一种驱油用聚表剂制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种驱油用聚表剂制备方法，方法如下：将20～40份蒸馏水、4～8份丙烯酰胺、1～3份2-丙烯酰胺基烷基磺酸钠、1～3份2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸钠和1～3份丙烯酸钠配成水溶液，常温搅拌均匀后装入三口烧瓶中。向三口烧瓶中的单体水溶液通氮气10～15分钟，开动搅拌、加温到30～40℃；然后加入过硫酸钾水溶液，搅拌2～5分钟后，加入亚硫酸氢钠水溶液，搅拌10～20分钟；停止搅拌，停止通氮气，恒温聚合6小时。本发明制备的聚表剂水溶液和原油具有较低的界面张力，可以达到10-1mN/m，在95℃下7天后粘度保留率大于80％。
【专利说明】一种驱油用聚表剂制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种驱油用聚表剂的制备方法，用于石油开采的三次采油中提高水驱 油效率。
【背景技术】
[0002] 三次采油是石油采收率的主要技术手段。三次采油化学驱的机理就是使注入的驱 替液粘度增加，进而增加水驱波及体积。此外，添加表面活性剂，如石油磺酸盐等可提高洗 油效率。在油田注入水中同时加入聚合物和表面活性剂两种物质，即为聚-表二元驱技术。 聚-表二元驱技术可以大幅度提高原油采收率，可比水驱提高采收率18%以上。
[0003] 聚合物表面活性剂，简称"聚表剂"，通常是通过具有表面活性的单体聚合后得到 的产物。聚表剂同时具有聚合物和表面活性剂的功能。在注入水中加入聚表剂这一种物质 就可以起到聚合物和表面活性剂两种物质的驱油作用。通常对驱油用的聚表剂的要求综合 了聚合物和表面活性两者的性能要求，具体为：
[0004] 1)易溶于水，水中溶解性不好的聚表剂不能用于水驱油。
[0005] 2)较1?的分子量，分子量越1?越有利于增加溶液粘度。
[0006] 3)聚表剂水溶液具有较低的油水界面张力，有利于提高水洗油效率。
[0007] 4)水溶液具有较好的乳化性，能够将原油乳化后产出。
[0008] 5)油田驱油用水多为地层产出水，需要聚表剂有一定的耐温抗盐性。
[0009] 显然，没有哪一种单体聚合后可同时满足以上要求。
【发明内容】
[0010] 本发明针对现有技术的不足，为满足油田对聚表剂的实际性能要求，发明了一种 驱油用聚表剂制备方法。
[0011] 本发明采用的技术方案是：
[0012] 一种驱油用聚表剂制备方法，步骤如下：
[0013] ①按原料的质量配比称量所用原料：蒸馏水20?40份；丙烯酰胺4?8份；2-丙 烯酰胺基烷基磺酸钠1?3份；2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸钠1?3份；丙烯酸钠1? 3份；过硫酸钾0. 01?0. 05份；亚硫酸氢钠0. 01?0. 05份；
[0014] ②配制单体水溶液
[0015] 将蒸馏水、丙烯酰胺、2-丙烯酰胺基烷基磺酸钠、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸钠 和丙烯酸钠配成水溶液，常温搅拌均匀后装入三口烧瓶中。
[0016] ③配制引发剂水溶液
[0017] 将称量好的过硫酸钾和亚硫酸氢钠，分别配置成5?10%过硫酸钾水溶液和5? 10 %亚硫酸氢钠水溶液。
[0018] ④聚合反应
[0019] 向三口烧瓶中的单体水溶液通氮气10?15分钟，开动搅拌，并加温到30?40°C; 然后加入过硫酸钾水溶液，搅拌2?5分钟后，加入亚硫酸氢钠水溶液，搅拌10?20分钟； 停止搅拌，停止通氮气，恒温聚合6小时。
[0020] ⑤干燥粉碎
[0021] 将产物在60?80°C干燥，粉碎即得到聚表剂。
[0022] 上述制备过程中所用原料和器皿：
[0023] ①蒸馏水。
[0024] ②丙烯酰胺，化学纯，市售。
[0025] ③2-丙烯酰胺基烷基磺酸钠，为一类物质，具体包括：2_丙烯酰胺基丁基磺酸钠、 2_丙烯酰胺基辛基磺酸钠、2-丙烯酰胺基十二烷基磺酸钠或2-丙烯酰胺基十四烷基磺酸 钠，均为化学纯，市售。
[0026] ④2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸钠，化学纯，市售。
[0027] ⑤丙烯酸钠，化学纯，市售。
[0028] ⑥引发剂：为过硫酸钾和亚硫酸氢钠，化学纯，市售。
[0029] ⑦三口烧瓶，带磁力搅拌恒温水浴，烘箱、粉碎机、烧杯等，市售。
[0030] 本发明以丙烯酰胺、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸钠、2-丙烯酰胺基烷基磺酸钠、 丙烯酸钠为单体，采用水溶液四元共聚法制备一种驱油用聚表剂，具有以下效果和优点：
[0031] (1)本发明制备的聚表剂水溶液和原油具有较低的界面张力，可以达到lOWm， 明显小于常规聚丙烯酰胺水溶液和油的界面张力，常规聚丙烯酰胺水溶液和油的界面张力 大于 75mN/m。
[0032] (2)本发明制备的聚表剂耐温性较常规聚合物好，其水溶液粘度在95°C下7天后 粘度保留率大于80%，较常规聚丙烯酰胺水溶液粘度保留率高10%以上。相同条件下常规 聚丙烯酰胺粘度保留率为70%左右。
[0033] (3)本制备方法没有易燃易爆源，生产相对安全，副反应、副产品少。
【具体实施方式】
[0034](一）本发明的聚表剂原料的质量配比确定
[0035] 蒸馏水20?40份，加量过小会造成单体溶解不完全，加量过大会造成单体浓度低 聚合难以进行；
[0036] 丙烯酰胺4?8份，加量过小会造成单体浓度低聚合难以进行，加量过大会造成爆 聚（聚合迅速且剧烈，产物分子量低，下同）；
[0037] 2-丙烯酰胺基烷基磺酸钠1?3份，加量过小会造成产物表面活性小，加量过大会 造成产物难以溶解；
[0038] 2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸钠1?3份，加量过小会造成产物耐温性差，加量过 大会增大成本；
[0039] 丙烯酸钠1?3份，加量过小会造成产物溶解困难，加量过大会造成产物分子量减 小；
[0040] 过硫酸钾0. 01?0. 05份；加量过小会造成难以聚合，加量过大会造成爆聚；
[0041] 亚硫酸氢钠0. 01?0. 05份；加量过小或加量过大都会造成难以聚合。
[0042](二）本发明的聚表剂的聚合反应过程确定
[0043] 首先向三口烧瓶中的单体水溶液通氮气10?15分钟，开动搅拌，并加温到30? 40°C，目的是充分除氧；然后加入过硫酸钾水溶液，搅拌2?5分钟，保证搅拌均匀，再加入 亚硫酸氢钠水溶液，搅拌10?20分钟，保证搅拌均匀；停止搅拌，停止通氮气，恒温聚合6 小时，使充分聚合，超过6小时后反应终止。
[0044] 实施例1
[0045] 称取蒸馏水400克，丙烯酰胺80克，2-丙烯酰胺基辛基磺酸钠30克，2-丙烯酰胺 基-2-甲基丙磺酸钠30克，丙烯酸钠30克，过硫酸钾0. 5克，亚硫酸氢钠0. 5克；
[0046] 配制单体原料溶液，将蒸馏水，丙烯酰胺，2-丙烯酰胺基辛基磺酸钠，2-丙烯酰胺 基-2-甲基丙磺酸钠和丙烯酸钠加入烧杯搅拌溶解，没有加入顺序，常温搅拌均匀后装入 三口烧瓶中；
[0047] 将称量好的过硫酸钾和亚硫酸氢钠，分别配置成5 %过硫酸钾水溶液和5 %亚硫 酸氢钠水溶液；
[0048] 向三口烧瓶中的单体水溶液通氮气10分钟，开动搅拌、加温到40°C。加入过硫酸 钾水溶液，搅拌2分钟。加入亚硫酸氢钠水溶液，搅拌10分钟。停止搅拌，停止通氮气，恒 温40°C聚合6小时。
[0049] 将产物在70°C下干燥，粉碎到颗粒直径0. 5mm的颗粒粉末即可。
[0050] 实验结果见表1所示。
[0051] 实施例2
[0052] 称取蒸馏水200克，丙烯酰胺40克，2-丙烯酰胺基十二烷基磺酸钠10克，2-丙烯 酰胺基-2-甲基丙磺酸钠10克，丙烯酸钠10克，过硫酸钾0. 1克，亚硫酸氢钠0. 1克。
[0053] 配制单体原料溶液，将蒸馏水，丙烯酰胺，2-丙烯酰胺基十二烷基磺酸钠，2-丙烯 酰胺基-2-甲基丙磺酸钠和丙烯酸钠加入烧杯搅拌溶解，没有加入顺序，常温搅拌均匀后 装入三口烧瓶中。
[0054] 将称量好的过硫酸钾和亚硫酸氢钠，分别配置成5%过硫酸钾水溶液，5%亚硫酸 氢钠水溶液。
[0055] 向三口烧瓶中的单体水溶液通氮气10分钟，开动搅拌、加温到40°C。加入过硫酸 钾水溶液，搅拌2分钟。加入亚硫酸氢钠水溶液，搅拌10分钟。停止搅拌，停止通氮气，恒 温40°C聚合6小时。
[0056] 将产物在70°C下干燥，粉碎到颗粒直径0. 5_的颗粒粉末即可。实验结果如表1 所示。
[0057] 实施例3
[0058] 称取蒸馏水200克，丙烯酰胺40克，2-丙烯酰胺基十二烷基磺酸钠20克，2-丙烯 酰胺基-2-甲基丙磺酸钠20克，丙烯酸钠20克，过硫酸钾0. 2克，亚硫酸氢钠0. 2克。
[0059] 配制单体原料溶液，将蒸馏水，丙烯酰胺，2-丙烯酰胺基十二烷基磺酸钠，2-丙烯 酰胺基-2-甲基丙磺酸钠和丙烯酸钠加入烧杯搅拌溶解，没有加入顺序，常温搅拌均匀后 装入三口烧瓶中。
[0060] 将称量好的过硫酸钾和亚硫酸氢钠，分别配置成5%过硫酸钾水溶液，5%亚硫酸 氢钠水溶液。
[0061] 向三口烧瓶中的单体水溶液通氮气10分钟，开动搅拌、加温到40°C。加入过硫酸 钾水溶液，搅拌2分钟。加入亚硫酸氢钠水溶液，搅拌10分钟。停止搅拌，停止通氮气，恒 温40°C聚合6小时。
[0062] 将产物在70°C下干燥，粉碎到颗粒直径0. 5mm的颗粒粉末即可。实验结果见表1。
[0063] 实验结果
[0064] 实施例1、实施例2和实施例3制备的聚表剂1 %水溶液和大港油田港西原油混合 后，油和水界面张力见表1，对比例为聚丙烯酰胺水溶液和大港油田港西原油混合后，油和 水界面张力。
[0065] 实施例1、实施例2和实施例3制备的聚表剂水溶液在95°C下，7天后粘度保留率 见表1，对比例为相同条件下常规聚丙烯酰胺水溶液。表1实验结果对照表
[0066]
【权利要求】
1. 一种驱油用聚表剂制备方法，其特征在于步骤如下： ① 按原料的质量配比称量所用原料：蒸馏水20?40份；丙烯酰胺4?8份；2-丙烯酰 胺基烷基磺酸钠1?3份；2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸钠1?3份；丙烯酸钠1?3份； 过硫酸钾0. 01?0. 05份；亚硫酸氢钠0. 01?0. 05份； ② 配制单体水溶液 将蒸馏水、丙烯酰胺、2-丙烯酰胺基烷基磺酸钠、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸钠和丙 烯酸钠配成水溶液，常温搅拌均匀后装入三口烧瓶中； ③ 配制引发剂水溶液 将称量好的过硫酸钾和亚硫酸氢钠，分别配置成5?10%过硫酸钾水溶液和5?10% 亚硫酸氢钠水溶液； ④ 聚合反应 向三口烧瓶中的单体水溶液通氮气10?15分钟，开动搅拌，并加温到30?40°C ;然 后加入过硫酸钾水溶液，搅拌2?5分钟后，加入亚硫酸氢钠水溶液，搅拌10?20分钟；停 止搅拌，停止通氮气，恒温聚合。
2. 如权利要求1所述的一种驱油用聚表剂制备方法，其特征在于：所述的④聚合反应 中恒温聚合的时间为6小时。
3. 如权利要求1所述的一种驱油用聚表剂制备方法，其特征在于：在④聚合反应后进 行步骤⑤干燥粉碎：将聚合反应产物干燥，粉碎得到聚表剂。
4. 如权利要求1所述的一种驱油用聚表剂制备方法，其特征在于：所述的2-丙烯酰 胺基烷基磺酸钠为一类物质，包括：2_丙烯酰胺基丁基磺酸钠、2-丙烯酰胺基辛基磺酸钠、 2_丙烯酰胺基十二烷基磺酸钠或2-丙烯酰胺基十四烷基磺酸钠。
【文档编号】C08F220/06GK104231165SQ201410419239
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2014年8月22日 优先权日:2014年8月22日
【发明者】雷齐玲, 葛红江, 杨卫华, 程静, 刘念英, 任丽华, 杨敏, 游亮 申请人:中国石油天然气股份有限公司