專利名稱：AM/NaAA/AT三元聚合物驅(qū)油劑及其合成方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種應(yīng)用于三次采油提高采收率的水溶性聚合物驅(qū)油劑及其合成方法。
背景技術(shù)：
水溶性聚合物廣泛應(yīng)用于三次采油、水凈化、采礦、冶金、造紙等領(lǐng)域。水溶性聚合物的分子結(jié)構(gòu)中含有大量的親水基團(tuán)，按來源通常分為三大類:天然水溶性高分子，如淀粉類、纖維素、植物膠、動(dòng)物膠等?；瘜W(xué)改性天然聚合物，主要有改性淀粉和改性纖維素。合成聚合物，如聚丙烯酰胺(PAM)、部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)等。隨著油田的深入開采以及國內(nèi)油田普遍存在高礦化度，高地溫等特點(diǎn)，加上我國油田又普遍進(jìn)入高含水開發(fā)期，以高分子量部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)為主要代表的聚合物驅(qū)油劑在高溫、高礦化度油藏條件下粘度急劇下降，存在耐溫性、抗鹽性差，易水解，污水配制增黏能力不強(qiáng)等問題，嚴(yán)重影響了聚合物驅(qū)油在高溫、高礦化度油藏提高采收率的效果。隨著現(xiàn)代石油工業(yè)日益發(fā)展的需求，研制開發(fā)出價(jià)格低廉、耐溫、耐鹽等綜合性能良好、適用于高溫、高礦化度油藏的聚合物驅(qū)油劑具有重大意義。1988年，McCormick, C.L等人合成出丙烯酰胺/N-燒基丙烯酰胺聚合物，并對不同碳原子數(shù)(分別是8，10，12個(gè))的烷基取代N-丙烯酰胺單體對合成的聚合物性能的影響進(jìn)行了考察。2001年Anupom Sabhapondit等人研發(fā)出NNDAM/NaAMPS共聚物，作為提高采收率的試劑(an Enhanced Oil Recovery Chemical),研究表明改聚合物具有良好的抗溫耐鹽性。2002年，F(xiàn)eng.Y等人合成出一種改性的聚丙烯酰胺(HMPAM)及其水解的衍生物(HHMPAM)，并對其在NaCl溶 液中的性能進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)該聚合物具有一定的抗鈉鹽性能。2012年,Quansheng Chen等人研制出一種新型耐溫耐鹽聚合物(TVP),與部分水解聚丙烯酰胺相比，有更好的耐溫耐鹽性能。2000年，馮玉軍等人以十六烷基二甲基烯丙基氯化銨(C16DMAAC)，與丙烯酰胺、丙烯酸共聚得到了 HAPAM，并考察了濃度、鹽度和剪切速率對其影響，發(fā)現(xiàn)其性能優(yōu)于HPAM。2011年，王斌等人以四甲基乙二胺分別與溴代正十四烷/溴代正十六烷反應(yīng)得到單季銨鹽，再與溴丙烯反應(yīng)即得到兩種新型單體十四烷基烯丙基二溴化四甲基乙二銨(C14H)BTMN)和十六烷基烯丙基二溴化四甲基乙二銨(C16H)BTMN)。以C16PDBTMN為功能性單體，和丙烯酰胺進(jìn)行共聚得到新型聚合物P (C16PDBTMN/AM)，研究表明，這種新型聚合物具有其獨(dú)特的抗鹽、抗剪切性能。一般的酰胺類化合物很不穩(wěn)定，遇水發(fā)生水解，磺酰胺類化合物與一般的酰胺類化合物相比難以水解，對甲苯磺酰胺結(jié)構(gòu)中含有苯環(huán)，增加其結(jié)構(gòu)的剛性，基于此，通過設(shè)計(jì)合成N，N- 二烯丙基對甲苯磺酰胺，并引入在聚合物鏈上，可以增加聚合物的穩(wěn)定性，改善易水解的缺點(diǎn)。根據(jù)以上思路，使N，N-二烯丙基對甲苯磺酰胺與來源廣泛、廉價(jià)易得的丙烯酰胺、丙烯酸鈉共聚合成一種新型的水溶性聚合物驅(qū)油劑
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于:提供AM/NaAA/AT三元聚合物驅(qū)油劑及其合成方法，通過提高聚合物的增粘能力、耐溫抗鹽性，并且在高溫、高礦化度油藏使用時(shí)驅(qū)油效果提高。本發(fā)明的產(chǎn)品技術(shù)方案是:AM/NaAA/AT三元聚合物驅(qū)油劑是由丙烯酰胺AM、丙烯酸鈉NaAA、N，N- 二烯丙基對
甲苯磺酰胺AT三種單體構(gòu)成的三元聚合物，其結(jié)構(gòu)式為:
權(quán)利要求
1.M/NaAA/AT三元聚合物驅(qū)油劑，其特征在于:該聚合物驅(qū)油劑包含丙烯酰胺AM、丙烯酸鈉NaAA、N, N- 二烯丙基對甲苯磺酰胺AT三種單體構(gòu)成的AM/NaAA/AT三元聚合物；所用單體質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為:AM60% ；NaAA40% ；AT0.4%。
2.一種如權(quán)利要求1所述的單體AT的合成方法，其特征在于:單體AT的合成方法:在IOOmL單口燒瓶中加入3.81g對甲苯磺酰胺和IOmL 二氯甲燒，冰浴條件下，緩慢滴加2.32gN, N-二烯丙基胺、2.02g三乙胺和5mL二氯甲烷的混合液，反應(yīng)5 7h后，分別用去離子水、稀鹽酸、稀氫氧化鈉和飽和食鹽水洗滌，并干燥過濾，減壓蒸餾得淡黃色液體AT。
3.一種如權(quán)利要求1所述的聚合物驅(qū)油劑的合成方法，其特征在于:在250mL三頸燒瓶加入0.04g上述N，N- 二烯丙基對甲苯磺酰胺，0.004g乳化劑0P-10，加入少量蒸餾水?dāng)嚢柚寥芤和该?；加?.0g丙烯酰胺、4.0g丙烯酸，再加入一定量去離子水使其溶解，用NaOH溶液調(diào)節(jié)PH為7，配成單體總質(zhì)量百分濃度20%水溶液，恒溫40° C，通氮?dú)?0min ;然后加入引發(fā)劑過硫酸銨溶液和亞硫酸氫鈉溶液，過硫酸銨和亞硫酸氫鈉摩爾比為1:1，引發(fā)劑加入量為單體總質(zhì)量的0.3%，繼續(xù)通入氮?dú)?0 20min，在溫度40° C下反應(yīng)4 12h ;最后用無水乙醇洗滌三次，粉碎，烘干，制得AM/NaAA/AT三元聚合物。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚合物驅(qū)油，其特征在于:將上述三元聚合物配制成濃度為2000ppm水溶液，剪切速率為7.34s—1時(shí)，表觀粘度為647.7mPa.s總礦化度為8000ppm，模擬油藏溫度65° C ;模擬油粘度70mPa *s，一維填沙模型，Φ25χ500，水驅(qū)油；混注水以ImL/min注入速度驅(qū)替模擬油，該聚合物溶液的注入速度lmL/min，濃度為2000ppm，注入量為0.3PV，后續(xù)水lmL/m i n，水飽和達(dá)98.5%。該聚合物模擬提高原油采收率能達(dá)到8%以上。
全文摘要
本發(fā)明涉及AM/NaAA/AT三元聚合物驅(qū)油劑及其合成方法。其技術(shù)方案是所用原料及單體質(zhì)量百分比為丙烯酰胺AM60.5～64%；丙烯酸鈉NaAA36～39.5%；N,N-二烯丙基對甲苯磺酰胺AT0.4～1.4%；先在三頸燒瓶中加入AT和乳化劑OP-10，再加入AM、AA和NaOH，調(diào)節(jié)pH為6～7，配成單體質(zhì)量百分濃度為10～20%水溶液，通氮?dú)?0min；然后依次加入亞硫酸氫鈉和過硫酸銨溶液溶液，繼續(xù)通入氮?dú)?0～20min，在40～45°C下反應(yīng)4～12h，制得AM/NaAA/AT三元聚合物。該聚合物具有良好的水溶性和耐溫、耐鹽性能，室內(nèi)模擬提高原油采油率達(dá)8%以上。
文檔編號(hào)E21B43/22GK103087700SQ20131001477
公開日2013年5月8日 申請日期2013年1月16日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月16日
發(fā)明者茍紹華, 尹婷, 葉仲斌, 劉曼, 茍光俊, 王茜 申請人:西南石油大學(xué)