、烏洛托品0 5份。
4.一種如權(quán)利要求1所述的有機(jī)交聯(lián)體系的制備方法，其特征在于，按以下步驟進(jìn)行 在反應(yīng)釜里(按重量組份)，加入5 10份苯酚、1 3份氫氧化鈉和0 5份烏洛托品，升溫到45 55°C，反應(yīng)25 !35min，加入10 20份戊二醛和0 2份間苯二酚，升溫到55 65°C，反應(yīng)45 55min，再加入1 2份氫氧化鈉、5 10份檸檬酸鋁和3 7份硫酸鋁， 升溫到65 75°C，反應(yīng)15 25min，最后加入1 10份戊二醛，升溫到85 95°C，反應(yīng) 25 35min，待物料冷卻后放料，得產(chǎn)品。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于提高石油采收率的有機(jī)交聯(lián)聚合物驅(qū)油體系。按以下步驟進(jìn)行在反應(yīng)釜里，加入苯酚、部分氫氧化鈉和烏洛托品，升溫到50℃，反應(yīng)30min，加入部分戊二醛和間苯二酚，升溫到60℃，反應(yīng)50min，再加入剩余氫氧化鈉、檸檬酸鋁和硫酸鋁，升溫到70℃，反應(yīng)20min，最后加入剩余的戊二醛，升溫到90℃，反應(yīng)30min，待物料冷卻后放料，得產(chǎn)品。本發(fā)明建立了一種成膠時間和強(qiáng)度可控、熱穩(wěn)定性好、耐溫抗鹽性好以及對環(huán)境無害的有機(jī)交聯(lián)聚合物驅(qū)油體系。
文檔編號C09K8/588GK102504292SQ201110337360
公開日2012年6月20日 申請日期2011年10月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月31日
發(fā)明者檀竹兵 申請人:揚州潤達(dá)油田化學(xué)劑有限公司