疏水缔合聚合物-表面活性剂二元组合物及复合驱体系制造技术

本发明专利技术涉及一种化学驱油用的疏水缔合聚合物‑表面活性剂二元组合物及复合驱体系，主要解决现有技术中存在的疏水缔合聚合物与现有表面活性剂复配，在表面活性剂浓度较大时，复配体系粘度下降影响聚‑表二元复合驱的驱油效率问题，通过采用疏水缔合聚合物‑表面活性剂二元组合物，包括以下组分：质量比为(0.5～3):(0.1～5)疏水缔合聚合物和复合表面活性剂；所述疏水缔合聚合物分子链中包含丙烯酰胺结构单元和疏水单体结构单元；所述复合表面活性剂，包括质量比为(1～60):(1～60):(20～60)脂肪酰胺甜菜碱、烷基甜菜碱、萘磺酸盐的技术方案，较好地解决了该问题，可用于油田采油中。

Hydrophobic association polymer surfactant two component composition and composite flooding system

The invention relates to a hydrophobically associating polymer surfactant two component composition and composite flooding system used for chemical flooding, which mainly solves the combination of the hydrophobic associating polymer and the existing surfactant in the existing technology. When the concentration of the surfactant is large, the viscosity decrease of the compound system affects the two element composite flooding of the polymer surface. The problem of oil displacement efficiency is by using a hydrophobic associating polymer surfactant two component composition, including the following components: a mass ratio of (0.5 to 3): (0.1 to 5) hydrophobically associating polymers and composite surfactants; the hydrophobic associating polymer chain contains the acroleamide structural unit and the hydrophobic monomer structural unit; The synthetic surface active agent, including the mass ratio (1~60): (1~60): (20~60) the technical scheme of fatty amide betaine, alkyl betaine and naphthalene sulfonate, can solve this problem well and can be used in oil field oil recovery.

【技术实现步骤摘要】
疏水缔合聚合物-表面活性剂二元组合物及复合驱体系
本专利技术涉及一种化学驱油用的疏水缔合聚合物-表面活性剂二元组合物及复合驱体系。
技术介绍
随着社会经济的发展，石油的供需矛盾日益突出。合理开发利用现有石油储量，提高石油开采效率是解决这一矛盾的有效途径，对社会的持续、稳定、建康发展具有重要意义。常规的采油方法(一次采油和二次采油)只能采出15％～50％的原油。三次采油通过强化采油措施，能将油田采收率提高6％到20％，甚至更多。三次采油分为热力驱、气驱、化学驱和微生物采油四大类。化学驱是三次采油中非常重要且已大规模应用的技术，包括聚合物驱、表面活性剂驱、碱水驱等以及聚合物、碱、表面活性剂的多种组合技术。原油采收率等于波及系数和洗油效率的乘积。聚合物能增加驱替液粘度，提高波及系数。表面活性剂能显著降低油水界面张力，提高洗油效率。因此，既能增粘又能降低界面张力的聚-表二元复合驱受到油田青睐。部分水解的聚丙烯酰胺具有良好的水溶性和增粘性，是目前二元复合驱体系常用的聚合物。但是，聚丙烯酰胺在高温、高矿化度和高剪切条件下易降解，粘度稳定性差。疏水缔合水溶性聚合物是一类亲水主链上带有少量疏水基团的水溶性高分子材料。疏水基团可发生聚集，使聚合物发生分子内和分子间缔合形成一种超分子空间网状结构。疏水缔合聚合物由于独特的分子结构，在水溶液中表现出高效的增黏性以及良好的耐温、抗盐性能以及特殊的流变性能(剪切稀释和触变性)，能解决传统驱油用聚合物存在的问题。目前，疏水缔合聚合物已经在胜利、渤海、大庆和大港等油田开展了矿场试验。疏水缔合聚合物与表面活性剂复配能否保持各自优点发挥增粘以及降低油水界面张力的作用是这类聚-表二元复合驱能否提高采收率的关键。疏水基团的存在使得疏水缔合聚合物对表面活性剂非常敏感，少量表面活性剂存在就能对聚合物的溶液性质产生巨大变化。在过去二十年，国内外很多课题组研究了疏水缔合聚合物与表面活性剂的相互作用，提出了以Candau三阶段模型(Langmuir,1992,8(3),838-847)为代表的作用机理。当表面活性剂浓度较低时，其疏水尾链进入疏水微区与聚合物的疏水基团形成混合胶束，使聚合物的分子间缔合作用增强；随着表面活性剂浓度增大，在溶液中形成大量球状胶束将疏水基团隔离，使聚合物分子间缔合减少，超分子网络结构坍塌。因此，疏水缔合聚合物与大多数表面活性剂复配的二元体系粘度随着表面活性浓度增大都呈现快速升高后急剧下降的趋势(Langmuir,2001,17(5):1719-1725；J.Phys.Chem.1994,98,1500-1505)。聚-表二元体系只有在很窄的表面活性剂浓度范围内保持高粘性能，在表面活性剂浓度较大时甚至低于聚合物本身的粘度。这一性质大大制约了疏水缔合聚合物在聚-表二元复合驱的应用前景。与一般表面活性剂不同，粘弹性表面活性剂在浓度达到临界胶束浓度时先形成球状胶束；随着浓度增大球状胶束开始向蠕虫状胶束转变，蠕虫状胶束快速生成、增长并形成柔性长棒状胶束，棒状胶束相互粘附、缠绕形成与疏水缔合聚合物相似的超分子网络结构。本专利技术将疏水缔合水溶性聚合物与粘弹性表面活性剂复配，解决了其与现有表面活性剂复配粘度下降的问题，专利技术了化学驱油用的疏水缔合聚合物与粘弹性表面活性剂二元复合驱体系。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题之一是现有技术中疏水缔合聚合物与现有表面活性剂复配，在表面活性剂浓度较大时(尤其是复合表面活性剂浓度大于疏水缔合聚合物浓度)粘度下降影响聚-表二元复合驱的驱油效率问题，提供一种疏水缔合聚合物-表面活性剂二元组合物，该组合物中，随复合表面活性剂浓度增加，体系粘度增加，当复合表面活性剂浓度较大时，体系浓度仍能持续增加，具有高效增粘、提高采收率的优点。本专利技术所要解决的技术问题之二是提供一种与解决技术问题之一相对应的疏水缔合聚合物-表面活性剂二元组合物复合驱体系。本专利技术所要解决的技术问题之三是提供一种与解决技术问题之二相对应的疏水缔合聚合物-表面活性剂二元组合物复合驱体系的制备方法。本专利技术所要解决的技术问题之四是提供一种与解决技术问题之二相对应的疏水缔合聚合物-表面活性剂二元组合物复合驱体系的应用方法。为解决上述技术问题之一，本专利技术提出的技术方案是：一种用疏水缔合聚合物-表面活性剂二元组合物，包括以下组分：(1)疏水缔合聚合物；(2)复合表面活性剂；其中，所述疏水缔合聚合物与复合表面活性剂的质量比为(0.5～3):(1～5)；所述疏水缔合聚合物分子链中包含丙烯酰胺结构单元和疏水单体结构单元；所述复合表面活性剂，包括以下组分：(1)脂肪酰胺甜菜碱；(2)烷基甜菜碱；(3)萘磺酸盐；其中，所述脂肪酰胺甜菜碱、烷基甜菜碱、萘磺酸盐的质量比为脂肪酰胺甜菜碱:烷基甜菜碱:萘磺酸盐＝(1～60):(1～60):(20～60)。上述技术方案中，所述脂肪酰胺甜菜碱优选具有式(I)所示分子通式：式(I)中，R1为C5～C30的脂肪基；R2为(CH2)a-，其中a为1～5中的任意一个整数；R3、R4独立选自C1～C10的烷基或取代烷基；R5为(CH2)b，其中b为1～5中的任意一个整数；A选自使式(I)所示分子呈电中性的阴离子基团。上述技术方案中，所述烷基甜菜碱优选具有式(II)所示分子通式：式(II)中，R6选自C1～C30的脂肪基中的任意一种；R7、R8相互独立选自C1～C5的烷基或取代烷基中的任意一种；R9选自C1～C5的亚烷基中的任意一种；B选自使式(II)所示分子呈电中性的阴离子基团。上述技术方案中，所述萘磺酸盐优选具有式(III)所示分子通式：式(III)中，R10为氢原子或者C1～C5的脂肪基中的任意一种；M1为碱金属离子或铵根离子。上述技术方案中，所述疏水缔合聚合物分子链中含有如下结构单元：其中，式(IV)结构单元的摩尔数为x、式(V)结构单元的摩尔数为y、式(VI)结构单元的摩尔数为z，(x+y):z＝(90～99.9):(0.1～10)；M2为碱金属离子或铵根离子；R11为疏水基团，结构为-(CH2)mCH3，其中m为10～30中任意一个整数。上述式中的三个结构单元可以是无规共聚也可以是有序的嵌段共聚。疏水缔合聚合物的分子量优选为20000kDa～30000kDa。上述技术方案中，R1优选方案为C10～C25的脂肪基中的任意一种，进一步优选为C12～C22的脂肪基中的任意一种，更优选为C12～C22的脂肪烃基中的任意一种。上述技术方案中，所述a优选为2～4中的任意一个整数，更优选为2或者3。上述技术方案中，所述R3、R4相互独立，优选方案为C1～C3的烷基或取代烷基中的一种，所述取代基可以是卤素取代基、羟基取代基等本领域常见取代基；进一步，R3、R4更优选方案为甲基。上述技术方案中，所述R5优选自-CH2-或-CH2-CH2-中的任意一种。上述技术方案中，所述A-优选方案为COO-或SO3-；进一步优选为COO-。上述技术方案中，所述R6优选方案为C10～C25的脂肪基中的任意一种，进一步优选为C10～C25的脂肪烃基中的任意一种。上述技术方案中，所述R7、R8相互独立，优选方案为C1～C3的烷基或取代烷基中的任意一种，所述取代基可以是卤素取代基、羟基取代基等本领域常见取代基本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种疏水缔合聚合物‑表面活性剂二元组合物，包括以下组分：(1)疏水缔合聚合物；(2)复合表面活性剂；其中，所述疏水缔合聚合物与复合表面活性剂的质量比为(0.5～3):(1～5)；所述疏水缔合聚合物分子链中包含丙烯酰胺结构单元和疏水单体结构单元；所述复合表面活性剂，包括以下组分：(1)脂肪酰胺甜菜碱；(2)烷基甜菜碱；(3)萘磺酸盐；其中，所述脂肪酰胺甜菜碱、烷基甜菜碱、萘磺酸盐的质量比为脂肪酰胺甜菜碱:烷基甜菜碱:萘磺酸盐＝(1～60):(1～60):(20～60)。

【技术特征摘要】
1.一种疏水缔合聚合物-表面活性剂二元组合物，包括以下组分：(1)疏水缔合聚合物；(2)复合表面活性剂；其中，所述疏水缔合聚合物与复合表面活性剂的质量比为(0.5～3):(1～5)；所述疏水缔合聚合物分子链中包含丙烯酰胺结构单元和疏水单体结构单元；所述复合表面活性剂，包括以下组分：(1)脂肪酰胺甜菜碱；(2)烷基甜菜碱；(3)萘磺酸盐；其中，所述脂肪酰胺甜菜碱、烷基甜菜碱、萘磺酸盐的质量比为脂肪酰胺甜菜碱:烷基甜菜碱:萘磺酸盐＝(1～60):(1～60):(20～60)。2.根据权利要求1所述疏水缔合聚合物-表面活性剂二元组合物，其特征在于所述脂肪酰胺甜菜碱具有式(I)所示分子通式：式(I)中，R1为C5～C30的脂肪基；R2为(CH2)a-，其中a为1～5中的任意一个整数；R3、R4独立选自C1～C10的烷基或取代烷基；R5为(CH2)b，其中b为1～5中的任意一个整数；A选自使式(I)所示分子呈电中性的阴离子基团；所述烷基甜菜碱具有式(II)所示分子通式：式(II)中，R6选自C1～C30的脂肪基中的任意一种；R7、R8相互独立选自C1～C5的烷基或取代烷基中的任意一种；R9选自C1～C5的亚烷基中的任意一种；B选自使式(II)所示分子呈电中性的阴离子基团；所述萘磺酸盐具有式(III)所示分子通式：式(III)中，R10为氢原子或者C1～C5的脂肪基中的任意一种；M1为碱金属离子或铵根离子。3.根据权利要求1所述疏水缔合聚合物-表面活性剂二元组合物，其特征在于所述疏水缔合聚合物分子链中含有如下结构单元：其中，式(IV)结构单元的摩尔数为x、式(V)结构单元的摩尔数为y、式(VI)结构单元的摩尔数为z，(x+y):z＝(90～99.9):(0.1～10)；M2为碱金属离子或铵根离子；R11为疏水基团，结构为-(CH2)mCH3，其中m为10～30中任意一个整数。4.根据权利要求2所述疏水缔合聚合物-表面活性剂二元组合物...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴春芳，沈之芹，吴国英，李斌，
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上海石油化工研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11