一种羟基改性聚硅氧烷润湿性调节剂及制备方法技术

本发明专利技术公开了一种羟基改性聚硅氧烷润湿性调节剂及制备方法。所述羟基改性聚硅氧烷润湿性调节剂的主链为硅原子与氧原子交替通过共价键形成的分子链；所述主链上的硅原子中部分通过硅氢键连接有氢原子，部分连接有羟基取代的烷基侧链。本发明专利技术设计合成的羟基改性聚硅氧烷具有非常优异的抗温性能，通过部分接枝羟基，提高聚硅氧烷的亲水性能，使得白云岩在聚硅氧烷水乳液中与工业白油的接触角可以达到75

【技术实现步骤摘要】
一种羟基改性聚硅氧烷润湿性调节剂及制备方法


[0001]本专利技术涉及油田化学
，具体涉及一种羟基改性聚硅氧烷润湿性调节剂及制备方法。

技术介绍

[0002]随着经济快速发展，对油气资源的需求不断增加，但一般的浅层油藏已开采殆尽。有研究者统计发现，世界探明油气储量的50％都在碳酸盐岩储层中，其中白云岩储层约占已探明碳酸盐岩储层的一半，因此开发白云岩油气藏获得油气资源至关重要。
[0003]在白云岩储层的钻井、固井、油气开采等施工过程中，因外来钻井流体和固相颗粒侵入储层地层，使得白云岩储层段油气层绝对和相对渗透率降低、油气流进入井眼的阻力被增大，油气井采收率被降低的现象称油气层损害。而油气层渗透率的降低是损害油气层的主要表现形式，油气层渗透率降低包括储层绝对渗透率和油气相对渗透率的降低。
[0004]白云岩储层由于一般为低渗透率，在钻完井过程中，钻完井工作液易侵入白云岩储层，造成储层水锁伤害和水敏性伤害。油、水两相的相对渗透率因储层受到伤害而降低，储层岩石裂缝的导流能力也因此受到影响，导致产能下降。
[0005]人们常通过用油基工作液代替水基工作液的方法来实现保护储层防止水锁伤害和水敏性伤害的产生。但是上述方法运用到低渗透油藏时出现了严重的问题，低渗透油层和气层的润湿性因为油基工作液而发生改变，使得储层的渗透率变得更低，对低渗透油气藏造成了严重的储层损害，油气区块的采收率大大降低。
[0006]通过调节岩石表面润湿性，使岩石表面润湿性转变为疏水疏油的状态是目前保护油气储层的一种有效手段。例如：以氟代丙烯酸酯聚合物FCS
‑
08和丙烯酸酯聚合物LCM
‑
08作为添加剂逆转岩石表面润湿性，通过全氟烷基链在岩石表面吸附排列，使岩石表面润湿性变为疏水疏油以达到保护油气储层的目的。
[0007]但现有的润湿性调节剂大多只能适用于180℃以下的环境，面对200℃以上的高温环境，可用的润湿性调节剂少之又少。

技术实现思路

[0008]本专利技术的目的在于提供一种羟基改性聚硅氧烷润湿性调节剂及制备方法，该润湿性调节剂可耐220℃高温，解决了现有润湿性调节剂无法在高温条件下有效调节白云岩表面润湿性的问题。
[0009]为了实现以上目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0010]本专利技术一方面提供一种羟基改性聚硅氧烷润湿性调节剂，所述羟基改性聚硅氧烷润湿性调节剂的主链为硅原子与氧原子交替通过共价键形成的分子链；所述主链上的硅原子中部分通过硅氢键连接有氢原子，部分连接有羟基取代的烷基侧链。
[0011]所述羟基取代的烷基指烷基中任意一个氢原子被羟基所取代，优选为端羟基取代的烷基。
[0012]根据本专利技术的羟基改性聚硅氧烷润湿性调节剂，优选地，以所述硅氢键与羟基取代的烷基的总和为100％计，所述羟基取代的烷基占比为20％～40％。
[0013]根据本专利技术的羟基改性聚硅氧烷润湿性调节剂，优选地，所述羟基取代的烷基为4
‑
羟基正丁基。
[0014]根据本专利技术的羟基改性聚硅氧烷润湿性调节剂，优选地，所述羟基改性聚硅氧烷润湿性调节剂通过含氢聚硅氧烷与所述羟基取代的烷基对应的羟基烯烃接枝改性获得。
[0015]根据本专利技术的羟基改性聚硅氧烷润湿性调节剂，优选地，所述羟基烯烃为3
‑
丁烯
‑1‑
醇。
[0016]根据本专利技术的羟基改性聚硅氧烷润湿性调节剂，优选地，所述羟基改性聚硅氧烷润湿性调节剂的分子量为2000～200000。
[0017]本专利技术另一方面提供一种以上羟基改性聚硅氧烷润湿性调节剂的制备方法，包括以下步骤：
[0018]制备含氢聚硅氧烷：
[0019]将四甲基环四硅氧烷、六甲基二硅氧烷和引发剂混合，升温至第一预设温度后，滴加八甲基环四硅氧烷进行反应，滴加完成后继续反应；反应结束后得到所述含氢聚硅氧烷；
[0020]对所述含氢聚硅氧烷进行改性接枝羟基：
[0021]将所述羟基取代的烷基对应的羟基烯烃和催化剂加入溶剂中，升温至第二预设温度后滴加所述含氢聚硅氧烷进行反应，滴加完成继续反应；反应结束后，除去溶剂，得到所述羟基改性聚硅氧烷。
[0022]所述含氢聚硅氧烷的合成反应式如下：
[0023][0024]式中，a、b、c、n、m为自然数，a:b:c＝(2～4):(1～0.1):0.5。
[0025]对所述含氢聚硅氧烷进行改性接枝羟基的过程如下：
[0026][0027]式中，x，y为自然数，x：y＝1：0.1～0.5。
[0028]根据本专利技术的制备方法，优选地，所述四甲基环四硅氧烷与六甲基二硅氧烷的摩尔比为1:0.1～0.5。
[0029]根据本专利技术的制备方法，优选地，所述八甲基环四硅氧烷与四甲基环四硅氧烷的摩尔比为2～4:1。
[0030]根据本专利技术的制备方法，优选地，所述引发剂的用量为反应体系(所有反应物)的1～3wt％，即所述引发剂的用量为四甲基环四硅氧烷、六甲基二硅氧烷和八甲基环四硅氧烷总质量的1～3wt％。
[0031]根据本专利技术的制备方法，所述引发剂为聚合反应提供氢离子，选择可以提供氢离子的硫酸等，本专利技术优选离子交换树脂，反应结束后过滤除去不溶物即可分离出离子交换树脂引发剂，具体可以为强酸性离子交换树脂CT175。
[0032]根据本专利技术的制备方法，优选地，所述含氢聚硅氧烷与3
‑
丁烯
‑1‑
醇的投料比为使得所述含氢聚硅氧烷中硅氢键的接枝比为20％～40％。
[0033]根据本专利技术的制备方法，优选地，所述催化剂为铂(0)
‑
1,3
‑
二乙烯
‑
1,1,3,3
‑
四甲基二硅氧烷。
[0034]根据本专利技术的制备方法，优选地，所述催化剂用量为反应体系(所有反应物以及溶剂)的1～3wt％。
[0035]根据本专利技术的制备方法，所述溶剂的作用为防止反应过程中聚合物暴聚，可以溶解聚硅氧烷且不会影响反应过程的溶剂均可，如氯仿、四氢呋喃等，本专利技术优选四氢呋喃。
[0036]根据本专利技术的制备方法，优选地，所述第一预设温度为65～90℃；所述八甲基环四硅氧烷滴加完成后继续反应12～36h；
[0037]所述第二预设温度为60～80℃；所述含氢聚硅氧烷滴加完成后继续反应12～36h。
[0038]本专利技术设计合成的羟基改性聚硅氧烷具有非常优异的抗温性能，通过部分接枝羟基，提高聚硅氧烷的亲水性能，使得白云岩在聚硅氧烷水乳液中与工业白油的接触角可以达到75
°
～105
°
的范围，并且在220℃的高温环境下，仍具有调节润湿性的性能。
附图说明
[0039]图1为实施例1制备的润湿性调节剂A老化前的核磁谱图。
[0040]图2为实施例1制备的润湿性调节剂A老化后的核磁谱图。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种羟基改性聚硅氧烷润湿性调节剂，其特征在于，所述羟基改性聚硅氧烷润湿性调节剂的主链为硅原子与氧原子交替通过共价键形成的分子链；所述主链上的硅原子中部分通过硅氢键连接有氢原子，部分连接有羟基取代的烷基侧链。2.根据权利要求1所述的羟基改性聚硅氧烷润湿性调节剂，其特征在于，以所述硅氢键与羟基取代的烷基的总和为100％计，所述羟基取代的烷基占比为20％～40％。3.根据权利要求1或2所述的羟基改性聚硅氧烷润湿性调节剂，其特征在于，所述羟基取代的烷基为4
‑
羟基正丁基。4.根据权利要求1或2所述的羟基改性聚硅氧烷润湿性调节剂，其特征在于，所述羟基改性聚硅氧烷润湿性调节剂通过含氢聚硅氧烷与所述羟基取代的烷基对应的羟基烯烃接枝改性获得。5.根据权利要求4所述的羟基改性聚硅氧烷润湿性调节剂，其特征在于，所述羟基烯烃为3
‑
丁烯
‑1‑
醇。6.根据权利要求1所述的羟基改性聚硅氧烷润湿性调节剂，其特征在于，所述羟基改性聚硅氧烷润湿性调节剂的分子量为2000～200000。7.一种权利要求1
‑
6任一项所述羟基改性聚硅氧烷润湿性调节剂的制备方法，其特征在于，该制备方法包括以下步骤：制备含氢聚硅氧烷：将四甲基环四硅氧烷、六甲基二硅氧烷和引发剂混合，升温至第一预设温度后，滴加八甲基环四硅氧烷进行反应，滴加完成后继续反应；反应结束后得到所述含氢聚硅氧烷；对所述含氢聚硅氧烷进行改性接枝羟基：将所述羟基取代的烷基对应的羟基烯烃和催化剂加入溶剂中，升温...

【专利技术属性】
技术研发人员：屈沅治，孙金声，程荣超，林凌，王韧，罗云翔，李鑫，李颖颖，古晗，黄宏军，杨峥，高世峰，
申请(专利权)人：中国石油集团工程技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：