[發(fā)明專利]一種聚乙烯亞胺交聯(lián)高溫堵水調(diào)剖劑及其制備方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410851643.7
• 申請(qǐng)日: 2014-12-31
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104479151A
• 公開(kāi)（公告）日: 2015-04-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李宜坤;許寒冰;劉敏;呂靜;魏發(fā)林;郭春秋;程木偉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)石油天然氣股份有限公司
• 主分類號(hào): C08J3/24
• 分類號(hào): C08J3/24;C08L79/02;C08L33/26;C08F220/56;C08F220/18;C08F2/30;C09K8/44;C09K8/588
• 代理公司: 北京三友知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11127
• 代理人: 姚亮

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種可作為高溫油氣井堵水、高溫注水井調(diào)剖的材料及其制備方法，特別涉及一種聚乙烯亞胺交聯(lián)高溫堵水調(diào)剖劑及其制備方法，屬于油田化學(xué)技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

隨著油氣田開(kāi)發(fā)向深層高溫(90℃-120℃)油氣藏的不斷推進(jìn)，高溫油氣田堵水調(diào)剖劑就成為一個(gè)研究?jī)?nèi)容。應(yīng)用于中低溫(30℃-90℃)油氣田的聚丙烯酰胺交聯(lián)體系在高溫環(huán)境中降解嚴(yán)重，有效期短，失去了礦場(chǎng)工業(yè)應(yīng)用的意義。因此，需要研究高溫材料以適應(yīng)高溫油田堵水調(diào)剖的需要。

國(guó)外，1999年Halliburton公司的Mary?Hardy等人在SPE上發(fā)表論文，介紹了一種新的用聚乙烯亞胺做交聯(lián)劑的體系在碳酸鹽巖油藏堵水試驗(yàn)情況。此后，2005年荷蘭Delft?University大學(xué)G.A.Al-Muntasheri等人發(fā)表該種體系的高溫交聯(lián)機(jī)理論文。2013年Halliburton公司B.R.Reddy等人總結(jié)了該種體系的研究進(jìn)展。

國(guó)內(nèi)，2007年賈艷平等人發(fā)表聚乙烯亞胺凍膠成凍影響因素研究，2010年趙夢(mèng)云等人發(fā)表高溫穩(wěn)定剪切條件下聚乙烯亞胺凍膠成膠性能研究。

然而，國(guó)外的論文皆提及聚乙烯亞胺體系的性能及應(yīng)用情況，卻沒(méi)有關(guān)于該體系制備方法的內(nèi)容。而國(guó)內(nèi)所用的聚合物為聚丙烯酰胺，耐溫穩(wěn)定性考察溫度為90℃-120℃，時(shí)間2個(gè)月。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種聚乙烯亞胺交聯(lián)高溫堵水調(diào)剖劑及其制備方法，該堵水調(diào)剖劑耐溫達(dá)140℃，具有高溫油氣田堵水調(diào)剖的良好應(yīng)用前景。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種聚乙烯亞胺交聯(lián)高溫堵水調(diào)剖劑的制備方法，其包括以下步驟：

(1)制備丙烯酰胺與丙烯酸叔丁酯的二元共聚物；

(2)將步驟(1)得到的二元共聚物與聚乙烯亞胺進(jìn)行交聯(lián)反應(yīng)，得到聚乙烯亞胺交聯(lián)高溫堵水調(diào)剖劑。

在上述制備方法中，優(yōu)選地，步驟(1)包括在30-45℃條件下，向反應(yīng)容器中依次加入水、丙烯酸叔丁酯、非離子表面活性劑、丙烯酰胺、過(guò)氧化物引發(fā)劑得到反應(yīng)體系，然后將上述反應(yīng)體系升溫至60-65℃，恒溫反應(yīng)4-6h，得到丙烯酰胺與丙烯酸叔丁酯的二元共聚物。

在上述制備方法中，優(yōu)選地，該制備方法還包括加入非離子表面活性劑后進(jìn)行攪拌的步驟；優(yōu)選地，所述攪拌速度為500-750轉(zhuǎn)/分，攪拌時(shí)間為20-40min。

在上述制備方法中，優(yōu)選地，所述步驟(2)包括：向反應(yīng)容器中依次加入水、步驟(1)制得的丙烯酰胺與丙烯酸叔丁酯的二元共聚物、聚乙烯亞胺，攪拌均勻，得到聚乙烯亞胺交聯(lián)高溫堵水調(diào)剖劑。該聚乙烯亞胺交聯(lián)高溫堵水調(diào)剖劑為具有粘彈性的膠體。

在上述制備方法中，優(yōu)選地，其包括以下步驟：

(1)在30-45℃條件下，向反應(yīng)容器中加入水，攪拌；

加入丙烯酸叔丁酯、非離子表面活性劑，攪拌20-40min；

加入丙烯酰胺，過(guò)氧化物引發(fā)劑，再加入水，升溫至60-65℃，恒溫反應(yīng)4-6小時(shí)，得到丙烯酰胺與丙烯酸叔丁酯的二元共聚物；

(2)向反應(yīng)容器中加入水，攪拌；

加入所述丙烯酰胺與丙烯酸叔丁酯的二元共聚物；

加入聚乙烯亞胺，攪拌至均勻，得到二元共聚物與聚乙烯亞胺的交聯(lián)體系，即聚乙烯亞胺交聯(lián)高溫堵水調(diào)剖劑。

在上述制備方法中，優(yōu)選地，在步驟(1)中，丙烯酰胺與丙烯酸叔丁酯的摩爾比為9:1；

更優(yōu)選地，水的用量為153.834mL-156.194mL、丙烯酸叔丁酯的用量為7.126g、非離子表面活性劑的用量為1-3g、丙烯酰胺的用量為35.5g、過(guò)氧化物引發(fā)劑的用量為0.18-0.54g。

制備烯酰胺與丙烯酸叔丁酯的二元共聚物時(shí)，兩種主劑的配比是通過(guò)計(jì)算反應(yīng)物參與反應(yīng)基團(tuán)的摩爾比(9:1)得到，反應(yīng)條件是高產(chǎn)率和易操作兩種要求優(yōu)化的結(jié)果。

在上述制備方法中，優(yōu)選地，所述非離子表面活性劑包括聚氧乙烯山梨糖醇酐單硬脂酸酯、聚氧乙烯山梨糖醇酐單棕櫚酸酯、聚氧乙烯山梨糖醇酐單月桂酸酯中的一種；

所述過(guò)氧化物引發(fā)劑包括過(guò)硫酸銨、過(guò)硫酸鈉、過(guò)硫酸鉀中的一種。

在上述制備方法中，優(yōu)選地，在步驟(2)中，所述丙烯酰胺與丙烯酸叔丁酯的二元共聚物的質(zhì)量濃度10％，其加入量為30mL；聚乙烯亞胺的質(zhì)量濃度25％，其加入量為8mL。步驟(1)是溶液聚合，反應(yīng)后的體系是包含丙烯酰胺與丙烯酸叔丁酯的二元共聚物的混合溶液。聚乙烯亞胺為工業(yè)品，其是一種溶液。