一种具有荧光特性的粘弹性颗粒驱油剂及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及三次采油技术领域，尤其涉及一种可提高原油采收率的具有荧光特性 的粘弹性颗粒驱油剂及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 我国大多数油田的油藏特征为非均质，而这些油田目前已经进入高含水或特高含 水的开发阶段，传统驱油剂部分水解聚丙烯酰胺注入油藏后沿高渗透层或带突进，进入低 渗透层的少，驱油剂波及体积低，导致最终驱油采收率不高，因此研发了一种部分交联并含 有大量支链结构的聚丙烯酰胺粘弹性颗粒驱油剂（CN101775275B)。对于这种新型的驱油 剂，其在多孔介质中的渗流特征和驱油机理尚未明确，如果在粘弹性颗粒驱油剂聚合物分 子上引入荧光基团，便可在渗流、驱油实验中对其进行实时追踪，明确其驱油机理；并且在 现场应用时可以及时、准确地检测生产井采出液中粘弹性颗粒驱油剂的浓度，因此，研制具 有荧光特性的粘弹性颗粒驱油剂对于提高石油采收率具有极其重要的理论研究价值和大 规模应用前景。
[0003] 聚合物溶液的荧光特性研究可分为外源荧光探针法和内源荧光探针法进行。外源 荧光探针法是指在聚合物溶液中外加一种荧光化合物即荧光探针，再通过测量荧光探针的 荧光特性的变化来对该体系加以研究。美国专利US5435969采用2-萘磺酸等添加到水处 理剂中与聚合物直接混合，通过测定荧光强度来监测聚合物浓度，以此作为示踪剂；杨雪杉 (应用化工，2013,42,2,195 - 204)等人以芘为探针，研究疏水缔合聚合物在水溶液中聚集 行为，这类方法虽然简单，但外加荧光化合物存在分布不均匀的问题，且在使用过程中荧光 小分子容易脱落、析出，使该方法在使用上存在一定的限制；内源荧光探针法即聚合物自身 含有荧光基团而具有内源荧光。内源荧光聚合物中荧光单元通过化学键连接在高分子上， 不易脱落，具有较好的耐水性和耐有机溶剂性，而且发色团分布均匀，含量非常稳定，荧光 性能优良。内源荧光聚合物的化学制备方法主要有两种，一是将带有反应活性的荧光小分 子通过自由基聚合或缩聚反应实现高分子化，二是将荧光小分子通过化学反应接枝到普通 聚合物高分子链上制备荧光聚合物。中国专利CN102391848采用反相乳液聚合合成了一种 水溶性的示踪聚合物驱油剂，具有荧光性和较好的耐温抗盐性及抗剪切性。但该专利中采 用的单体烯丙基-7 -羟基-4 -甲基香豆素未商品化，不易获得，且聚合工艺相对复杂，工 业化生产难度较大。
[0004] 针对现有技术的不足，同时为了研究颗粒型驱油剂的驱油机理，本专利采用简单 的水溶液聚合，将荧光单体N-乙烯基咔唑与丙烯酰胺共聚，制备带有荧光特性的粘弹性颗 粒驱油剂，该驱油剂兼具线性聚丙烯酰胺和交联聚丙烯酰胺的双重优点，具有优良的耐温 抗盐抗剪切性能，可在非均质油藏中起到液流转向作用，大幅度提高采收率。合成该驱油剂 所需原料廉价易得，聚合周期短，合成过程不需要引入大量有机溶剂，经济环保，产物后处 理简单，更适合于工业化生产。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的是提供一种具有荧光特性的粘弹性颗粒驱油剂及其制备方法。
[0006] 为了实现上述目的之一，本发明采用如下技术方案：
[0007] -种具有荧光特性的部分交联聚丙烯酰胺粘弹性颗粒驱油剂，是由丙烯酰胺、N-乙烯基咔唑和甲基丙烯酸二甲氨乙酯三种结构单元构成的三元共聚物，该驱油剂各组分重 量份为：
[0008]
[0009] 为了实现上述目的之二，本发明采用如下技术方案：
[0010] 一种具有荧光特性的粘弹性颗粒驱油剂的制备方法，包括如下步骤：
[0011] 将100份丙烯酰胺溶于250~290份水中配成溶液，0. 3~0. 5份甲基丙烯酸二 甲氨乙酯溶于40~60份水中配成溶液，0. 0004~0. 025份N-乙烯基咔唑溶于0. 2~4 份乙醇中配成溶液，依次加入三颈瓶中，并置于15~25°C的水浴中；通氮气20分钟后，将 0. 015~0. 035份过硫酸钾溶于20~40份水中配成的溶液加入三颈瓶；待反应溶液温升 大于1°C后停止通氮气，反应结束后将三颈瓶放入75~85°C水浴锅中保温3~5小时，之 后将凝胶取出，剪碎、经烘干、粉碎、筛分后即可得到粉末状产品。
[0012] 本发明荧光粘弹性颗粒驱油剂兼具线性聚丙烯酰胺和交联聚丙烯酰胺的双重优 点，具有优良的耐温抗盐抗剪切性能，可在非均质油藏中起到液流转向作用，提高采收率效 果显著。本发明采用简单的水溶液聚合，将荧光单体N-乙烯基咔唑与丙烯酰胺共聚，制备 带有荧光特性的粘弹性颗粒驱油剂，合成该驱油剂所需原料廉价易得，聚合周期短，合成过 程不需要引入大量有机溶剂，经济环保，产物后处理简单，更适合于工业化生产。
【附图说明】
[0013] 图1本发明荧光粘弹性颗粒驱油剂的红外谱图；
[0014] 图2本发明荧光粘弹性颗粒驱油剂的荧光发射光谱；
[0015] 图3本发明荧光粘弹性颗粒驱油剂悬浮液悬浮体积测试示意图；
[0016] 图4本发明荧光粘弹性颗粒驱油剂悬浮液表观粘度与盐水浓度的关系；
[0017] 图5本发明荧光粘弹性颗粒驱油剂悬浮液室内驱油实验曲线。
【具体实施方式】
[0018] 下面结合具体实施例对本发明作进一步阐述，但并不用来限制本发明的保护范 围。
[0019] 实施例1 :
[0020] 将100g丙烯酰胺溶于260g水中配成溶液，0. 45g甲基丙烯酸二甲氨乙酯溶于50g 水中配成溶液，0. 0005gN-乙烯基咔唑溶于lg乙醇中配成溶液，依次加入三颈瓶中，并置于 20°C的水浴中；通氮气20分钟后，将0. 02g过硫酸钾溶于40g水中配成的溶液加入三颈瓶。 待反应溶液温升大于1°C后停止通氮气，反应结束后将三颈瓶放入75°C水浴锅中保温5小 时，之后将凝胶取出，剪碎、经烘干、粉碎、筛分后即可得到粉末状产品。
[0021] 实施例2:
[0022] 将100g丙烯酰胺溶于290g水中配成溶液，0. 5g甲基丙烯酸二甲氨乙酯溶于60g 水中配成溶液，〇. 〇〇〇4gN-乙烯基咔唑溶于0. 2g乙醇中配成