碱基地下交联稠化剂的合成制造技术

一种碱基地下交联稠化剂，具体涉及一种三元复合驱油后油田进一步增产改造用聚丙烯酰胺稠化剂，尤其适用于高含水、强碱性、有大量表面活性剂存在的油层调剖堵水。该碱基地下交联稠化剂由丙烯酰胺（ＡＭ）、丙烯酸（ＡＡ）、２－丙烯酰胺－２－甲基丙烷磺酸盐（ＡＭＰＳ）和乙烯基吡咯烷酮（ＮＶＰ）四种单体通过水溶液共聚方法合成。该碱基地下交联稠化剂具有适用范围广（适用于各种水基调、堵、驱）、在碱和表面活性剂的存在下溶解速度快、抗剪切能力强、对环境无伤害等特点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种三元复合驱油后的油田增产技术，具体涉及一种碱基地下交联稠 化剂的合成，适用于聚丙烯酰胺、碱和表面活性剂同时加入进行三元复合驱油后，地层环境 变为高含水强碱性，所采取的调剖、堵水等增产驱油技术。
技术介绍
通常把利用油层能量开采石油称为一次采油；向油层注入水、气，给油层补充能量 开采石油称为二次采油；而用化学的物质来改善油、气、水及岩石相互之间的性能，开采出 更多的石油，称为三次采油。又称提高采收率(EOR)方法。成功地采用聚丙烯酰胺进行三采为我国原油增产做出了重大贡献。随着三采的深 度进行，效率越来越低。从2005年国内开始使用四采技术，即PAM+碱+表面活性剂进行第 四次采油，也称为三元复合驱。由于碱的加入，增产明显。但同时也给堵水带来了新的课 题。以前的技术不再适用，如何在有强碱的存在下有效堵水？是我们开发这个产品的最终 目的，开发生产一种适应碱基条件下的地下交联稠化剂。碱基地下交联稠化剂的主要特点是适用范围广(适用于各种水基调、堵、驱)、在 碱和表面活性剂的存在下溶解速度快、抗剪切能力强、对环境无伤害。该稠化剂在合成过程中我们发现AMPS单体的抗碱能力极强，尤其是不中和条件 下的AMPS单体表现的更加优越，在这个聚合物中我们使用丙烯酰胺、AMPS、丙稀酸、乙烯基 吡咯烷酮四元共聚物。我们还发现AMPS单体对表面活性剂的适应性能与乙烯基吡咯烷酮 的适应性相当。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种碱基地下交联稠化剂的合成方法，适用于三元复合驱油 后期，油田进一步增产改造所采取的在强碱环境中交联的凝胶驱油
该碱基地下 交联稠化剂具有适用范围广(适用于各种水基调、堵、驱)、在碱和表面活性剂的存在下溶 解速度快、抗剪切能力强、对环境无伤害。为了合成上述碱基地下交联稠化剂，所采取的技术方案如下由丙烯酰胺(AM)、 丙烯酸(AA)、2-丙烯酰胺-2-甲基丙烷磺酸(AMPS)和乙烯基吡咯烷酮(NVP)四种单体通 过水溶液自由基共聚的方法合成。在水溶液共聚过程中各单体与水的重量占反应料液总重量的配比为(a) 15至25重量％的丙烯酰胺(AM)；(b)5至10重量％的丙烯酸酸(AA)；(c) 5至15重量％的2-丙烯酰胺-2-甲基丙烷磺酸(AMPS)；(d)5至15重量％的乙烯基吡咯烷酮(NVP)；(e)余量为蒸馏水。更优选地是，各单体与水的最佳重量百分比组成为3(a)丙烯酰胺(AM) 20%(b)丙烯酸(AA) 8%(c) 2-丙烯酰胺-2-甲基丙烷磺酸(AMPS) 10%(d)乙烯基吡咯烷酮(NVP) 10%(e)蒸馏水52%在所述碱基地下交联稠化剂的合成过程中，包括如下步骤(1)选定丙烯酰胺(AM)、丙烯酸(AA)、2_丙烯酰胺_2_甲基丙烷磺酸(AMPS)和乙 烯基吡咯烷酮(NVP)四种单体按照一定比例进行配比；(2)将丙烯酸(AA)和2-丙烯酰胺_2_甲基丙烷磺酸(AMPS)加入适量的蒸馏水溶 解，控制一定的中和度(摩尔比0% 100% )加碱中和后，加入丙烯酰胺(AM)和乙烯基吡 咯烷酮(NVP)，补入蒸馏水使单体浓度达到合适浓度，搅拌单体溶液形成均一体系；(3)调整溶液温度，引发起始温度控制在10-20°C范围之内。优选的起始温度是 15 士 1°C。(4)将配制好的单体溶液加入反应容器中，向配制好的单体溶液吹氮气进行保护 20分钟，然后向溶液中加入引发剂，诱发15-20分钟以产生自由基，从而使单体发生聚合。在以水溶液聚合的过程中需对溶液吹氮气20分钟，以除去水中的溶解氧，然后在 氮气的保护下加入引发剂，停止吹氮气并将聚合釜密闭，诱发10-15分钟，观察是否有温 升，当诱发期内有2°C的温升，视为引发成功，否则需要重新加入引发剂再次引发。在保温密 闭条件下直至升温结束，保温3小时。对于所述引发剂没有特别限制。聚合引发剂的氧化剂为过硫酸盐或过氧化物，例 如过硫酸铵、过硫酸钾、过硫酸钠、过氧化氢、过氧化苯甲酰或叔丁基过氧化物。本专利技术中可 以使用氧化剂与还原剂一起组成氧化还原体系，所述还原剂可为亚硫酸盐、亚硫酸氢盐、低 价金属盐、有机胺等。偶氮化合物也是本专利技术优选的引发剂之一，适用的典型偶氮化合物为偶氮二异丁 腈(AZDN)、偶氮二异庚腈(V65)、偶氮二异丁基脒盐酸盐(V50)等。可以同时使用两种或两种以上上述引发剂，引发剂的量一般为单体的0.001-3%重量。乙烯基吡咯烷酮(NVP)单体是一种带有环状结构的刚性单体，对碱性环境中聚丙 烯酰胺的水解有抑制作用，有利于聚丙烯酰胺聚合物的稳定，而且其分子结构上吡咯烷酮 五元环是比较稳定的结构，对盐和碱是不敏感的，因而具有抗盐、抗温和抗碱性。2-丙烯酰 胺-2-甲基丙烷磺酸(AMPS)单体含有对盐不明感的磺酸基团，而且不会发生水解，其抗碱 能力极强，尤其是不中和条件下的AMPS单体表现的更加优越。并且研究发现AMPS单体对 表面活性剂的适应性能与乙烯基吡咯烷酮的适应性相当，吡咯环上含有叔胺氮原子，能吸 附少量氢离子而使PVP带弱正电荷。因此，碱基地下交联稠化剂采用丙烯酰胺、2-丙烯酰 胺-2-甲基丙烷磺酸、丙烯酸、乙烯基吡咯烷酮四元共聚的方法合成，具有抗温抗盐及抗强 碱性，聚合物分子链上含有羧基、酰胺基、磺酸基等基团，可以在金属离子络合物、醛基或高 分子交联剂存在下发生缓慢交联反应，形成凝胶。目前我国大多数油田处于油田开采中后期，油田开采的可持续性问题亟待解决， 本专利技术的碱基地下交联稠化剂旨在提出了一种三元复合驱后的油田进一步开采的途径。具体实施例方式下面将根据具体的实施例对本专利技术的碱基地下交联稠化剂的合成方法做详细的 说明。实施例1各单体与水的重量按下述比例配制AM AA AMPS NVP H2O = 20 8 10 10 52溶液的配制在2000ml烧杯中加入蒸馏水300g，加入AA单体80g和AMPS单体 100g，加固体氢氧化钠63.7g(中和度100% )中和，注意控制温度，不要超过40°C，要适当 冷却降温，以免温度过高；加AM单体200g，NVP单体100g，补加蒸馏水156. 3g，搅拌溶解30 分钟形成均一体系。溶液的调整调节溶液温度15 士 1 °C。溶液的聚合吹氮气除氧20分钟，在氮气保护下依次加入引发剂V650. 5g/L， V500. 05g/L,过硫酸铵0. 03g/L,甲醛合次硫酸氢钠0. 03g/L，停止吹氮气并将反应器密闭， 诱发15-20分钟，观察是否有温升，当诱发期内有2°C的温升，视为引发成功，否则需要重新 加入引发剂再次引发。在保温密闭条件下直至升温结束，保温3小时。产品的后处理将已聚合好的胶体进行造粒，烘干，粉碎成30目。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于三元复合驱后的油田增产技术－－碱基地下交联稠化剂的合成，其特征在于：所述稠化剂由丙烯酰胺（ＡＭ）、丙烯酸（ＡＡ）、２－丙烯酰胺－２－甲基丙烷磺酸（ＡＭＰＳ）和乙烯基吡咯烷酮（ＮＶＰ）四种单体通过水溶液共聚的方式合成。

【技术特征摘要】
一种用于三元复合驱后的油田增产技术——碱基地下交联稠化剂的合成，其特征在于所述稠化剂由丙烯酰胺(AM)、丙烯酸(AA)、2 丙烯酰胺 2 甲基丙烷磺酸(AMPS)和乙烯基吡咯烷酮(NVP)四种单体通过水溶液共聚的方式合成。2.如权利要求1所述的碱基地下交联稠化剂的合成，其特征在于在水溶液共聚过程 中各单体与水的重量占反应料液总重量的配比为(a)15至25重量％的丙烯酰胺(AM)；(b)5至10重量％的丙烯酸酸(AA)；(c)10至20重量％的2-丙烯酰胺-2-甲基丙烷磺酸(AMPS)；(d)1至10重量％的乙烯基吡咯烷酮(NVP)；(e)余量为水。3.如权利要求1所述的碱基地下交联稠化剂的合成，其特征在于所述稠化剂的合成 过程包括如下步骤(1)选定丙烯酰胺(AM)、丙烯酸(AA)、2-丙烯酰胺-2-甲基丙烷磺酸(AMPS)和乙烯基 吡咯烷酮(NVP)四种单体按照一定比例进行配比；(2)将丙烯酸(AA)和2-丙烯酰胺-2-甲基丙烷磺酸(AMPS)加入适量的蒸馏水溶解， 控制一定的中和度(摩尔比0% 100% )，加碱中和后，加入丙烯酰胺(AM)和乙烯基吡咯 烷酮(NVP)，补入蒸馏水使浓度合适；(3...

【专利技术属性】
技术研发人员：周万富，周泉，张宗雨，李红，唐富刚，
申请(专利权)人：北京红芬兴业技术开发有限公司，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]