低張力羥肟基乳液驅(qū)油聚合物及其制備方法
【專利說明】
[0001]
技術領域
[0002] 本發(fā)明涉及有機高分子化工新材料技術領域，特別涉及一種低張力羥肟基乳液驅(qū) 油聚合物及其制備方法。
【背景技術】
[0003] 石油是一種非再生的化石能源，其采收率是石油工業(yè)界，乃至整個工業(yè)界最為關 心的問題。石油開采中，運用油藏天然能量開采石油叫做一次采油，這種情況下采收率一般 只能達到15%左右。后期運用注水或非混相注氣等方式，可以提高油層壓力并驅(qū)替油層的原 油，該方法叫做二次采油。目前二次采油可以達到30%_40%的采收率，甚至高達80%。不過隨 著水的不斷注入，當油田的含水率提高到90%以上時，繼續(xù)注水是不經(jīng)濟的。
[0004] 我國的大部分油田，如大慶油田等，已經(jīng)歷50余年的開發(fā)，已經(jīng)到了高含水后期， 綜合含水接近93%，在這種條件下采油，相當于水中找油、水中撈油，如何多采出剩余的殘 油，是目前工業(yè)界最關心的問題之一。
[0005] 通過注入化學物質(zhì)或微生物，從而改變油層的原油性質(zhì)并提高油層壓力，進行驅(qū) 油，這稱為三次采油，或強化采油(Enhanced Oil Recovery，簡稱E0R)。目前主流的強化采 油方法包括注蒸汽熱采、二氧化碳混相驅(qū)、烴混相驅(qū)、注聚合物驅(qū)油。在中國，首推的強化采 油技術為注聚合物驅(qū)油，我國相繼研究出三元復合驅(qū)及泡沫復合驅(qū)，從而提高石油采收率。
[0006] 但是目前使用的這些聚丙烯酰胺聚合物驅(qū)油產(chǎn)品，存在溶解速度慢、溶液的均一 性和流動性差、增粘效果差、驅(qū)油效果差等問題，因此急切需要研究開發(fā)高粘度、低張力的、 高效新型乳液聚合物驅(qū)油產(chǎn)品，通過含多元改性官能團共聚的獨特結(jié)構(gòu)設計和乳液聚合方 式，在乳液聚合過程中引入具有乳化功能、相穩(wěn)定功能、含表面活性物質(zhì)的聚合元、交聯(lián)元、 抗鹽元，來實現(xiàn)乳液驅(qū)油產(chǎn)品的快速溶解、增粘抗剪切，有效降低乳液聚合物驅(qū)油產(chǎn)品體系 的界面張力，提高溶液的流動性和洗油能力，提高油田采收率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 有鑒于此，本發(fā)明提供一種低張力羥肟基乳液驅(qū)油聚合物及其制備方法，采用先 進的羥肟化水溶性多元共聚反相微乳液制備工藝，并在高分子主鏈上引入了多種官能團如 酰胺基、羥基和異羥肟基等，同時植入藻油酰胺超長碳鏈表面活性劑，再與亞甲基雙丙烯胺 交聯(lián)劑、抗鹽單體2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)共聚，從而制備出一種高分子量、高 固含量、賦予高分子主鏈多官能團的穩(wěn)定性好、低張力、速溶性的反相微乳液產(chǎn)品，有效地 克服或避免上述現(xiàn)有技術中存在的缺點或不足。
[0008] 本發(fā)明通過以下技術手段解決上述問題： 低張力羥肟基乳液驅(qū)油聚合物，由以下組分組成:丙烯酰胺、丙烯酸、水、液堿、2-丙烯 酰胺基-2-甲基丙磺酸、亞甲基雙丙烯胺、溴酸鉀、甲酸鈉、二乙烯三胺五乙酸五鈉、五水硫 酸銅、白油Dl 10、藻油酰胺、Span-80、Tween-81、乳化分散劑0A90、偶氮、異構(gòu)十六烷基氧乙 烯醚。
[0009] 進一步的，各組分含量按重量份數(shù)計為： 丙烯酰胺 80~180份 丙烯酸 50~100份 水 50~180份 液堿 50~100份 2_丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸 10~40份 亞甲基雙丙烯胺 0.002~0.008份 硫酸羥胺 20-50份 溴酸鉀 0.055份 甲酸鈉 0.140份 二乙烯三胺五乙酸五鈉 0.800份 五水硫酸銅 0.020份 白油Dl 10 150~260份 藻油酰胺 50~180份 Span-80 3~15份 Tween-81 3~15份 乳化分散劑0A90 2~10份 偶氮 0.180份 異構(gòu)十六烷基氧乙烯醚 18~38份。
[0010] 進一步的，所述液堿的質(zhì)量百分濃度為48%。
[0011]低張力羥肟基乳液驅(qū)油聚合物的制備方法，包括： 將水、丙烯酰胺，丙烯酸，液堿依次加入2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸中和至pH預設范 圍內(nèi)，控制整個過程溫度低于50度，形成反應液； 將白油Dl 10，藻油酰胺、Span-80、Tween-81、乳化分散劑0A90、偶氮依次加入所述反應 液中、將溴酸鉀，甲酸鈉，五水硫酸銅用適量水溶解完全，加入所述反應液； 用乳化劑乳化至粘度800~1200 mPa · s，吹氮20~60分鐘，溫度控制在10~20度，滴加質(zhì) 量百分濃度為1~3%的焦亞硫酸鈉水溶液引發(fā)劑，將溫度以第一速率升至43度； 溫度達到43度后停止滴加引發(fā)劑，將溫度以第二速率升至溫度不變時，加入引發(fā)劑看 溫度是否變化，若溫度不變則反應結(jié)束； 反應結(jié)束后將溫度降至25~30度，加入反相劑，攪拌30分鐘用100目濾網(wǎng)過濾出料。
[0012] 此為該產(chǎn)品第一步初產(chǎn)品，再用適量水溶解硫酸羥胺，白油DllO和乳化劑乳化到 初產(chǎn)品相應粘度，進行充分攪拌均勻，同時加溫到50度保溫3-5小時，用300微米過濾網(wǎng)過濾 出料。
[0013] 進一步的，所述第一速率為以20~40秒升0.1度。
[0014] 進一步的，所述第二速率為以4~5分鐘升0.1度。
[0015] 進一步的，所述藻油酰胺由微藻提取甘油三酯，加入液態(tài)氨，在I Mpa，150度條件 下反應10小時獲得。
[0016] 與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明提供的低張力羥肟基乳液聚合物具有如下優(yōu)勢： (1)該乳液聚合物過濾因子接近于1，表明通過乳液共聚得到的聚合物分子結(jié)構(gòu)規(guī)整， 更接近線性分子，溶液的均一性和流動性較好。
[0017] (2)溶解速度快，15~20分鐘即可完全溶解，僅為普通聚合物溶解時間的1/4,可直 接進行管道熟化，節(jié)省配注裝置，簡化流程，降低地面建設投資。
[0018] (3)乳液聚合物增粘能力強，1000 mg/!溶液粘度比同等濃度的普通聚合物高14個 百分點。
[0019] ⑷乳液聚合物性能穩(wěn)定(抗剪切、耐老化），穩(wěn)定粘度保留率比普通聚合物高15個 百分點。
[0020] (5)乳液聚合物兼具高效增粘性和降低界面低張力能力，既有利于提高流度控制 能力又有利于提高驅(qū)油效率，因此具有較好的驅(qū)油效果。在聚合物濃度l〇〇〇mg/L和500mg/L 條件下，乳液聚合物體系驅(qū)油效果明顯好于相同濃度下普通聚合物的驅(qū)油效果，分別多提 高采收率3.1和6個百分點。特別是乳液聚合物在濃度500m g//L條件下，可比濃度1000 mg/L 普通聚合物多提高采收率2個百分點。
[0021] 綜上所述，本發(fā)明提供的低張力羥肟基乳液聚合物具有獨特的結(jié)構(gòu)設計和乳液聚 合方式，既可大幅度提高采收率，降低聚合物用量，又可減少地面投資，對于中、低滲透率油 田的開發(fā)具有重要意義。
【具體實施方式】
[0022] 以下將結(jié)合附表和優(yōu)選實施例對本發(fā)明作進一步的說明。
[0023] 實施例一 本實施例提供的低張力羥肟基乳液驅(qū)油聚合物，由以下組分組成:丙烯酰胺、丙烯酸、 水、液堿、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、亞甲基雙丙烯胺、溴酸鉀、甲酸鈉、二乙烯三胺五乙 酸五鈉、五水硫酸銅、白油Dl 10、藻油酰胺、Span-80、Tween-81、乳化分散劑0A90、偶氮、硫酸 羥胺、異構(gòu)十六烷基氧乙烯醚。
[0024] 各組分含量按重量份數(shù)計為： 丙烯酰胺 80~180份 丙烯酸 50~100份 水 50~180份 液堿 50~100份 2_丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸 10~40份 亞甲基雙丙烯胺 0.002~0.008份 硫酸羥胺 20-50份 溴酸鉀 0.055份 甲酸鈉 0.140份 二乙烯三胺五乙酸五鈉 0.800份 五水硫酸銅 0.020份 白油Dl 10 150~260份 藻油酰胺 50~180份 Span-80 3~15份 Tween-81 3~15份 乳化分散劑0A90 2~10份 偶氮 0.180份 異構(gòu)十六烷基氧乙烯醚 18~38份。
[0025] 在一個較佳的實施方式中：按上述組分及配比稱取各組分原料： 丙烯酰胺 80~180千克 丙烯酸 50~100千克 水 50~180千克 液堿 50~100千克 2_丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸 10~40千克 亞甲基雙丙烯胺 0.002~0.008千克 硫酸羥胺 20-50千克 溴酸鉀 0.055千克 甲酸鈉 0.140千克 二乙烯三胺五乙酸五鈉 0.800千克 五水硫酸銅 0.020千克 白油Dl 10 150~260千克 藻油酰胺 50~180千克 Span-80 3~15 千克 Tween-81 3~15 千克 乳化分散劑0A90 2~10千克 偶氮 0.180千克 異構(gòu)十六烷基氧乙烯醚 18~38千克。
[0026] 在一個較佳的實施方式中，所述液堿的質(zhì)量百分濃度為48%。
[0027] 對本發(fā)明提供的低張力羥肟基乳液驅(qū)油聚合物進行性能測試，測試結(jié)果如下： (1)按照中石油驅(qū)油用聚丙烯酰胺企業(yè)標準對本實施的低張力羥肟基乳液驅(qū)油聚合物 進行了樣品的理化性能檢測。測試結(jié)果表明本實施的低張力羥肟基乳液驅(qū)油聚合物體系粘 度比普通聚合物高12.5mPa · s，且過濾因子接近于1，說明該聚合物更接近線性分子，結(jié)構(gòu) 規(guī)整，溶液的均一性和流動性均較好;同時，聚合物溶解速度較快，20分鐘即可溶解完全，僅 為普通聚合物溶解時間的1/4,可直接進行管道熟化。具體測試結(jié)果如表1。
[0028]表1聚合物理化性能檢測結(jié)果
(2) 采用標準鹽水配制濃度5000 mg/L的低張力羥肟基乳液驅(qū)油聚合物母液，稀釋至不 同濃度點，測定各低張力羥肟基乳液驅(qū)油聚合物粘濃關系。結(jié)果表明，本實施例的低張力羥 肟基乳液驅(qū)油聚合物在不同濃度點均具有較好的增粘性能，在濃度為1000 mg/L的條件下， 其體系粘度比普通聚合物高14.2個百分點。具體對比結(jié)果如表2所示。
[0029] 表2聚合物增粘性能對比評價結(jié)果
(3) 采用標準鹽水配制濃度為5000 mg/L的低張力羥肟基乳液驅(qū)油聚合物母液，再稀釋 至濃度為1000 mg/L的目的液，測定聚合物溶液粘度隨時間的變化情況。