丙烯酰吗啉聚合物驱油剂及其制备方法技术

本发明专利技术公开一种丙烯酰吗啉聚合物驱油剂及其制备方法，关键在于由丙烯酰吗啉、丙烯酸钠、2‑丙烯酰胺基‑2‑甲基丙磺酸钠、丙烯酰胺和引发剂，采用水溶液共聚反应而成，聚合物结构式为：式中n：m：x：y＝1：(0.01‑1)：(0～1)：(0.01～1)。与现有技术相比，本发明专利技术提供了一种丙烯酰吗啉聚合物驱油剂及其制备方法，通过改性单体与丙烯酰胺共聚，增加分子链的空间位阻，抑制酰胺基团的热水解，降低高温下的链断裂作用，提高共聚物的水溶性，增强聚合物的耐温性能，本发明专利技术产品具有较强耐老化性，较高阻力系数及残余阻力系数以及更高的原油采收率，反应过程容易控制、操作简单，产品质量稳定，生产和烘干过程耗能低，对环境无污染。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及于油田三次采油
，特别涉及一种丙烯酰吗啉聚合物驱油剂。
技术介绍
在石油钻井过程中，钻遇地层日趋复杂，特殊井、超深井和复杂井数量逐年增加，这对钻井液提出了更高的要求，针对这一情况，国内外在抗高温钻井液处理剂方面开展了一系列工作，部分水解型聚丙烯酰胺(HPAM)是目前提高采收率应用较广泛的聚合物之一，HPAM依靠降低地层渗透率及提高水相粘度增加波及体积进而提高原油采收率。但是在温度及矿化度较高的油藏条件下，HPAM会发生不可逆的链降解从而导致粘度的降低。超高分子量HPAM(UMW-HPAM)的分子链的断裂虽然也是不可避免的，但是UMW-HPAM断裂后的链长仍然大于普通HPAM断裂后的链长。但是，UMW-HPAM分子量的增加并不是没有限制的。并且分子量受到很多变量的影响，这些变量包括引发剂的浓度、温度、溶剂的种类、单体纯度、引发体系、链转移剂等等，使用传统的聚合方法很难进一步提高UMW-HPAM的分子量。除了超高分子量部分水解型聚丙烯酰胺，疏水缔合型聚丙烯酰胺(HAPAM)也受到很多研究者的关注。HAPAM是指在水溶性聚丙烯酰胺主链上引入少量疏水基团的聚合物，当聚合物浓度达到临界缔合浓度时，疏水基团之间的分子间缔合占主导作用，形成动态物理交联网络结构，流体力学体积增加，粘度急剧增加。然而，疏水基团的引入同时也降低了聚合物的溶解度，这大大影响了HAPAM的应用。
技术实现思路
为解决以上技术问题，本专利技术提供一种丙烯酰吗啉聚合物驱油剂及其制备方法，以解决提高钻井液处理剂的热稳定性，增强耐老化性及水溶性，抑制聚合物链降解以及提高原油采收率等问题。本专利技术采用的技术方案如下：一种丙烯酰吗啉聚合物驱油剂，关键在于聚合物结构式为：式中n为10～10000；m为10～10000；x或为0，或为10～10000；y为10～10000。按重量百分比计，以上丙烯酰吗啉聚合物驱油剂，由丙烯酰吗啉3-6％、丙烯酸钠2-3％、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸钠0-2％、丙烯酰胺9-15％、引发剂0.05-0.2％、余量水，采用水溶液共聚反应而成。优选方案，所述丙烯酰吗啉为5％、所述丙烯酸钠为2.5％、所述2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸钠为1％、所述丙烯酰胺为12％、所述引发剂为0.1％，余量为水。优选方案，所述引发剂为过硫酸铵或偶氮二异丁基脒盐酸盐。一种以上丙烯酰吗啉聚合物驱油剂的制备方法，其关键在于包括以下步骤：步骤一、将丙烯酰吗啉、丙烯酸钠、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸钠、丙烯酰胺、引发剂和水加入反应釜后混合均匀后，通入高纯氮气鼓泡除氧；步骤二、氮气除氧后，升高反应釜的温度，进行聚合反应，得到聚合物凝胶；步骤三、将步骤二得到的聚合物凝胶剪碎，并放入烘箱中干燥，得到聚合物凝块；步骤四、将步骤三得到的聚合物凝块放入粉碎机中粉碎、过筛，得到成品。所述步骤一中氮气鼓泡除氧时间为20-60min。所述步骤二中的聚合反应条件为：聚合温度为50-100℃，反应时间为5-10h。所述步骤三中的干燥条件为：干燥温度为70-100℃，干燥时间为12-36h。有益效果：与现有技术相比，本专利技术提供了一种丙烯酰吗啉聚合物驱油剂及其制备方法，通过改性单体与丙烯酰胺共聚，在分子主链上引入环形结构，增加分子链的空间位阻，抑制酰胺基团的热水解，降低高温下的链断裂作用，提高抗温能力，加入磺酸盐电解质，提供更强的氢键从而增加聚合物的热稳定性，提高共聚物的水溶性，进一步提高聚合物的耐温性能，本专利技术产品具有较强耐老化性，较高阻力系数及残余阻力系数以及更高的原油采收率。采用水溶液快速聚合、恒温交联方法制备，反应过程容易控制、操作简单，产品质量稳定，生产和烘干过程耗能低，对环境无污染。具体实施方式为使本领域技术人员更好的理解本专利技术的技术方案，下面结合具体实施方式对本专利技术作详细说明。一、实施例1丙烯酰吗啉聚合物驱油剂的制备(1)参与聚合丙烯酰吗啉聚合物驱油剂的各种成分的比例将参与聚合丙烯酰吗啉聚合物驱油剂中的各成分分别按表1所述质量份数进行聚合，得到4组丙烯酰吗啉聚合物驱油剂I～IV。表1不同比例(质量份数)的各种成分聚合而成的丙烯酰吗啉聚合物驱油剂I～IV(2)丙烯酰吗啉聚合物驱油剂I的制备方法步骤一、将丙烯酰吗啉3％、丙烯酸钠2％、丙烯酰胺15％和过硫酸铵0.1％，再加入去离子水并补足100％，加入反应釜后混合均匀后，通入高纯氮气鼓泡除氧30min；步骤二、氮气除氧后，升高反应釜的温度到70℃，进行聚合反应，反应6h,得到聚合物凝胶；步骤三、将步骤二得到的聚合物凝胶剪碎，并放入80℃烘箱中干燥24h，得到聚合物凝块；步骤四、将步骤三得到的聚合物凝块放入粉碎机中粉碎、过筛获取60-70目的颗粒，得到成品，其结构式为：式中n：m：x：y＝1：0.01：0.01，n＝5000。(3)丙烯酰吗啉聚合物驱油剂II的制备方法步骤一、将丙烯酰吗啉6％、丙烯酸钠3％、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸钠2％、丙烯酰胺9％和过硫酸铵0.1％，再加入去离子水并补足100％，加入反应釜后混合均匀后，通入高纯氮气鼓泡除氧30min；步骤二、氮气除氧后，升高反应釜的温度到70℃，进行聚合反应，反应6h,得到聚合物凝胶；步骤三、将步骤二得到的聚合物凝胶剪碎，并放入80℃烘箱中干燥24h，得到聚合物凝块；步骤四、将步骤三得到的聚合物凝块放入粉碎机中粉碎、过筛获取60-70目的颗粒，得到成品，其结构式为：式中n：m：x：y＝1：0.01：0.1：0.03，n＝2000。(4)丙烯酰吗啉聚合物驱油剂III的制备方法步骤一、将丙烯酰吗啉5％、丙烯酸钠2.5％、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸钠1％、丙烯酰胺12％和偶氮二异丁基脒盐酸盐0.05％，再加入去离子水并补足100％，加入反应釜后混合均匀后，通入高纯氮气鼓泡除氧20min；步骤二、氮气除氧后，升高反应釜的温度到50℃，进行聚合反应，反应5h,得到聚合物凝胶；步骤三、将步骤二得到的聚合物凝胶剪碎，并放入70℃烘箱中干燥12h，得到聚合物凝块；步骤四、将步骤三得到的聚合物凝块放入粉碎机中粉碎、过筛获取60-70目的颗粒，得到成品，其结构式为：式中n：m：x：y＝1：0.1：0.02：0.01，n＝3500。(5)丙烯酰吗啉聚合物驱油剂IV的制备方法步骤一、将丙烯酰吗啉5％、丙烯酸钠2.5％、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸钠1％、丙烯酰胺12％和偶氮二异丁基脒盐酸盐0.2％，再加入去离子水并补足100％，加入反应釜后混合均匀后，通入高纯氮气鼓泡除氧60min；步骤二、氮气除氧后，升高反应釜的温度到100℃，进行聚合反应，反应10h,得到聚合物凝胶；步骤三、将步骤二得到的聚合物凝胶剪碎，并放入100℃烘箱中干燥36h，得到聚合物凝块；步骤四、将步骤三得到的聚合物凝块放入粉碎机中粉碎、过筛获取60-70目的颗粒，得到成品，其结构式为：式中n：m：x：y＝1：0.05：0.02：0.1，n＝800实施例2水解型聚丙烯酰胺(HPAM)的制备在三口烧瓶中按重量百分比加入2％的丙烯酸纳、18％的丙烯酰胺，加入0.1％的过硫酸铵，再加入去离子水并补足100％，通入高纯氮气鼓泡除氧30分钟，升温至70℃，反应6h。将得到的凝胶剪碎并放入80℃烘箱中干本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种丙烯酰吗啉聚合物驱油剂，其特征在于聚合物结构式为：

【技术特征摘要】
1.一种丙烯酰吗啉聚合物驱油剂，其特征在于聚合物结构式为：2.根据权利要求1所述的丙烯酰吗啉聚合物驱油剂，其特征在于：按重量百分比计，由丙烯酰吗啉3-6％、丙烯酸钠2-3％、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸钠0-2％、丙烯酰胺9-15％、引发剂0.05-0.2％、余量水，采用水溶液共聚反应而成。3.根据权利要求2所述的丙烯酰吗啉聚合物驱油剂，其特征在于：由丙烯酰吗啉为5％、所述丙烯酸钠为2.5％、所述2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸钠为1％、所述丙烯酰胺为12％、所述引发剂为0.1％，余量为水。4.根据权利要求1-3任一项所述的丙烯酰吗啉聚合物驱油剂，其特征在于：所述引发剂为过硫酸铵或偶氮二异丁基脒盐酸盐。5.一种权利要求1-4任一项所述的丙烯酰吗啉聚合物驱油剂的制备方法，其特征在于包括以下步骤：步骤一、将丙烯酰吗啉、丙烯...

【专利技术属性】
技术研发人员：张鹏，李婷，贾振福，周成裕，陈世兰，黄文章，
申请(专利权)人：重庆科技学院，
类型：发明
国别省市：重庆;50