油田用耐溫抗鹽共聚物、制備方法及應用的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及油田用耐溫抗鹽共聚物、制備方法及應用，主要解決高溫高礦化度條件下聚丙烯酰胺易于水解、耐溫耐鹽性能差的問題。本發(fā)明通過采用如通式(I)所示的油田用耐溫抗鹽共聚物，R1、R2取自氫或C1~C16的烴基，且R1和R2不同時為氫；M1、M2獨立取自氫、堿金屬或銨根中的任意一種；x、y、m、n分別是丙烯酰胺、水解丙烯酰胺、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸鹽、N-烷基取代的丙烯酰胺的結構單元摩爾數(shù)，x:y:m:n=100:（1~85）:(1~140):(1~70)的技術方案，較好地解決了該問題，可用于油田采油驅油劑，也可用于壓裂液增稠劑、堵水調剖劑及鉆井液處理劑等油田應用領域。（Ⅰ）
【專利說明】油田用耐溫抗鹽共聚物、制備方法及應用

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及油田用耐溫抗鹽共聚物、制備方法及在采油中的應用。

【背景技術】
[0002] H次采油是提高原油采收率的主要措施之一，其中聚合物驅油法占有重要地位。 聚合物驅油劑大致分為兩大類，即天然聚合物和人工合成聚合物。目前大量使用的主要是 部分水解聚丙帰醜胺（HPAM)和生物黃原膠（Xanthan)，其中W HPAM為主。HPAM是一種陰離 子型聚電解質，在淡水中因靜電斥力的作用分子鏈呈現(xiàn)出較伸展的狀態(tài)，流體力學體積較 大，增粘能力較好。但是，HPAM分子鏈上的駿基對鹽極敏感，尤其在遇到高價金屬離子時易 發(fā)生相分離，PAM在高溫(溫度> 7(TC)時易水解，水解后在礦化度較高的油層中常產(chǎn)生相 分離，沉淀形成加快，致使水溶液粘度大幅度降低，因而HPAM不具備耐溫抗鹽的特性，并且 可能造成地層堵塞而傷害地層；而黃原膠在高溫地層內會發(fā)生熱氧化降解，一般認為只能 使用于6(TC W下的油藏，并且黃原膠抗微生物能力差，價格昂貴。
[0003] 為了獲得耐溫抗鹽性能良好的共聚物產(chǎn)品，目前許多專家學者開展了大量的研究 工作。從分析HPAM耐溫抗鹽性能差的原因入手，降低HPAM分子鏈的卷曲、降低分子對高價 金屬離子的敏感程度、抑制醜胺基水解。主要解決方法一是與帶有耐溫抗鹽性能結構單元 的功能單體共聚，制備耐溫抗鹽共聚物；二是利用大分子基團間的氨鍵、靜電庫侖力與疏水 締合等分子間作用力，進行大分子自組裝。許多研究者展開了大量的研究，從分子結構設計 的思路著手，設計合成了多元組合共聚物、疏水締合水溶性聚合物、兩性離子聚合物W及新 型分子結構的共聚物等耐溫抗鹽聚合物產(chǎn)品。
[0004] 專利CN 1156497C公開了一種高分子量疏水締合型聚合物的制備方法，引入疏水 單體與丙帰醜胺進行自由基膠束水溶液聚合，合成了丙帰醜胺/N-十六焼基丙帰醜胺、丙 帰醜胺/丙帰醜胺十八焼基賴酸軸、丙帰醜胺/帰丙基十八焼基氯化饋等耐溫耐鹽共聚物， 該些聚合物確實提高了的產(chǎn)品的耐溫耐鹽性能，但是需加入大量的表面活性劑，制備工藝 必然復雜，使用經(jīng)濟性差，并且只能滿足礦化度低于12000mg/L、溫度低于75C的條件，不 能滿足更高溫度和礦化度條件下的應用需求。
[0005] 專利CN 1876751A公開了一種辮狀梳形抗鹽聚合物增稠劑，該種增稠劑耐溫耐鹽 性能比梳形耐溫耐鹽共聚物增稠劑要好，而且分子量較低，在大慶清水（總礦化度lOOOmg/ L，其中巧鎮(zhèn)離子15mg/L)、大慶污水(總礦化度4000mg/l，其中巧鎮(zhèn)離子60mg/L)、大港污水 (總礦化度5024mg/L，其中巧鎮(zhèn)離子60mg/L)中的增粘效果優(yōu)于普通聚丙帰醜胺產(chǎn)品和梳形 抗鹽聚合物工業(yè)品，可W適應大慶二類油藏H次采油的要求，但仍然無法滿足更高溫度更 高礦化度油藏中H次采油的要求。


【發(fā)明內容】

[0006] 本發(fā)明所要解決的問題之一是現(xiàn)有技術中存在的高溫高礦化度條件下聚丙帰醜 胺易于水解、耐溫耐鹽性能差的問題，提供一種新的油田用耐溫抗鹽共聚物，該共聚物具有 耐溫耐鹽性能尤其是抗鹽性能好，耐水解性能突出的優(yōu)點。本發(fā)明所要解決的技術問題之 二是提供一種與解決技術問題之一相對應的共聚物的制備方法。本發(fā)明所要解決的技術問 題之H是上述技術問題之一所述油田用耐溫抗鹽共聚物在采油中的應用。
[0007] 為解決上述技術問題之一，本發(fā)明的技術方案如下；油田用耐溫抗鹽共聚物，具有 W下通式（I );

【權利要求】
1. 一種油田用耐溫抗鹽共聚物，具有以下通式（I):
式中，RpR2取自氫原子或C廣C16的烴基，且RjPR2不能同時為氫原子；Mi、M2獨立 取自氫、堿金屬或銨根中的任意一種；X、y、m、η分別是丙烯酰胺、水解丙烯酰胺、2-丙烯酰 胺基-2-甲基丙磺酸鹽、N-烷基取代的丙烯酰胺的結構單元摩爾數(shù)，X:y:m:η=100: (1?85) : (1 ?140) :(1?70)。
2. 按照權利要求1所述的油田用耐溫抗鹽共聚物，其特征在于所述的共聚物分子量范 圍是ΚΚΓ3000萬。
3. 按照權利要求1所述的油田用耐溫抗鹽共聚物，其特征在于所述堿金屬為鋰、鈉或 鉀。
4. 按照權利要求1所述的油田用耐溫抗鹽共聚物，其特征在于X:y:m :n=100: (23?40):(30?60):(12?20)。
5. 權利要求1所述的油田用耐溫抗鹽共聚物的制備方法，包括以下步驟： a) 獲得含丙烯酰胺、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸鹽、N-烷基取代的丙烯酰胺的混 合單體水溶液，記為溶液I;其中以摩爾比計，丙烯酰胺：2_丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸 鹽：N-烷基取代的丙烯酰胺=(101?185) : (1?140) : (1?70);優(yōu)選溶液I的pH= 7?9 ; 溶液I的混合單體總濃度優(yōu)選l(T45wt% ; b) 步驟a)的混合單體水溶液由復合引發(fā)體系引發(fā)聚合生成耐溫抗鹽共聚物前體；優(yōu) 選復合引發(fā)體系用量占混合單體質量〇. 〇〇l~3wt% ; c) 耐溫抗鹽共聚物前體堿水解至水解度為1?46%生成所述油田用耐溫抗鹽共聚物； 所述復合引發(fā)體系以重量百分比計包括以下組分：1〇?85%的氧化劑，所述氧化劑優(yōu) 選自過硫酸鉀、過硫酸銨、過硫酸鈉中的至少一種；5?75 %的還原劑，所述還原劑優(yōu)選自 亞硫酸氫鈉、亞硫酸氫鉀、硫代硫酸鈉中的至少一種；5?80%的叔胺類化合物，所述叔胺 類化合物優(yōu)選自甲基丙烯酸N，N-二甲氨基乙酯或β-二甲氨基丙腈；5?80 %的水溶性偶 氮化合物。
6. 根據(jù)權利要求5所述的油田用耐溫抗鹽共聚物的制備方法，其特征在于步驟b)反應 程序是于5?25°C溫度下，反應15?90分鐘，再升溫到3(T60°C，繼續(xù)反應2?10小時。
7. 根據(jù)權利要求5所述的油田用耐溫抗鹽共聚物的制備方法，其特征在于步驟c)所述 的水解度為18?29%。
8. 根據(jù)權利要求5所述的油田用耐溫抗鹽共聚物的制備方法，其特征在于步驟b)所述 復合引發(fā)體系的組份投入溶液I的順序為，先投入所述還原劑，最后投入所述氧化劑。
9. 根據(jù)權利要求5所述的油田用耐溫抗鹽共聚物的制備方法，其特征在于所述水溶性 偶氮化合物選自偶氮二異丁基脒鹽酸鹽、2, 2'-偶氮[2-(2-咪唑啉-2-基）丙烷]二鹽酸 鹽中的至少一種。
10. 權利要求1所述的油田用耐溫抗鹽共聚物在采油中的應用。
【文檔編號】C08F220/56GK104448130SQ201310436074
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2013年9月24日 優(yōu)先權日:2013年9月24日
【發(fā)明者】宋曉芳, 夏燕敏, 蔡紅, 許匯, 王蘭 申請人:中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司上海石油化工研究院