一种驱油石墨烯用分散剂的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种驱油石墨烯用分散剂的制备方法，属于油田化学技术领域。利用乙烯基吡咯烷酮、带有苯环的季铵盐单体、带有长链烷基的季铵盐单体、带有吡啶基的季铵盐单体为原料，以水为溶剂，在引发剂和链转移剂作用下，通过溶液聚合物制备多元共聚物。这种聚合物在矿化水中溶解性能优良，能够显著提升驱油石墨烯的分散性能，可以作为石墨烯类驱油材料的分散剂使用。

【技术实现步骤摘要】
一种驱油石墨烯用分散剂的制备方法
本专利技术涉及一种驱油石墨烯用分散剂的制备方法，属于油田化学

技术介绍
石油是一种重要的战略资源，它的开采和利用对国民经济的发展具有重要的作用。当前，我国原油对外依存度逐年递增，原油供给严重依赖于进口，威胁到国家能源安全，通过创新技术手段提高原油采收率是保障国家能源安全的重要途径之一。传统化学驱已经在我国大部分油田得到了应用，并取得了一定的效果，然而，各种化学药剂在应用过程中均存在一定的不足，比如，聚合物和表面活性剂环境有一定的污染，用料消耗高，在油藏中不耐盐或不耐高温，化学损失严重。因此，开发综合性能更佳的驱油药剂很有必要。近年来，人们发现纳米材料在提高采收率领域具有很好的应用潜力。无机纳米材料具有良好的机械稳定性和热稳定性，可以承受高温、高压、高盐和剪切等条件，满足传统化学驱不适用的苛刻油藏的要求。球状纳米材料提高采收率的机理主要包括降低油水界面张力、油藏润湿性改变、重油溶胀、沥青质稳定、降低油粘度、提高抽提液粘度、纳米乳液生成、孔道堵塞、解缝压力等。当前，主要研究和应用的球状纳米材料包括纳米SiO2、纳米TiO2、纳米Al2O3、纳米Fe2O3，以及它们的改性产物。为了进一步解决球状纳米材料在应用过程中存在的用量大、成本高、驱油性能有待提高等不足，人们发现，石墨烯型片状纳米材料是一种更具有潜力的驱油材料。通过控制石墨烯的尺寸和两亲性质，可以实现石墨烯在油水界面上聚集形成具有一定强度的界面膜，达到驱油材料的高效利用和驱油性能的明显提升。然而，由于石墨烯颗粒之间存在较强的π-π、疏水作用，石墨烯之间的聚结稳定性较差，在长时间放置或者高温高盐条件下，石墨烯颗粒之间逐步聚结形成尺寸更大的颗粒，这将显著影响石墨烯的驱油效果。因此，开发驱油石墨烯用分散剂，改善驱油石墨烯的分散性能，保证石墨烯颗粒在存储、运输和使用过程中能够保持其尺寸和形貌，对于驱油石墨烯的开发和应用具有重要的意义。
技术实现思路
本专利技术提供一种驱油石墨烯用分散剂的制备方法。专利技术概述本专利技术以乙烯基吡咯烷酮、带有苯环的季铵盐单体、带有长链烷基的季铵盐单体、带有吡啶基的季铵盐单体为原料，以水为溶剂，在引发剂和链转移剂作用下，通过溶液聚合物制备共聚物。经过测试，这种共聚物在矿化水中溶解性能优良，能够显著提升驱油石墨烯的分散性能，可以作为石墨烯类驱油材料的分散剂使用。专利技术详述本专利技术的技术方案如下：将单体A、单体B、单体C、单体D、引发剂、链转移剂、去离子水加入到装有搅拌器、通氮管、球形冷凝管和温度计的四颈玻璃瓶中，搅拌待所有原料溶解后，通入氮气30min，聚合温度控制在30～90℃，聚合反应1～24h，将产物干燥、粉碎，即得；单体A、单体B、单体C、单体D的质量比为1:(0.01～5):(1～50):(0.002～0.9)，单体总质量、引发剂、链转移剂的质量比为1:(0.0003～0.015):(0.00001～0.0008)，单体总质量、去离子水的质量比为1:(0.6～10)；单体A为单体B为其中R1为H或CH3，X1为Cl或Br；单体C为其中R2为H或CH3，R3为碳原子个数为2～18的烷基，X2为Cl或Br；单体D为其中R4为碳原子个数为1～8的烷基，X3为Cl或Br。根据本专利技术，优选的，所述的引发剂为过硫酸钾、过硫酸铵、偶氮二异丁基脒盐酸盐、偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐、偶氮二氰基戊酸的一种；优选的，所述的链转移剂为甲酸钠、异丙醇的一种；优选的，所述的单体C中R3为碳原子个数为6～16的烷基；优选的，所述的单体D中R4为碳原子个数为1～4的烷基；优选的，单体A、单体B、单体C、单体D的质量比为1:(0.05～3):(3～20):(0.02～0.6)；优选的，单体总质量、引发剂、链转移剂的质量比为1:(0.0006～0.008):(0.00007～0.0005)；优选的，单体总质量、去离子水的质量比为1:(1～6)；优选的，聚合温度控制在30～75℃，聚合反应3～15h。本专利技术的优良效果如下：1.共聚物分子中含有大量的阳离子基团，产品具有良好的溶解、抗盐、抗高温老化等性能。2.在共聚物分子中引入吡咯烷酮、苯基、吡啶基等基团，增强产品与石墨烯片状基体的相互作用，提升共聚物在石墨烯上的吸附能力。3.共聚物分子中的长链烷基拆散石墨烯上疏水部分之间的缔合作用，提升产品对于石墨烯的分散效果。4.通过链转移控制共聚物的分子量，在保障产品分散性能的同时，降低它的增粘、絮凝等副作用。5.本专利技术制备工艺简单，绿色环保，容易实现工业化生产。6.本专利技术制备的产品与常规驱油助剂和施工工艺的配伍性好。具体实施方式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材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。下面结合具体实施例对本专利技术做进一步说明，但本专利技术保护范围不仅限于此。实施例1：将10g单体A、10g单体B(R1为H，X1为Cl)、120g单体C(R2为CH3，R3为正十二烷基，X2为Cl，)、3g单体D(R4为乙基，X3为Cl)、0.35g偶氮二异丁基脒盐酸盐、0.05g甲酸钠、450g去离子水加入到装有搅拌器、通氮管、球形冷凝管和温度计的四颈玻璃瓶中，搅拌待所有原料溶解后，通入氮气30min，聚合温度控制在65℃，聚合反应9h，将产物干燥、粉碎，即得分散剂。实施例2：如实施例1所述，所不同的是单体C中R2为H。实施例3：如实施例1所述，所不同的是单体C中R3为正辛基。实施例4：如实施例1所述，所不同的是单体C中R3为正十六烷基。实施例5：如实施例1所述，所不同的是单体B加量为20g。实施例6：如实施例1所述，所不同的是单体B加量为3g。实施例7：如实施例1所述，所不同的是单体C加量为180g。实施例8：如实施例1所述，所不同的是单体C加量为50g。实施例9：如实施例1所述，所不同的是单体D加量为1g。实施例10：如实施例1所述，所不同的是引发剂为过硫酸铵。实施例11：如实施例1所述，所不同的是偶氮二异丁基脒盐酸盐加量为0.8g。实施例12：如实施例1所述，所不同的是偶氮二异丁基脒盐酸盐加量为0.15g。实施例13：如实施例1所述，所不同的是链转移剂为异丙醇。实施例14：如实施例1所述，所不同的是甲酸钠加量为0.02g。实施例15：如实施例1所述，所不同的是去离子水加量为650g。实施例16：如实施例1所述，所不同的是反应温度为55℃，反应时间为6h。对比例1：十二烷基三甲基溴化铵，山东登诺化工有限公司工业本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种驱油石墨烯用分散剂的制备方法，包括步骤如下：/n将单体A、单体B、单体C、单体D、引发剂、链转移剂、去离子水加入到装有搅拌器、通氮管、球形冷凝管和温度计的四颈玻璃瓶中，搅拌待所有原料溶解后，通入氮气30min，聚合温度控制在30～90℃，聚合反应1～24h，将产物干燥、粉碎，即得；单体A、单体B、单体C、单体D的质量比为1:(0.01～5):(1～50):(0.002～0.9)，单体总质量、引发剂、链转移剂的质量比为1:(0.0003～0.015):(0.00001～0.0008)，单体总质量、去离子水的质量比为1:(0.6～10)；/n所述的单体A为

【技术特征摘要】
1.一种驱油石墨烯用分散剂的制备方法，包括步骤如下：
将单体A、单体B、单体C、单体D、引发剂、链转移剂、去离子水加入到装有搅拌器、通氮管、球形冷凝管和温度计的四颈玻璃瓶中，搅拌待所有原料溶解后，通入氮气30min，聚合温度控制在30～90℃，聚合反应1～24h，将产物干燥、粉碎，即得；单体A、单体B、单体C、单体D的质量比为1:(0.01～5):(1～50):(0.002～0.9)，单体总质量、引发剂、链转移剂的质量比为1:(0.0003～0.015):(0.00001～0.0008)，单体总质量、去离子水的质量比为1:(0.6～10)；
所述的单体A为
所述的单体B为
其中R1为H或CH3，X1为Cl或Br；
所述的单体C为
其中R2为H或CH3，R3为碳原子个数为2～18的烷基，X2为Cl或Br；
所述的单体D为
其中R4为碳原子个数为1～8的烷基，X3为Cl或Br；
所述的引发剂为过硫酸钾、过硫酸铵、偶氮二异丁基脒盐酸盐、偶氮二异丁咪...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹杰，米恒坤，王佳，陈英鹏，徐国彬，黄维安，
申请(专利权)人：中国石油大学华东，
类型：发明
国别省市：山东;37