一种改性酚醛交联剂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种改性酚醛交联剂及其制备方法和应用，属于油田化学技术领域。所述交联剂按重量份计，其由90‑95份的酚醛预聚体和5‑10份的稳定剂组成，其中：所述酚醛预聚体是在碱性催化剂作用下，由摩尔比为2.5∶1～3∶1的酚类和甲醛反应制成，所述酚醛预聚体的羟甲基含量为18.92‑23.34％；所述稳定剂为氨基取代苯甲酸类。该交联剂室温下保存有效期在6个月以上，该交联剂在制备交联聚合物凝胶调剖剂中应用时，成胶温度80℃‑120℃，成胶时间24‑120h，形成的凝胶体系稳定，凝胶粘度达8000mPa·s以上，适用于注入井的深部调驱作业处理，在高含水油田后期开发提高原油采收率方面具有良好的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种改性酚醛交联剂及其制备方法和应用
本专利技术涉及油田化学
，特别涉及一种改性酚醛交联剂及其制备方法和应用。
技术介绍
油田开发中后期，通过注水补充地层能量是目前我国大多数油田所采取的主要措施。由于油藏地层的复杂性以及地层的非均质性，当注水量增加时，导致油井大量出水，严重影响水驱开发效果。为了提高注水效果和油田的最终采收率，油层的堵水调剖技术在油气田的开发中得到重视和发展。交联剂可与聚丙烯酰胺类聚合物作用得到不同粘度的凝胶，应用于油田的堵水调剖领域，提高油田采收率。现有的常用的交联剂为水溶性酚醛树脂交联剂，其通常是以甲醛和苯酚为原料，置于反应釜中加热到50℃-60℃后，加入碱性催化剂进行反应制得。由于现有的水溶性酚醛树脂交联剂中三阶羟基酚和四阶羟基酚的含量过高，使交联剂的反应活性降低；同时该水溶性酚醛树脂交联剂自身易发生缩聚，有效期一般仅为1-2个月，存在有效期短的问题，极大的限制了现场的应用推广。
技术实现思路
本专利技术提供一种改性酚醛交联剂及其制备方法和应用，解决了现有技术中存在的水溶性酚醛树脂交联剂的反应活性低、保存有效期短的技术问题。一方面，为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种改性酚醛交联剂，按重量份计，其由90-95份的酚醛预聚体和5-10份的稳定剂组成，其中：所述酚醛预聚体是在碱性催化剂作用下，由摩尔比为2.5∶1～3∶1的酚类和甲醛反应制成，所述酚醛预聚体的羟甲基含量为18.92-23.34％；所述稳定剂为氨基取代苯甲酸类。进一步地，所述酚类为苯酚或间苯二酚。进一步地，所述稳定剂为邻氨基苯甲酸和对氨基苯甲酸中的一种或两种。进一步地，所述碱性催化剂为氢氧化钠和氢氧化钡的混合物；所述碱性催化剂用量为酚类和甲醛总重量的1.5％-2.5％。另一方面，本专利技术提供了一种改性酚醛交联剂的制备方法，包括：将酚类加热至60-65℃加入碱性催化剂搅拌活化后得混合液；向所述混合液中加入甲醛溶液，升温至60-65℃恒温反应40-50min，得酚醛预聚体；其中，所述酚类和甲醛的摩尔比为2.5∶1～3∶1；将所述酚醛预聚体和稳定剂混合均匀，获得所述交联剂；其中，所述酚醛预聚体和所述稳定剂的重量份分别为90-95份和5-10份；所述稳定剂为氨基取代苯甲酸类。进一步地，所述酚类为苯酚或间苯二酚；所述稳定剂为邻氨基苯甲酸和对氨基苯甲酸中的一种或两种。进一步地，所述碱性催化剂为氢氧化钠和氢氧化钡的混合物；所述碱性催化剂用量为酚类和甲醛溶液总重量的1.5％-2.5％。另一方面，本专利技术提供了一种改性酚醛交联剂在制备交联聚合物凝胶调剖剂中的应用。进一步地，所述应用的方法包括：将重量比为0.2％-0.4％的聚合物、0.2％-0.4％的改性酚醛交联剂与水混合配置成基液，所述基液中各组分重量百分比之和为100％；其中，所述聚合物为聚丙烯酰胺，所述改性酚醛交联剂按重量份由90-95份的酚醛预聚体和5-10份的稳定剂混合制成；所述基液通过反应得到具有三维网络结构的凝胶，所述凝胶即为所述交联聚合物凝胶调剖剂。进一步地，所述聚合物的相对分子质量为2000万-2500万，水解度小于25％；所述基液的反应温度为80℃-120℃。本专利技术实施例中的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：本专利技术实施例提供的改性酚醛交联剂，通过加入稳定剂降低了酚醛预聚体中三阶羟基酚和四阶羟基酚的含量，使其主要成分以一阶羟基酚和二阶羟基酚为主，提高了交联剂与聚丙烯酰胺类聚合物的反应活性，同时稳定剂的加入减缓了交联剂自身缩聚速率，延长了保存有效期；该交联剂在室温下保存有效期在6个月以上，在80℃-120℃范围内均可成胶，成胶时间20-120h可控，形成的凝胶体系稳定，适用于注入井的深部调驱作业。附图说明图1是本专利技术实施例中改性酚醛交联剂的制备方法流程图；图2是本专利技术实施例中改性酚醛交联剂在制备交联聚合物凝胶调剖剂中的应用方法流程图。具体实施方式本专利技术实施例通过提供一种改性酚醛交联剂及其制备方法和应用，解决了现有技术中存在的水溶性酚醛树脂交联剂的反应活性低、保存有效期短的技术问题；该交联剂室温下保存有效期在6个月以上，成胶温度80℃-120℃，成胶时间24-120h，形成的凝胶体系稳定。为解决上述技术问题，本专利技术实施例总体思路如下：本专利技术提供了一种改性酚醛交联剂，按重量份计，其由90-95份的酚醛预聚体和5-10份的稳定剂组成，其中：所述酚醛预聚体是在碱性催化剂作用下，由摩尔比为2.5∶1～3∶1的酚类和甲醛反应制成，所述酚醛预聚体的羟甲基含量为18.92-23.34％；所述稳定剂为氨基取代苯甲酸类。通过以上内容可以看出，本专利技术的改性酚醛交联剂，由于酚醛预聚体与稳定剂氨基取代苯甲酸类物质作用后其主要成分以一阶羟基酚和二阶羟基酚为主，降低了酚醛预聚体中三阶羟基酚和四阶羟基酚的含量，而一阶羟基酚和二阶羟基酚位阻小，更易与聚合物反应成胶，因此提高了交联剂与聚丙烯酰胺类聚合物的反应活性；同时稳定剂的加入可以延缓酚醛预聚体的缩聚速率，延长保存有效期，从而解决现有技术中存在的水溶性酚醛树脂交联剂的反应活性低、保存有效期短的技术问题。所述的一阶羟基酚是指带有一个羟甲基的酚，二阶羟基酚指带有两个羟甲基的酚，同理，三阶羟基酚是带有三个羟甲基的酚，四阶羟基酚是带有四个羟甲基的酚。为了更好的理解上述技术方案，下面通过附图以及具体实施例对本专利技术技术方案做详细的说明，应当理解本专利技术实施例以及实施例中的具体特征是对本专利技术技术方案的详细的说明，而不是对本专利技术技术方案的限定，在不冲突的情况下，本专利技术实施例以及实施例中的技术特征可以相互结合。一方面，本专利技术实施例提供了一种改性酚醛交联剂，按重量份计，其由90-95份的酚醛预聚体和5-10份的稳定剂组成，其中：本专利技术实施例中所使用的术语“酚醛预聚体”，是在碱性催化剂作用下，由摩尔比为2.5∶1～3∶1的酚类和甲醛反应制成；所述酚醛预聚体的羟甲基含量为18.92-23.34％。需要说明的是，本专利技术实施例中所述的酚醛预聚体的羟甲基含量是按照GB/T14074-2006方法检测得到。本专利技术实施例中所述酚类为苯酚或间苯二酚，优选苯酚。本专利技术实施例中所使用的术语“稳定剂”的含义为可以减缓交联剂自身缩聚反应，延长交联剂有效期的一种化学添加剂。本专利技术实施例中所述稳定剂为邻氨基苯甲酸和对氨基苯甲酸中的一种或两种，优选邻氨基苯甲酸。由于酚类与甲醛反应完后，溶液中残留的碱性催化剂仍会缓慢催化使酚与甲醛继续反应生成网状交联的大分子，从而导致固化失效，而稳定剂的加入一方面可以消耗溶液残留的碱性催化剂，阻止网状交联大分子的生成，另一方面可以与交联剂所带羟甲基形成氢键作用，减缓交联剂自身缩聚反应的进行，从而延长交联剂的保存有效期。由此可见，本专利技术实施例中的稳定剂与酚醛预聚体不仅仅是简单的物理混合，两者之间发生了化学反应，存在相互的化学作用。调节酚醛预聚体与稳定剂的不同比例，会影响交联剂保存期限和成胶时间，稳定剂用量过大，交联剂保存时间长，但成胶速率也相对较慢。另外，酚醛预聚体中羟甲基含量越多则反应活性单元越多，越有利于之后与聚合物的成胶反应，但是羟甲基含量越多交联剂自身越容易固化。所以羟甲基含量、酚醛预聚体、及稳定剂的配比三者会对交联剂的反应活性及稳定性产生综合影响，研本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种改性酚醛交联剂，其特征在于，按重量份计，其由90‑95份的酚醛预聚体和5‑10份的稳定剂组成，其中：所述酚醛预聚体是在碱性催化剂作用下，由摩尔比为2.5∶1～3∶1的酚类和甲醛反应制成，所述酚醛预聚体的羟甲基含量为18.92‑23.34％；所述稳定剂为氨基取代苯甲酸类。

【技术特征摘要】
1.一种改性酚醛交联剂，其特征在于，按重量份计，其由90-95份的酚醛预聚体和5-10份的稳定剂组成，其中：所述酚醛预聚体是在碱性催化剂作用下，由摩尔比为2.5∶1～3∶1的酚类和甲醛反应制成，所述酚醛预聚体的羟甲基含量为18.92-23.34％；所述稳定剂为氨基取代苯甲酸类。2.如权利要求1所述的改性酚醛交联剂，其特征在于，所述酚类为苯酚或间苯二酚。3.如权利要求1所述的改性酚醛交联剂，其特征在于，所述稳定剂为邻氨基苯甲酸和对氨基苯甲酸中的一种或两种。4.如权利要求1所述的改性酚醛交联剂，其特征在于，所述碱性催化剂为氢氧化钠和氢氧化钡的混合物；所述碱性催化剂用量为酚类和甲醛总重量的1.5％-2.5％。5.如权利要求1-4之一所述的改性酚醛交联剂的制备方法，其特征在于，包括：将酚类加热至60-65℃加入碱性催化剂搅拌活化后得混合液；向所述混合液中加入甲醛溶液，升温至60-65℃恒温反应40-50min，得酚醛预聚体；其中，所述酚类和甲醛的摩尔比为2.5∶1～3∶1；将所述酚醛预聚体和稳定剂混合均匀，获得所述交联剂；其中，所述酚醛预聚体和所述稳定剂的重量份分别为9...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙磊，王宇宾，徐鸿志，张贵清，夏烨，刘小攀，郝志伟，赵文娜，李玉泉，
申请(专利权)人：中国石油天然气集团公司，中国石油集团海洋工程有限公司，中国石油集团工程技术研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11