[發(fā)明專(zhuān)利]油田用耐溫抗鹽共聚物、制備方法及應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310436074.5
• 申請(qǐng)日: 2013-09-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104448130B
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-04-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 宋曉芳;夏燕敏;蔡紅;許匯;王蘭
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)石油化工股份有限公司;中國(guó)石油化工股份有限公司上海石油化工研究院
• 主分類(lèi)號(hào): C08F220/56
• 分類(lèi)號(hào): C08F220/56;C08F220/58;C08F220/54;C08F220/06;C08F4/40;C09K8/588
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技術(shù)領(lǐng)域

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(yīng)用。

背景技術(shù)

三次采油是提高原油采收率的主要措施之一，其中聚合物驅(qū)油法占有重要地位。聚合物驅(qū)油劑大致分為兩大類(lèi)，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烯酰胺（HPAM）和生物黃原膠（Xanthan），其中以HPAM為主。HPAM是一種陰離子型聚電解質(zhì)，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(xué)體積較大，增粘能力較好。但是，HPAM分子鏈上的羧基對(duì)鹽極敏感，尤其在遇到高價(jià)金屬離子時(shí)易發(fā)生相分離，PAM在高溫（溫度＞70℃）時(shí)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(nèi)會(huì)發(fā)生熱氧化降解，一般認(rèn)為只能使用于60℃以下的油藏，并且黃原膠抗微生物能力差，價(jià)格昂貴。

為了獲得耐溫抗鹽性能良好的共聚物產(chǎn)品，目前許多專(zhuān)家學(xué)者開(kāi)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(duì)高價(jià)金屬離子的敏感程度、抑制酰胺基水解。主要解決方法一是與帶有耐溫抗鹽性能結(jié)構(gòu)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(tuán)間的氫鍵、靜電庫(kù)侖力與疏水締合等分子間作用力，進(jìn)行大分子自組裝。許多研究者展開(kāi)了大量的研究，從分子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的思路著手，設(shè)計(jì)合成了多元組合共聚物、疏水締合水溶性聚合物、兩性離子聚合物以及新型分子結(jié)構(gòu)的共聚物等耐溫抗鹽聚合物產(chǎn)品。

專(zhuān)利CN 1156497C公開(kāi)了一種高分子量疏水締合型聚合物的制備方法，引入疏水單體與丙烯酰胺進(jìn)行自由基膠束水溶液聚合，合成了丙烯酰胺/N-十六烷基丙烯酰胺、丙烯酰胺/丙烯酰胺十八烷基磺酸鈉、丙烯酰胺/烯丙基十八烷基氯化銨等耐溫耐鹽共聚物，這些聚合物確實(shí)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(fù)雜，使用經(jīng)濟(jì)性差，并且只能滿足礦化度低于12000mg/L、溫度低于75℃的條件，不能滿足更高溫度和礦化度條件下的應(yīng)用需求。

專(zhuān)利CN 1876751A公開(kāi)了一種辮狀梳形抗鹽聚合物增稠劑，這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1000mg/L，其中鈣鎂離子15mg/L）、大慶污水（總礦化度4000mg/L，其中鈣鎂離子60mg/L）、大港污水（總礦化度5024mg/L，其中鈣鎂離子60mg/L）中的增粘效果優(yōu)于普通聚丙烯酰胺產(chǎn)品和梳形抗鹽聚合物工業(yè)品，可以適應(yīng)大慶二類(lèi)油藏三次采油的要求，但仍然無(wú)法滿足更高溫度更高礦化度油藏中三次采油的要求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的問(wèn)題之一是現(xiàn)有技術(shù)中存在的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(wèn)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(diǎn)。本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題之二是提供一種與解決技術(shù)問(wèn)題之一相對(duì)應(yīng)的共聚物的制備方法。本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題之三是上述技術(shù)問(wèn)題之一所述油田用耐溫抗鹽共聚物在采油中的應(yīng)用。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題之一，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：油田用耐溫抗鹽共聚物，具有以下通式（Ⅰ）：

（Ⅰ）

式中， R₁、R₂取自氫原子或C₁~C₁₆的烴基，且R₁和R₂不能同時(shí)為氫原子； M₁、M₂獨(dú)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(jié)構(gòu)單元摩爾數(shù)，x : y : m :n=100:（1~85）:(1~140):(1~70)。

上述技術(shù)方案中所述的共聚物分子量范圍優(yōu)選為100~3000萬(wàn)。所述堿金屬優(yōu)選為鋰、鈉或鉀。優(yōu)選x : y : m :n=100:(23~40):(30~60):(12~20)。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題之二，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：上述技術(shù)問(wèn)題之一所述油田用耐溫抗鹽共聚物的制備方法，包括以下步驟：