含马来酰亚胺结构四元共聚物驱油剂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种含马来酰亚胺结构的四元共聚物驱油剂的制备方法，基本步骤如下：以丙烯酰胺(AM)、丙烯酸(AA)、N,N‑二烯丙基油酰胺(DNDA)、对马来酰亚胺基苯磺酸钠(NBSEM)四种单体为原料，投料质量比为AM:AA:DNDA:NBSEM＝6:4:0.02:0.3，以去离子水作溶剂，在亚硫酸氢钠‑过硫酸铵氧化还原引发剂作用下进行自由基聚合，从而得到含马来酰亚胺结构四元共聚物驱油剂PAADN。本发明专利技术所制备的含马来酰亚胺结构四元共聚物驱油剂具备优良的粘弹性能，较好的耐温耐盐、抗剪切稀释性，并能低成本的提高原油采收率，使用1750mg/L该共聚物溶液进行室内模拟驱油实验，可提高采收率达19.32％。

Four yuan copolymer oil displacement agent containing maleimide structure and preparation method thereof

The invention discloses a four copolymer containing maleimide structure oil flooding agent preparing method, the basic steps are as follows: acrylamide (AM), acrylic acid (AA), N, N diallyl oil amide (DNDA), maleimide sulfonate (NBSEM) four single as the raw material ratio is AM:AA:DNDA:NBSEM = 6:4:0.02:0.3, using deionized water as solvent in Sodium Bisulfite ammonium persulfate oxidation reduction initiator under the action of free radical polymerization, thus containing maleimide structure four copolymer flooding agent PAADN. The prepared containing maleimide copolymer structure of four oil displacement agent has excellent viscoelastic properties, high temperature resistance and salt resistance, good shear thinning, and low cost can enhance oil recovery, oil displacement experiments were simulated in laboratory using 1750mg/L of the copolymer solution, can improve the recovery rate of 19.32%.

【技术实现步骤摘要】
含马来酰亚胺结构四元共聚物驱油剂及其制备方法
本专利技术属于提高原油采收率领域，具体涉及一种含马来酰亚胺结构的四元共聚物驱油剂及其制备方法。
技术介绍
目前，我国大多数油田已进入高含水开发中后期，各油田普遍面临高含水开采成本高、采收率低等难题和巨大压力。大量的国内外科研及生产实践表明，聚合物驱油是一种提高石油采收率行之有效的方法。经过深入研究，主要将聚合物驱油机理归纳为以下四点：(1)注入聚合物溶液后，由于聚合物粘度增加，改善了驱替相与油相的流度比，较好的缓解了指进现象，从而提高波及效率；(2)在注入聚合物溶液后，优先进入高渗透率层，随着阻力系数的变化，注入压力上升、注入速度下降，驱替剂流动阻力增大，聚合物溶液开始进入较低渗透率的油层，在一定程度上起到了调整注入剖面的作用，扩大了波及体积；(3)聚合物溶液最先进入水驱通道，降低水相渗透率，起到部分阻塞作用，后续注入聚合物溶液，随着注入压力上升，进入低渗透层，提高了纵向波及面积，改善了层间矛盾；(4)微观驱油机理：在多孔介质中运移时，溶液中聚丙烯酰胺分子链发生形态变化，通过压缩拉伸等行为经过孔隙介质能够携带出附着在孔喉内壁的油膜，且分子能够进入盲端孔隙“拽”出部分残余油，提高洗油效率。大量研究表明，聚合物溶液的粘弹性对于提高驱油效率的贡献极大。东北石油大学的王德民等人(夏惠芬,王德民,侯吉瑞,辛全刚,刘义坤.聚合物溶液的粘弹性对驱油效率的影响[J].大庆石油学院学报,2002,02:109-111+140.)、西南石油大学的郭拥军等人(陈斌.分子结构对疏水缔合聚合物流变性质和驱油效率的影响[D].西南石油大学,2010.)曾深入研究了关于聚合物溶液的粘弹性对于提高驱油效率的影响等问题，最终得到以下结论：(1)从微观驱油剂理上讲，聚合物溶液的弹性越大，形变后的恢复能力越大，通过孔喉后的膨胀倍数越大，使得深入盲端的径深越大，增大了微观波及体积，使得微观驱油效率增加；(2)聚合物溶液的弹性可以影响驱油效率，并且弹性越大，驱油效率越高。因此，开发出具备优良粘弹性能，兼备耐井下高温、不易在电解质溶液中被剪切破坏的聚合物驱油剂很重要。为了研发出能有效提高原油采收率的驱油剂，科研工作者们攻坚克难，得到大量的研究成果，但仍然存在一些问题。例如：中国专利CN103409125A，一种水溶性四元共聚物驱油剂及其合成方法，该专利中所述的驱油剂是由烯丙基磺酸钠、功能单体YEML、丙烯酰胺、丙烯酸四种单体聚合得到，其优点是共聚物水溶液浓度为5000mg/L时，具有较好的耐盐性及较强的驱油能力(与水驱相比可提高采收率20.2％)；但其缺点在于：想要达到该效果需要使用高浓度聚合物溶液，即聚合物使用量较大，成本高；此外，该驱油剂的耐温性能稍差，不适用于高温油藏；中国专利CN103320112B，一种抗剪切树枝聚合物驱油剂及其合成方法，该驱油剂能够较好的解决中低渗透油藏注入问题，但同样存在使用聚合物溶液浓度高，聚合物成本高的问题，并且提高原油采收率效果不理想。因此，本专利技术所提供的含马来酰亚胺结构的四元共聚物驱油剂，一方面，通过引入马来酰亚胺基团，使共聚物分子链热运动阻力增加，从而提高耐温性能；另一方面，引入长链烷基，通过分子间相互作用，提高其粘弹性及耐温抗盐性。
技术实现思路
针对目前聚合物驱油剂所存在的缺陷，本专利技术提供了一种含马来酰亚胺结构四元共聚物驱油剂，使共聚物具备优良的粘弹性能，较好的耐温耐盐、抗剪切稀释性，并能低成本的提高原油采收率。为达到上述技术目的，本专利技术提供了含马来酰亚胺结构四元共聚物驱油剂及其制备方法，该驱油剂特征在于具有式(I)的结构：上述四元共聚物的原料单体分别为丙烯酰胺(代号为AM)、丙烯酸(代号为AA)、N,N-二烯丙基油酰胺(DNDA)、对马来酰亚胺基苯磺酸钠(NBSEM)，四种单体质量投料比为AM:AA:DNDA:NBSEM＝6:4:0.02:0.3。该四元共聚物驱油剂的制备方法，具体步骤如下：(1)在250mL三颈烧瓶中加入0.02gDNDA、0.3gNBSEM、6gAM、4gAA、0.002g增溶剂辛烷基苯酚聚氧乙烯醚(OP-10)和一定量去离子水，通入氮气除氧并搅拌10min至体系分散均匀；(2)冷水浴下加入NaOH调节溶液pH为7，待冷却至室温；加入一定量去离子水，将溶液配制为单体总质量百分浓度为20wt％；(3)在50℃恒温水浴下通入氮气并搅拌20min，加入引发剂过硫酸铵和亚硫酸氢钠，其中过硫酸铵与亚硫酸氢钠摩尔比为1:1，引发剂加入量占单体总质量的0.1wt％，继续通入氮气并恒温50℃反应8-12h；(4)反应结束后，用无水乙醇洗涤多次、粉碎，并置于40℃烘箱烘干24h，制得含马来酰亚胺结构四元共聚物驱油剂PAADN淡黄色粉末。本专利技术提供了一种含马来酰亚胺结构四元共聚物驱油剂及其制备方法，是一种能应用在油田提高原油采收率的驱油剂。该四元共聚物驱油剂的制备原理是以AM、AA、DNDA、NBSEM四种单体为原料，在亚硫酸氢钠-过硫酸铵氧化还原引发剂作用下进行自由基聚合，从而得到含马来酰亚胺结构四元共聚物驱油剂PAADN。有益效果：(1)本专利技术所述的含马来酰亚胺结构四元共聚物驱油剂PAADN与同类别驱油剂产品相比，尤其是在共聚物溶液的粘弹性方面明显提升，这对于提高原油采收率具有重要意义。；(2)引入马来酰亚胺基团，使共聚物分子链热运动阻力增加，从而驱油剂的耐温性能大大提高；(3)引入离子基团，如羧基、羟基、酰胺基和磺酸基，一方面能提高共聚物在水中的溶解性，另一方面能表现出较好的耐温抗盐性。(4)该驱油剂几乎不对环境造成污染；(5)该驱油剂能够较好的提高原油采收率。附图说明图1为本专利技术四元共聚物驱油剂PAADN的红外谱图。图2为本专利技术四元共聚物驱油剂PAADN溶液的表观黏度与剪切速率的关系曲线。图3为本专利技术四元共聚物驱油剂PAADN溶液的表观黏度与温度的关系曲线。图4为本专利技术四元共聚物驱油剂PAADN溶液表观黏度与NaCl浓度的关系曲线。图5为本专利技术四元共聚物驱油剂PAADN溶液表观黏度与CaCl2浓度的关系曲线。图6为本专利技术四元共聚物驱油剂PAADN溶液的储能模量与损耗模量的频率扫描曲线。具体实施方式下面结合附图和实施例进一步描述本专利技术。但这些实施例仅是较优的范例，并不对本专利技术的范围构成任何限制。实施例1含马来酰亚胺结构四元共聚物驱油剂PAADN的制备按照如下方法制备含马来酰亚胺结构四元共聚物驱油剂PAADN：(1)在250mL三颈烧瓶中加入0.02gDNDA、0.3gNBSEM、6gAM、4gAA、0.002g增溶剂辛烷基苯酚聚氧乙烯醚(OP-10)和一定量去离子水，通入氮气除氧并搅拌10min至体系分散均匀；(2)冷水浴下加入NaOH调节溶液pH为7，待冷却至室温；加入一定量去离子水，将溶液配制为单体总质量百分浓度为20wt％；(3)在50℃恒温水浴下通入氮气并搅拌20min，加入引发剂过硫酸铵和亚硫酸氢钠，其中过硫酸铵与亚硫酸氢钠摩尔比为1:1，引发剂加入量占单体总质量的0.1wt％，继续通入氮气并恒温50℃反应8-12h；(4)反应结束后，用无水乙醇洗涤多次、粉碎，并置于40℃烘箱烘干24h，制得含马来酰亚胺结构四元共聚物驱油剂PAAD本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种含马来酰亚胺结构四元共聚物驱油剂，其特征在于该驱油剂是由丙烯酰胺(代号为AM)、丙烯酸(代号为AA)、N,N‑二烯丙基油酰胺(DNDA)、对马来酰亚胺基苯磺酸钠(NBSEM)四种单体制备得到，具有式(I)的结构：

【技术特征摘要】
1.一种含马来酰亚胺结构四元共聚物驱油剂，其特征在于该驱油剂是由丙烯酰胺(代号为AM)、丙烯酸(代号为AA)、N,N-二烯丙基油酰胺(DNDA)、对马来酰亚胺基苯磺酸钠(NBSEM)四种单体制备得到，具有式(I)的结构：其中，a、b、x、y为聚合度。2.根据权利要求1所述的一种含马来酰亚胺结构四元共聚物驱油剂的制备方法，其特征在于包含以下步骤：(1)在250mL三颈烧瓶中加入0.02gDNDA、0.3gNBSEM、6gAM、4gAA、0.002g增溶剂辛烷基苯酚聚氧乙烯醚(OP-10)和一定量去离子水，通入N2并搅拌10min至体系分散均匀；(2)冷水浴下加入NaOH调节溶液pH为7，待冷却至室温；加入一定量去离子水，将溶液配制为单体总质量百分浓度为20wt％；(3)在50℃恒温水浴下通入氮气并搅拌20min，加入引发剂过硫酸铵和亚硫酸氢钠，其中过硫酸铵与亚硫酸氢钠摩尔比为1:1，引发剂加入量占单体总质量的0.1wt...

【专利技术属性】
技术研发人员：苟绍华，周艳婷，刘通义，彭川，张兆民，秦光富，王樱烨，
申请(专利权)人：西南石油大学，
类型：发明
国别省市：四川,51