采油用驱油剂组合物及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种采油用驱油剂组合物及其制备方法，主要解决现有技术中常规聚合物驱油剂存在耐温、抗盐、抗老化、抗剪切性能以及驱替效果差的问题。本发明专利技术通过采用一种采油用驱油剂组合物，以质量份数计，包括以下组分：1)0.5～99.5份疏水缔合丙烯酰胺共聚物；2)0.5～99.5份表面活性剂；所述疏水缔合丙烯酰胺共聚物，由丙烯酰胺、耐温抗盐单体、疏水型单体的共聚得到；所述疏水型单体的结构如式(I)所示，所述表面活性剂为磺酸盐甜菜碱；所述磺酸盐甜菜碱的结构如式(II)所示的技术方案较好地解决了该问题，可用于工业化生产及油田三次采油中。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及三次采油领域，具体涉及一种含疏水缔合丙烯酰胺共聚物的采油用驱油剂组合物及其制备方法。
技术介绍
油气田开采用水溶性聚合物的通用性能要求主要有：水溶性、增粘性、悬浮性、剪切稀释性和触变性、稳定性以及渗流特性满足油气开采工程的要求等。虽然在无氧、无二价离子环境中超高分子量聚丙烯酰胺仍可于较高温度下(如120℃)提高采油率，但目前三次采油中常用的水溶性聚合物用于驱油时还存在许多问题。如在温度较高时聚丙烯酰胺水解严重；地层温度超过75℃后，随着地层温度升高，超高分子量聚丙烯酰胺沉淀形成加快；高温高盐易导致超高分子量聚丙烯酰胺从水溶液中沉淀出来，并且水解度越高这种现象越显著；溶液粘度对温度和盐度非常敏感，在高温高盐环境中溶液的保留粘度很低。近年来，国内外研究者对驱油用耐温抗盐型丙烯酰胺类大分子进行了大量的研究以使其满足油田应用时的特殊油藏条件。例如，通过在聚合物主链上引入大侧基或刚性侧基提高聚合物的热稳定性、引入抑制水解的单体或对盐不敏感的单体进行共聚来提高聚合物的耐水解及抗盐性能，或通过疏水基团的疏水缔合作用来改善聚合物的耐温抗盐性能。但由于共聚单体的质量或价格使得聚合物难以达到高分子量或产品具有较高的成本，在工业生产或在三次采油实际应用上会受到一些限制。目前三次采油中，能满足耐温抗盐要求的聚合物很少，不是价格太高就是性能不稳定，特别是不能满足矿化度100000mg/L以上，85℃以上高温的要求。疏水缔合水溶性聚合物是指在聚合物亲水性大分子链上带有少量疏水基团的一类水溶性聚合物。在疏水缔合水溶性聚合物水溶液中，其分子链上的疏水基团之间由于疏水作用而发生簇集，大分子链产生分子内和分子间缔合，流体力学体积增大，水介质粘度提高，使得该类聚合物具有良好的增粘增稠、耐温抗盐等独特性能；另外，较大的侧基对聚合物分子主链起到屏蔽作用，减弱盐离子对羧酸根离子基团的影响，且较大的侧基还具有一定的空间位阻效应，增强链的刚性。疏水缔合聚合物独特的增粘、抗盐、抗剪切等溶液性质，使其作为新型聚合物驱油剂应用于高盐、高剪切油藏开发中，具有良好的应用前景。国内外研究者在疏水缔合聚合物方面开展了大量研究，并取得了较好的进展和成果。通常采用水溶液聚合法制备疏水缔合聚合物，但由于疏水单体的水不溶性而在水溶液中以胶束形式存在，并最终导致聚合物分子链结构的无规性和单体的较低最终转化率。中国专利CN1891725A报道了由丙烯腈和二异丁烯在浓硫酸的催化作用下合成出树枝状疏水单体N-(1，1，3，3-四甲基丁基)丙烯酰胺，后采用胶束聚合法制备出疏水缔合的聚丙烯酰胺驱油剂，且于85℃、30000mg/L矿化度盐水中具有很好的增黏效果，但该专利在制备疏水单体的反应中所采用的浓硫酸氧化性太强，催化反应过程甚为剧烈。中国专利CN1793189A采用胶束共聚法合成了丙烯酸钠、丙烯酰胺和烷基苯基烯丙基醚的疏水缔合型三元共聚物，该聚合物呈现出较好的增粘效果，但烷基苯基烯丙基醚单体的合成过程较为复杂。另外，胶束共聚法制得的疏水缔合型聚合物中，疏水单元多以微嵌段形式分布，导致严重的微观结构非均匀性，对聚合物增黏性能不利。中国专利CN101293944A、CN101148582A合成了含乙烯基稠环芳烃作为疏水单体的疏水缔合聚合物，但聚合反应时间较长，只评价了聚合物在45℃淡水、盐水中的增黏效果以及NaCl浓度<100000mg/L、CaC12浓度<1000mg/L的抗盐情况。文献(新一族疏水缔合聚丙烯酰胺的合成及其水溶液的流变性能，2007年论文)在水溶液中以均相共聚合的方法成功制备了具有疏水嵌段结构的共聚物NaAMC14S/AM，通过调节外加电解质的用量来控制疏水微嵌段的长度，且克服了胶束共聚合后处理繁琐的缺点，但该工作偏重于理论研究，未在实际油田矿藏条件尤其是高温(85℃以上)、高矿化度(100000mg/L以上)条件下作分析和评价。反相微乳液聚合技术是将水溶性单体和疏水单体在油包水乳化剂作用下，以有机物为连续相形成W/O微乳液，再以油溶性和/或水溶性引发剂引发聚合的方法，其优点是聚合反应速度快，产物分子量高，分子量分布窄，单体转化率较高，且胶乳溶液稳定，易于贮存，后处理简单，可直接用于后续应用或制成粉末，较易溶解。该方法制得的聚合物中疏水单元以无规或微嵌段结构分布于聚合物分子链中，疏水基团缔合作用较好，易于分子间缔合，增黏效果更优。当以该方法制备的疏水缔合型聚合物与磺酸盐甜菜碱复配用作油田驱油剂时，甜菜碱中的长疏水基团不仅可与疏水缔合型聚合物中的疏水基团之间产生“相互协同”作用，而且可以充当复合驱中的表面活性剂，起到良好乳化作用，降低油水界面张力，提高原油采收率。从工业化角度来看，采油用驱油剂组合物能够发挥“协同多效”的功能，大幅提高原油采收率。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题之一是现有技术中常规聚合物驱油剂存在耐温、抗盐、抗老化和抗剪切性能以及驱替效果差的问题，提供一种采油用驱油剂组合物，将该采油用驱油剂组合物用于油田三次采油领域中，能够表现出优异的耐温抗盐性、抗老化、抗剪切性能和好的驱替效果。本专利技术所要解决的技术问题之二是提供一种解决技术问题之一的采油用驱油剂组合物相对应的制备方法，先选用合适的催化剂和反应物配比，于温和条件下反应制得式(I)结构所示的疏水型单体；再采用反相微乳液聚合方法，选用合适的乳化剂和/或助乳化剂及油性溶剂，使得微乳液的聚合反应平稳、过程相对控制，制备疏水缔合丙烯酰胺共聚物；将其与磺酸盐甜菜碱表面活性剂复配后，得到采油用驱油剂组合物。本专利技术所要解决的技术问题之三是提供一种解决技术问题之一的采油用驱油剂组合物在油田采油中的应用。为解决上述技术问题之一，本专利技术采用的技术方案如下：一种采油用驱油剂组合物，以质量份数计，包括以下组分：(1)0.5～99.5份疏水缔合丙烯酰胺共聚物；(2)0.5～99.5份表面活性剂；所述的疏水缔合丙烯酰胺共聚物，由丙烯酰胺、耐温抗盐单体、疏水型单体的共聚得到；所述的疏水型单体的结构如式(I)所示：式(I)；其中，R1、R2各自独立取自氢原子、甲基或乙基；R3、R4、R5、R6、R7各自独立取自氢原子、C1～C16的脂肪基；所述的表面活性剂为磺酸盐甜菜碱；所述的磺酸盐甜菜碱的结构如式(II)所示：式(II)其中，R为C1～C18的烃基；X为氧基、亚胺基或羰基氧基；p＝0～50；q＝1～50。上述技术方案中，所述R3、R4、R5、R6、R7各自独立取自氢原子、C1～C16的烃基或烷氧基。所述R为C1～C18的脂肪烃基或芳香烃基。上述技术方案中，所述疏水缔合丙烯酰胺共聚物的分子量为50,000～15,000,000，所述疏水型单体、耐温抗盐单体和丙烯酰胺的物质的量之比为0～2：0～18：80～99。上述技术方案中，所述疏水型单体的物质的量大于0。所述的耐温抗盐单体选自甲基丙烯酰胺、N-异丙基丙烯酰胺、N-羟甲基丙烯酰胺、N-N-二甲基丙烯酰胺、N-乙烯基吡啶、N-乙烯基吡咯烷酮、丙烯酸、甲基丙烯酸、马来酸、富马酸、乙烯基磺酸、乙烯基苯磺酸、烯丙基磺酸、烯丙基苯磺酸、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸和/或其碱金属盐和铵盐、二甲基乙基本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种采油用驱油剂组合物，以质量份数计，包括以下组分：(1)0.5～99.5份疏水缔合丙烯酰胺共聚物；(2)0.5～99.5份表面活性剂；所述疏水缔合丙烯酰胺共聚物，由丙烯酰胺、耐温抗盐单体、疏水型单体的共聚得到；所述疏水型单体的结构如式(I)所示：其中，R1、R2各自独立取自氢原子、甲基或乙基；R3、R4、R5、R6、R7各自独立取自氢原子、C1～C16的脂肪基；所述表面活性剂为磺酸盐甜菜碱；所述磺酸盐甜菜碱的结构如式(II)所示：其中，R为C1～C18的烃基；X为氧基、亚胺基或羰基氧基；p＝0～50；q＝1～50。

【技术特征摘要】
1.一种采油用驱油剂组合物，以质量份数计，包括以下组分：(1)0.5～99.5份疏水缔合丙烯酰胺共聚物；(2)0.5～99.5份表面活性剂；所述疏水缔合丙烯酰胺共聚物，由丙烯酰胺、耐温抗盐单体、疏水型单体的共聚得到；所述疏水型单体的结构如式(I)所示：其中，R1、R2各自独立取自氢原子、甲基或乙基；R3、R4、R5、R6、R7各自独立取自氢原子、C1～C16的脂肪基；所述表面活性剂为磺酸盐甜菜碱；所述磺酸盐甜菜碱的结构如式(II)所示：其中，R为C1～C18的烃基；X为氧基、亚胺基或羰基氧基；p＝0～50；q＝1～50。2.根据权利要求1所述的采油用驱油剂组合物，其特征在于所述疏水缔合丙烯酰胺共聚物的分子量为50,000～15,000,000，所述疏水型单体、耐温抗盐单体和丙烯酰胺的物质的量之比为0～2：0～18：80～99。3.根据权利要求1或2所述的采油用驱油剂组合物，其特征在于所述耐温抗盐单体选自甲基丙烯酰胺、N-异丙基丙烯酰胺、N-羟甲基丙烯酰胺、N-N-二甲基丙烯酰胺、N-乙烯基吡啶、N-乙烯基吡咯烷酮、丙烯酸、甲基丙烯酸、马来酸、富马酸、乙烯基磺酸、乙烯基苯磺酸、烯丙基磺酸、烯丙基苯磺酸、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸和/或其碱金属盐和铵盐、二甲基乙基烯丙基氯化铵、二甲基二烯丙基氯化铵、丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、丙烯酰氧乙基二甲基乙基溴化铵、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙基三甲基氯化铵中的至少一种。4.根据权利要求1所述的采油用驱油剂组合物，其特征在于所述丙烯酰胺、耐温抗盐单体、疏水型单体在氧化还原引发剂作用下，在反相微乳液中聚合反应制得所述的疏水缔合丙烯酰胺共聚物；所述的反相微乳液，以重量份数计，包含以下组分：1)15～70份的油性溶剂；2)2～20份的乳化剂和/或助乳化剂；3)0.001～10份的疏水型单体；4)10～70份的丙烯酰胺；5)1～50份的耐温抗盐单体；6)10～60份的水。5.根据权利要求4所述的采油用驱油剂组合物，其特征在于所述油性溶剂选自环已烷、己烷、庚烷、辛烷、异辛烷、苯、甲苯、乙苯、二甲苯、异丙苯、液体石蜡、白油、汽油、柴油和煤油中的至少一种。6.根据权利要求4所述的采油用驱油剂组合物，其特征在于所述乳化剂选自司...

【专利技术属性】
技术研发人员：于志省，李应成，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司上海石油化工研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11