专利名称：一种耐温抗盐型采油化学助剂及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种采油化学助剂及其制备方法，具体地说是ー种耐温抗盐型采油化学助剂及其制备方法。 ニ背景技术：
石油已经成为当代最重要的能源材料之一。由于部分水解聚丙烯酰胺(PHPA)作为提高石油采收率的化学助剂时，其耐盐性、耐温性、抗剪切性能和抗氧化性能都不太令人满意，在高温时容易水解，有盐存在时粘度还会剧烈下降，在ニ价金属离子的存在下，其会产生沉淀而丧失粘度，并且使用温度最高也不能超过75°C。尤其在高温高矿化度的条件下，使用受到了很大的限制。为了克服聚丙烯酰胺的上述弱点，人们已经研究出了很多耐温抗盐型共聚物。吕茂森等研究了ニ元耐温抗盐共聚物驱油剤。宋林花等使用溶液聚合合成了采油化学助剂NVP-AM ニ元共聚物。李俊中、周妮、王贵江等研究了三元耐温抗盐共聚物的合成，唐浩等则研究了四元耐温抗盐共聚物。但是上述合成的共聚物有的是粘度保持率低或者单体转化率不高，有的则是聚合方法比较复杂，反应不好控制。
发明内容
本发明g在提供ー种耐温抗盐型采油化学助剂及其制备方法，所要解决的技术问题是使采油化学助剂在提高石油采收率的同时具有较高的热稳定性和粘度保持率。本发明解决技术问题采用如下技术方案本发明耐温抗盐型采油化学助剂的原料为単体，分散剂，引发剂和分散介质；其中分散剂的添加量为单体质量的10-15%，引发剂的添加量为单体质量的O. 5-1.0%，単体的质量为原料总质量的10-25%;所述单体为こ烯基吡咯烷酮(NVP)和丙烯酰胺(AM)，所述こ烯基吡咯烷酮(NVP)和丙烯酰胺(AM)的质量比为1:1-4;所述分散剂选自聚こ烯吡咯烷酮(PVP)、聚こ烯醇(PVA)或聚こニ醇(PEG)所述引发剂选自偶氮ニ异丁腈(AIBN)、偶氮ニ氰基戊酸(ACVA)或过硫酸钾(KPS)；所述分散介质为こ酸こ酯和こ醇的混合溶液，こ酸こ酯和こ醇的体积比为8-6 2-4。所述こ烯基吡咯烷酮(NVP)和丙烯酰胺(AM)的质量比优选I : I或I : 4 ;分散介质中こ酸こ酯和こ醇的体积比优选8 2。本发明耐温抗盐型采油化学助剂的制备方法是将单体、分散剂和引发剂混合分散于分散介质中，在氮气保护下于60-80°C反应6-7小时，反应结束后依次经离心、洗涤和干燥。分散聚合体系中主要组分为単体、分散剂、引发剂和分散介质。反应前体系为均相，単体、分散剂和引发剂都溶解在分散介质中，随着反应的进行，生成的聚合物由于分散剂的空间位阻作用从介质中析出来。分散聚合法生产エ艺简单且能制备出粒径小、分子量大的聚合物微球，能较好地解决散热问题，产物的粒径一般控制在1-10μπι之间。相比与本体或溶液聚合，分散聚合的转化率和反应速率比较高，并具有溶液聚合的反应机理和反应速率；相比于乳液聚合，聚合物的颗粒更大、分散性更好。本发明采用こ烯基吡咯烷酮(NVP)改性部分水解聚丙烯酰胺(PHPA)，由于こ烯基吡咯烷酮(NVP)含有刚性结构，可有效抑制酰胺基的水解，共聚适量NVP的PAM聚合物干高温下其热稳定性能较PAM有了很大提高，且相比其它共聚物，粘度保持率最高。相关测试
I、表观粘度的测试本发明模拟中原油田采油ニ厂产出水，用NaCl、CaCl2和MgCl2配制总矿化度为
I.6X 105mg/L的标准盐水溶液，其中Ca2+的浓度为2630mg/L、Mg2+的浓度为612mg/L、Na+的浓度为59600mg/L。用标准盐水溶液将共聚物配制成浓度为2500mg/L的共聚物溶液，使用LV-DV旋转粘度计在25°C下測定共聚物盐溶液表观粘度。2、热分解温度的测试本发明使用TG209F3型热重分析仪测定共聚物的热分解温度，氮气氛围，升温速率为10°C /min，温度范围0-800°C。3、粘度保持率的测试取配制的共聚物溶液适量装入除氧的瓶中，密封后置于90°C的烘箱中进行为期30d的老化实验，定期取出，在25°C下測定其表观粘度的保持率。以此来測定其热稳定性。4、抗盐性测定I升水中含有各种盐分的总克数称矿化度。根据中原油田采油ニ厂产出水中NaCl、CaCl2 和 MgCl2 的比例，配制矿化度分别为 2000、4000、6000、8000、10000、12000、14000mg/L的盐水溶液，再以不同矿化度的盐水溶液为溶剂配制浓度均为2500mg/L的共聚物溶液，研究不同的矿化度对共聚物水溶液的表观粘度的影响。经测试表明本发明采油化学助剂的热分解温度达到420°C左右，相比聚丙烯酰胺(热分解温度为350°C左右)的耐温性有了明显的提高；在NVP/AM = I : I和I : 4，こ酸こ酯与こ醇的体积比为8 2时，共聚物乳液在高矿化度的盐水中粘度保持率达到69%以上，耐温抗盐性得到了很大提高。
四
图I是本发明制备的共聚物(即采油化学助剂)的粒径分布图。从图I可以看出共聚物的粒径比较集中，平均粒径是I. 72 μ m左右。图2是不同的単体比例下制得的共聚物(即采油化学助剂)的热重图谱。由图2可知共聚物在150°C前的质量分别损失2. 49%和3. 17%，这是少量的水分，残余的单体以及低聚物的挥发导致，随后随着温度的升高共聚物不断分解，410-420°C时，共聚物达到最大分解温度，500°C以后残炭率几乎保持不变。且在NVP/AM的质量比为I : 4时，共聚物的残余质量较多多，热稳定性较好。图3是用标准盐水溶液配制的共聚物(即采油化学助剂)溶液的表观粘度和矿化度的关系图。从图3可以看出，随着矿化度的増加，聚合物溶液的粘度降低，但当矿化度超过6X 104mg/L时，溶液粘度基本保持稳定，表明共聚物具有一定的抗盐性。
五具体实施例方式实施例I :原料及配比単体こ烯基吡咯烷酮和丙烯酰胺，分散剂PVP-K30，引发剂AIBN和分散介质こ酸こ酯和こ醇的混合溶液；其中分散剂的添加量为单体质量的10%，引发剂的添加量为单体质量的I. 0%，单体的质量为原料总质量的20% ；其中こ烯基吡咯烷酮和丙烯酰胺的质量比为I : I;分散介质中こ酸こ酯和こ醇的体积比为8 2。制备方法在250mL三ロ烧瓶中加入こ酸こ酯和こ醇的混合溶液，随后加入分散剂PVP-K30，开动搅拌，等分散剂完全溶解后，加入単体AM和NVP，最后加入引发剂AIBN，70°C恒温水浴搅拌溶解，氮气气氛下恒温水浴反应6-7小时，得到乳白色乳液。将乳白色乳液放在高速离心机中离心，离心过程中用溶剂清洗下层白色固体产物4-5遍，结束后取离心管下层白色产物，将产物放在真空干燥箱里干燥12小时，得到白色粉末状固体即为产物。测得产物的分解温度为420°C，表观粘度为18. 3mpa. S，粘度保持率为69. 8%。实施例2 本实施例的制备方法同实施例1，不同的是こ烯基吡咯烷酮与丙烯酰胺的质量比为 I : 2。测得产物的分解温度为412°C，表观粘度为17. 2mpa. S，粘度保持率为66. 9%。实施例3 本实施例的制备方法同实施例1，不同的是こ烯基吡咯烷酮与丙烯酰胺的质量比为 I : 4。测得产物的分解温度为405°C，表观粘度为17. 8mpa. S，粘度保持率为69. 5%。实施例4:本实施例的制备方法同实施例1，不同的是こ烯基吡咯烷酮与丙烯酰胺的质量比为I : 1，引发剂的用量为单体质量的0.5%。测得产物的分解温度为407°C，表观粘度为17. 8mpa. S，粘度保持率为68. 8%。实施例5 本实施例的制备方法同实施例1，不同的是こ烯基吡咯烷酮与丙烯酰胺的质量比为I : 2，引发剂的用量为单体质量的0.5%。测得产物的分解温度为402°C，表观粘度为17. 3mpa. S，粘度保持率为67. 2%。实施例6 本实施例的制备方法同实施例1，不同的是こ烯基吡咯烷酮与丙烯酰胺的质量比为I : 4，引发剂的用量为单体质量的0.5%。
测得产物的分解温度为411°C，表观粘度为17. 6mpa. S，粘度保持率为68. 9%。实施例7 本实施例的制备方法同实施例1，不同的是こ烯基吡咯烷酮与丙烯酰胺的质量比为I :1，引发剂的用量为单体质量的0.5%，分散剂的用量为单体质量的15%。测得产物的分解温度为417°C，表观粘度为17. 9mpa. S，粘度保持率为69. 7%。实施例8 本实施例的制备方法同实施例1，不同的是こ烯基吡咯烷酮与丙烯酰胺的质量比为I :2，引发剂的用量为单体质量的0.5%，分散剂的用量为单体质量的15%。测得产物的分解温度为423°C，表观粘度为17. 5mpa. S，粘度保持率为66. 2%。实施例9 本实施例的制备方法同实施例1，不同的是こ烯基吡咯烷酮与丙烯酰胺的质量比为I :4，引发剂的用量为单体质量的0.5%，分散剂的用量为单体质量的15%。测得产物的分解温度为404°C，表观粘度为18. 2mpa. S，粘度保持率为68. 5%。
权利要求
1.ー种耐温抗盐型采油化学助剂，其特征在于其原料为単体，分散剂，引发剂和分散介质；其中分散剂的添加量为单体质量的10-15%，引发剂的添加量为单体质量的O.5-1. 0%，单体的质量为原料总质量的10-25% ； 所述单体为こ烯基吡咯烷酮和丙烯酰胺，所述こ烯基吡咯烷酮和丙烯酰胺的质量比为I 1-4 ； 所述分散剂选自聚こ烯吡咯烷酮、聚こ烯醇或聚こニ醇； 所述弓I发剂选自偶氮ニ异丁腈、偶氮ニ氰基戊酸或过硫酸钾； 所述分散介质为こ酸こ酯和こ醇的混合溶液，こ酸こ酯 和こ醇的体积比为8-6 2-4。
2.根据权利要求I所述的耐温抗盐型采油化学助剂，其特征在于所述こ烯基吡咯烷酮和丙烯酰胺的质量比为I : I或I : 4 ;分散介质中こ酸こ酯和こ醇的体积比为8 2。
3.—种权利要求I或2所述的耐温抗盐型采油化学助剂的制备方法，其特征在于 将单体、分散剂和引发剂混合分散于分散介质中，在氮气保护下于60-80°C反应6-7小吋，反应结束后依次经离心、洗涤和干燥。
全文摘要
本发明公开了一种耐温抗盐型采油化学助剂及其制备方法，是以乙烯基吡咯烷酮和丙烯酰胺为单体，以乙酸乙酯/乙醇的混合溶剂为分散介质，在引发剂和分散剂的存在下，采用分散聚合的方法得到的分散性能和热稳定性较好的二元共聚物。此二元共聚物的热分解温度相比聚丙烯酰胺有了明显的提高。在NVP/AM＝1∶1和1∶4，乙酸乙酯与乙醇的体积比为8∶2时，共聚物乳液在高矿化度的盐水中粘度保持率有了显著地提高，耐温抗盐性得到了很大改善。本发明工艺简单，易于控制，且产物产率高。
文档编号C08F220/56GK102617794SQ201210101300
公开日2012年8月1日 申请日期2012年3月31日 优先权日2012年3月31日
发明者史铁钧, 左秋月 申请人:合肥工业大学