一种高分子原油活化剂及其制备方法与应用技术

本发明专利技术提供一种高分子原油活化剂及其制备方法与应用。所述高分子原油活化剂是按照包括下述步骤的方法制备得到的：使得丙烯酰胺、丙烯酸或其碱金属盐、2‑丙烯酰胺基‑2‑甲基丙磺酸或其碱金属盐、式I所示的两性功能单体以及式II所示的两亲性功能单体发生共聚反应。本发明专利技术所提供的高分子原油活化剂能有效降低原油开采中

【技术实现步骤摘要】
一种高分子原油活化剂及其制备方法与应用
本专利技术属于石油化工
，具体涉及一种高分子原油活化剂及其制备方法与应用。
技术介绍
稠油开采是世界范围内的共同难题。由于稠油粘度大、胶质沥青质含量高，在地层、井筒及输油管线中不易流动，同时油水流度比大，容易造成无水采油期短、油井见水快、采出液含水率高和地层易出砂等问题。稠油开采方法主要可分为注入流体开采，例如热水驱、蒸汽吞吐、蒸汽驱等，以及增产型开采方式，例如水平井、复合分支井、电加热等。化学降粘剂对于稠油可有效分散、乳化等作用，显著降低稠油粘度、减小稠油在地层和井筒中流动阻力，有利于降低开采过程能耗、减少排放污染、提高稠油采油速度和采收率，因而成为稠油强化开采的重要内容，应用前景十分广阔。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种高分子原油活化剂及其制备方法。本专利技术所提供的高分子原油活化剂是按照包括下述步骤的方法制备得到的：使得丙烯酰胺、丙烯酸或其碱金属盐、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸或其碱金属盐、式I所示的两性功能单体以及式II所示的两亲性功能单体发生共聚反应，得到所述高分子原油活化剂；式I中，R1为H或CH3，G1为Cl-或Br-，G2为H+、Na+、K+或NH4+，m为3-12的整数，优选3-8；式II中，R2为H或CH3，R3和R4为碳链长度1-16的烷基，优选碳链长度为4-12的烷基；G3和G4为H+、Na+、K+和NH4+。在上述高分子原油活化剂的共聚单体中，丙烯酰胺占单体总质量的百分数为10～90％，优选为20～80％，具体可为56.5％、57％、65％或72％；丙烯酸或其碱金属盐占单体总质量的百分数为5～50％，优选为10～35％，具体可为10％、11％、12％或15％；2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸或其碱金属盐占单体总质量的百分数为5～40％，优选为5～25％，具体可为8％、15％、22％或25％；式I所示的两性功能单体占单体总质量的百分数为0.1～15％，优选为1～10％，具体可为4.5％、6.5％或8.5％；式II所示的两亲性功能单体占单体总质量的百分数为0.1～8％，优选为0.5～3％，具体可为0.5％、1.5％、2.5％或3.0％。上述方法中，所述共聚反应可在水中进行。所述共聚反应可在惰性气体保护下进行。所述惰性气体具体可为氮气。所述共聚反应的反应体系中还可加入助剂，所述助剂选自十二烷基硫酸钠、十二烷基磺酸钠、十六烷基三甲基溴化铵、十二烷基聚氧乙烯醚硫酸钠、十二烷基聚氧乙烯醚磷酸钠中的一种或几种，所述助剂的质量占共聚单体总质量的百分数为0.5～15％，优选为2～8％，具体可为2.0％、3.5％、4.5％或8.0％。所述共聚反应的反应体系中还加入引发剂。所述共聚反应的反应体系的pH值为7.5～9.0。所述共聚反应的反应温度为5～15℃，具体可为8℃、10℃，反应时间为2～8h。所述共聚反应具体可为水溶液自由基胶束共聚合。上述方法还包括对得到的共聚反应产物进行切割、干燥、粉碎，得到原油活化剂最终产物的操作。本专利技术所提供的高分子原油活化剂的粘均分子量为120×104g/mol～2100×104g/mol之间，具体可为460×104g/mol、720×104g/mol、1030×104g/mol或1600×104g/mol。上述高分子原油活化剂在原油开采中的应用也属于本专利技术的保护范围。试验表明，本专利技术所提供的高分子原油活化剂能有效降低原油开采中稠油的粘度，增强原油采出液可流动性。具体实施方式下面通过具体实施例对本专利技术进行说明，但本专利技术并不局限于此。下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法；下述实施例中所用的试剂、材料等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。下述实施例中高分子原油活化剂的粘均分子量测定方法见《GB/T12005.10-1992聚丙烯酰胺分子量测定粘度法》。实施例1通过下述方法合成高分子原油活化剂1：合成高分子原油活化剂所采用的各种共聚单体占共聚单体总质量的百分数为：丙烯酰胺72％，丙烯酸钠15％，2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸8％，式(III)所示的两性功能单体4.5％，式(IV)所示的两亲性功能单体0.5％。助剂为十二烷基硫酸钠，助剂质量占共聚单体总质量的百分数为2.0％。其中，式(III)所示的功能单体合成过程如下：将丙烯酸二甲氨基乙酯与3-氯-1-丙醇按照摩尔比1:1溶于水中，加入占反应物质量比0.5％的阻聚剂吩噻嗪，在回流条件下反应6h。反应结束后体系中加入甲苯和氯仿进行萃取，水相经冷冻干燥后得到中间产物A。将A、甲酰胺与阻聚剂吩噻嗪加入反应容器内，在搅拌条件下，滴加氯磺酸同时保持反应体系温度低于5℃，而后升温至50℃继续反应8h。反应结束后加入氢氧化钠调节pH为7.5，而后加入水与无水乙醚，沉淀物经分离、干燥后得到最终产物。式(IV)所示的功能单体合成过程如下：将环氧氯丙烷与二甲胺的水溶液搅拌混合均匀，75℃下反应24h，而后加入氢氧化钠搅拌反应3h。对上层液体进行减压蒸馏，收集60℃馏分，得到中间产物B。将B与1-溴辛烷按照摩尔比1:1溶于丙酮中，回流条件下反应12h，而后在反应体系中加入无水乙醚，产生的沉淀经离心分离和干燥后得到中间产物C。在0℃条件下，将丙烯酰氯滴加入C的二氯甲烷溶液中，而后升温至40℃继续反应48h。反应结束后向体系中加入丙酮，所产生的沉淀经干燥后得到最终产物。高分子原油活化剂通过水溶液自由基胶束共聚合方法制备。按照投料比将各种共聚单体、助剂与水加入反应釜中，搅拌使之完全溶解，而后将反应体系温度降至10℃，调节反应体系pH为7.5，同时通入氮气以充分去除体系中的氧。在氮气保护下加入引发剂(过硫酸铵和亚硫酸氢钠)，继续反应5h后得到凝胶状中间产物。将中间产物切割、干燥、粉碎，得到原油活化剂产物1。该高分子原油活化剂粘均分子量为1600×104g/mol。实施例2通过下述方法合成高分子原油活化剂2：合成高分子原油活化剂所采用的各种共聚单体占共聚单体总质量的百分数为：丙烯酰胺65％，丙烯酸钠12％，2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸钠15％，式(V)所示的两性功能单体6.5％，式(VI)所示的两亲性功能单体1.5％。助剂为十六烷基三甲基溴化铵，助剂质量占共聚单体总质量的百分数为4.5％。其中，式(V)所示的功能单体合成过程如下：将丙烯酸二甲氨基乙酯与6-氯-1-己醇按照摩尔比1:1溶于水中，加入占反应物质量比0.5％的阻聚剂吩噻嗪，在回流条件下反应6h。反应结束后体系中加入甲苯和氯仿进行萃取，水相经冷冻干燥后得到中间产物D。将D、甲酰胺与阻聚剂吩噻嗪加入反应容器内，在搅拌条件下，滴加氯磺酸同时保持反应体系温度低于5℃，而后升温至50℃继续反应8h。反应结束后加入氨水调节pH为7.5，而后加入水与无水乙醚，沉淀物经分离、干燥后得到最终产物。式(VI)所示的功能单体合成过程如下：将环氧氯丙烷与二甲胺的水溶液搅拌混合均匀，75℃下反应24h，而后加入氢氧化钠搅拌反应3h。对上层液体进行减压蒸馏，收集60℃馏分，得到中间产物E。将E与1-溴十二烷按照摩尔比1:1溶于丙酮中，回流条件下反应12h，而后在反应体系中加入无水乙醚，产生的沉淀经离心分离和干燥后得到中间产物F。在0℃条件下，将丙烯酰本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制备高分子原油活化剂的方法，包括下述步骤：使得丙烯酰胺、丙烯酸或其碱金属盐、2‑丙烯酰胺基‑2‑甲基丙磺酸或其碱金属盐、式I所示的两性功能单体以及式II所示的两亲性功能单体发生共聚反应，即得：

【技术特征摘要】
2016.12.08 CN 20161112044821.一种制备高分子原油活化剂的方法，包括下述步骤：使得丙烯酰胺、丙烯酸或其碱金属盐、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸或其碱金属盐、式I所示的两性功能单体以及式II所示的两亲性功能单体发生共聚反应，即得：式I中，R1为H或CH3，G1为Cl-或Br-，G2为H+、Na+、K+或NH4+，m为3-12的整数；式II中，R2为H或CH3，R3和R4为碳链长度1-16的烷基；G3和G4为H+、Na+、K+或NH4+。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述方法中，在高分子原油活化剂的共聚单体中，丙烯酰胺占单体总质量的百分数为10～90％；丙烯酸或其碱金属盐占单体总质量的百分数为5～50％；2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸或其碱金属盐占单体总质量的百分数为5～40％；式I所示的两性功能单体占单体总质量的百分数为0.1～15％；式II所示的两亲性功能单体占单体总质量的百分数为0.1～8...

【专利技术属性】
技术研发人员：高嵩，史学峰，
申请(专利权)人：北京百特泰科能源工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11