具有堵水调剖性能的聚合物及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及油田调剖堵水领域，公开了具有堵水调剖性能的聚合物及其制备方法和应用，聚合物含有结构单元A、结构单元B和结构单元C，结构单元A由丙烯酰胺单体提供，结构单元B由N‑乙烯基甲酰胺单体提供，结构单元C由具有式(1)结构的单体提供；以聚合物的重量为基准，结构单元A的含量为60‑98重量％，所述结构单元B的含量为1‑39重量％，所述结构单元C的含量为1‑39重量％；

Polymer with water shutoff profile control function and its preparation method and Application

The invention relates to the field of oilfield profile control and water plugging, and discloses a polymer with water plugging and profile control performance and its preparation method and application. The polymer contains a structural unit A, a structural unit B and a structural unit C. The structural unit A is provided by an acrylamide monomer, and the structural unit B is provided by a N vinyl formamide monomer, and the structural unit C is provided by the structure unit. The structure unit (1) is provided by the monomer; based on the weight of the polymer, the content of the structural unit A is 60 and 98 wt%, the content of the structural unit B is 1% and 39 weight%, and the content of the structural unit C is 1 of 39 wt%;

【技术实现步骤摘要】
具有堵水调剖性能的聚合物及其制备方法和应用
本专利技术涉及原油采收领域，具体地，涉及一种具有堵水调剖性能的聚合物、一种制备具有堵水调剖性能的聚合物的方法以及由该方法制备得到的具有堵水调剖性能的聚合物、具有堵水调剖性能的聚合物在堵水调剖以及制备用于堵水调剖的产品中的应用。
技术介绍
我国陆上石油80%以上是靠注水开发的。一个油藏往往由多个油层组成。由于各油层渗透性的差异，注入水将会沿着高渗透层突进，造成油井过早水掩。因此对于注水开发的油田油井来说，出水是一个普遍问题。解决这一问题的主要措施是调剖堵水。调剖堵水措施能降低油井的含水比，提高产油量；增加产油层段厚度，减少高含水层厚度，改善油井的产液削面；提高注入水的利用率，改善注水驱替效果；改善注水井的吸水剖面。从而从整体上改善注水开发效果。我国油田普遍采用注水开发方式，由于地层非均质性严重，油藏地质复杂，在开发中后期含水上升速度加快。目前油井生产平均含水已达80%以上。东部地区的一些老油田含水已达90%以上。因此，采用调剖堵水来降水增油非常必要。我国油田化学堵水技术从50年代起，在现场应用至今已有60年的历史。最初是用水泥浆堵水后发展了油基水泥、石灰乳、树脂、活性稠油等；60年代以树脂为主；70年代水溶性聚合物及其凝胶开始在油田应用。从此，油田堵水技术进入了一个新的发展阶段，堵剂品种迅速增加，处理井次增多，经济效果也明显提高。现有的堵水调剖剂主要存在两个问题：1、堵水调剖剂的作用距离短，只对近井地带有效；2、堵水调剖剂的成胶反应活性不可控，经常造成近井地带的堵塞；3、堵水调剖剂多为复剂，即A、B剂系统，在地层运移过程中会出现色谱分离，同时对于堵水调剖措施的施工设计造成不确定性。针对现有堵水调剖剂体系存在的问题，本专利技术提供一种单剂型的延迟性自交联的水溶性聚合物，可在远井地带实现可控的堵水调剖。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术的缺陷，提供一种具有堵水调剖性能的聚合物及其制备方法和应用，本专利技术提供的具有堵水调剖性能的聚合物可在较长的时间范围内实现缓慢增粘成胶，体系不需额外添加延迟交联剂，且所形成的自交联弱凝胶老化保留粘度高，适合进行远井地带的深部堵水调剖。为了实现上述目的，第一方面，本专利技术提供一种具有堵水调剖性能的聚合物，其中，该聚合物含有结构单元A、结构单元B和结构单元C，其中，结构单元A由丙烯酰胺单体提供，结构单元B由N-乙烯基甲酰胺单体提供，结构单元C由具有式（1）所示的结构的单体提供；其中，以所述聚合物的重量为基准，结构单元A的含量为60-98重量%，所述结构单元B的含量为1-39重量%，所述结构单元C的含量为1-39重量%；其中，在式（1）中，R1、R2、R3各自独立地为H、C1-C12的烷基、C6-C12的被取代的或未被取代的芳基；R4为C1-C12的烷基、C6-C12的被取代的或未被取代环烷基、C6-C12的被取代的或未被取代的芳基。第二方面，本专利技术提供了一种具有堵水调剖性能的聚合物的制备方法，其中，该方法包括：在引发剂和作为溶剂的水的存在下，且在惰性气体氛围下，使单体D、单体E和单体F进行溶液聚合反应；其中，所述单体D为丙烯酰胺单体，所述单体E为N-乙烯基甲酰胺单体，所述单体F为具有式（1）所示结构的单体；其中，所述单体D、单体E和单体F的用量使得制备得到的聚合物中，结构单元A的含量为60-98重量%，结构单元B的含量为1-39重量%，结构单元C的含量为1-39重量%；其中，在式（1）中，R1、R2、R3各自独立地为H、C1-C12的烷基、C6-C12的被取代的或未被取代的芳基；R4为C1-C12的烷基、C6-C12的被取代的或未被取代环烷基、C6-C12的被取代的或未被取代的芳基。第三方面，本专利技术提供由前述方法制备得到的具有堵水调剖性能的聚合物。第四方面，本专利技术提供前述具有堵水调剖性能的聚合物在油田堵水调剖中应用。第五方面，本专利技术提供前述具有堵水调剖性能的聚合物在制备油田堵水调剖剂中应用。采用本专利技术的技术方案，在具有结构单元A、结构单元B和结构单元C的聚合物中，结构单元C在地层温度条件下（70-90℃）发生水解，产生Ｎ-羟甲基丙酰胺结构和活泼氢。所得产物进一步与结构单元A发生Mannich曼尼希反应而形成交联。由于结构单元C在地层中的水解是一个较缓慢的渐进过程。使得堵水调剖剂可以被输送到远井地带缓慢成胶。因此，本专利技术提供的具有堵水调剖性能的聚合物可在较长的时间范围内实现缓慢增粘成胶，体系不需额外添加延迟交联剂，且所形成的自交联弱凝胶老化保留粘度高，适合进行远井地带的深部堵水调剖。本专利技术的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。具体实施方式以下对本专利技术的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限制本专利技术。在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。第一方面，本专利技术提供一种具有堵水调剖性能的聚合物，其中，该聚合物含有结构单元A、结构单元B和结构单元C，其中，结构单元A由丙烯酰胺单体提供，结构单元B由N-乙烯基甲酰胺单体提供，结构单元C由具有式（1）所示的结构的单体提供；其中，以所述聚合物的重量为基准，结构单元A的含量为60-98重量%，所述结构单元B的含量为1-39重量%，所述结构单元C的含量为1-39重量%；其中，在式（1）中，R1、R2、R3各自独立地为H、C1-C12的烷基、C6-C12的被取代的或未被取代的芳基；R4为C1-C12的烷基、C6-C12的被取代的或未被取代环烷基、C6-C12的被取代的或未被取代的芳基。本专利技术的专利技术人在研究的过程中发现，在本专利技术提供的具有结构单元A、结构单元B和结构单元C的聚合物中，结构单元C在地层温度条件下（70-90℃）发生水解，产生Ｎ-羟甲基丙酰胺结构和活泼氢。所得产物进一步与结构单元A发生Mannich曼尼希反应而形成交联。由于结构单元C在地层中的水解是一个较缓慢的渐进过程。使得堵水调剖剂可以被输送到远井地带缓慢成胶。因此，本专利技术提供的具有堵水调剖性能的聚合物可在较长的时间范围内实现缓慢增粘成胶，体系不需额外添加延迟交联剂，且所形成的自交联弱凝胶老化保留粘度高，适合进行远井地带的深部堵水调剖，从而完成了本专利技术。优选地，以所述聚合物的重量为基准，所述结构单元A的含量为75-90重量%，所述结构单元B的含量为5-20重量%，所述结构单元C的含量为4-20重量%。根据本专利技术，在没有相反说明的情况下，术语“C1-C12的烷基”可以是直链或支链的，所述C1-C12的烷基例如包括：甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十一烷基和十二烷基。术语“C6-C12的被取代的或未被取代环烷基”中的“C6-C12”是指所有碳原子的总数，当环烷基中含有取代基时，所述取代基优选为C1-C4的直连的或支链的烷基或亚烷基，例如，烷基可以包括甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、异丁基和叔丁基本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有堵水调剖性能的聚合物，其特征在于，该聚合物含有结构单元A、结构单元B和结构单元C，其中，结构单元A由丙烯酰胺单体提供，结构单元B由N‑乙烯基甲酰胺单体提供，结构单元C由具有式(1)所示的结构的单体提供；其中，以所述聚合物的重量为基准，结构单元A的含量为60‑98重量％，所述结构单元B的含量为1‑39重量％，所述结构单元C的含量为1‑39重量％；

【技术特征摘要】
1.一种具有堵水调剖性能的聚合物，其特征在于，该聚合物含有结构单元A、结构单元B和结构单元C，其中，结构单元A由丙烯酰胺单体提供，结构单元B由N-乙烯基甲酰胺单体提供，结构单元C由具有式(1)所示的结构的单体提供；其中，以所述聚合物的重量为基准，结构单元A的含量为60-98重量％，所述结构单元B的含量为1-39重量％，所述结构单元C的含量为1-39重量％；其中，在式(1)中，R1、R2、R3各自独立地为H、C1-C12的烷基、C6-C12的被取代的或未被取代的芳基；R4为C1-C12的烷基、C6-C12的被取代的或未被取代环烷基、C6-C12的被取代的或未被取代的芳基。2.根据权利要求1所述的聚合物，其中，以所述聚合物的重量为基准，所述结构单元A的含量为75-90重量％，所述结构单元B的含量为5-20重量％，所述结构单元C的含量为4-20重量％。3.根据权利要求1或2所述的聚合物，其中，在式(1)中，R1、R2、R3各自独立地为H、C1-C4的烷基、C12的烷基、C6-C10的被取代的或未被取代的芳基；R4为C1-C4的烷基、C12的烷基、C6-C10的被取代的或未被取代的芳基；优选的，R1、R2、R3各自独立地为H、甲基、乙基、丙基、丁基、十二烷基、苯基、萘基、苄基或乙基苯基；R4为甲基、乙基、丙基、丁基、十二烷基、苯基、萘基、苄基、乙基苯基、环己基、环庚基或环辛基。4.一种具有堵水调剖性能的聚合物的制备方法，其特征在于，该方法包括：在引发剂和作为溶剂的水的存在下，且在惰性气体氛围下，使单体D、单体E和单体F进行溶液聚合反应；其中，所述单体D为丙烯酰胺单体，所述单体E为N-乙烯基甲酰胺单体，所述单体F为具有式(1)所示结构的单体；其中，所述单体D、单体E和单体F的用量使得制备得到的聚合物中，结构单元A的含量为60-98重量％，结构单元B的含量为1-39重量％，结构单元C的含量为1-39重量％；其中，在式(1)中，R1、R2、R3各自独立地为H、C1-C12的烷基、C6-C12的被取代的或未被取代的芳基；R4为C1-C12的烷基、C6-C12的被取代的或未...

【专利技术属性】
技术研发人员：祝纶宇，张文龙，杜超，方昭，胡晓娜，刘希，伊卓，
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北京化工研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11