一种采油用功能型聚合物及其制备方法与流程

本发明属于石油开采，具体涉及一种采油用功能型聚合物及其制备方法。

背景技术：

1、我国多数油田处于二次采油晚期，采出液中含水量高达95％，综合原油采收率只有30％多一些，60％多的石油仍然留在地下无法采出。提高原油采收率的原理为增大波及面积和提高洗油效率。

2、目前，三次采油技术主要通过运用优质的驱油剂来提高原油采收率。聚合物驱、二元复合驱、三元复合驱在油田三采中被广泛应用且采收率有明显提高。然而随着三次采油规模的逐渐扩大，低渗透油层物性变差，匹配难度加大，驱油效果变差；同时，考虑到大量的采油污水外排对环境会造成污染，部分聚驱区块的配制方式由清水配制、清水稀释转向清水配制、污水稀释，导致聚合物干粉用量大幅增加，粘度保留率低，采收率较清配清稀降低1～3个百分点。二元复合驱按其不同组分可分为碱/聚合物驱(ap)、碱/表面活性剂驱(sp)、表面活性剂/聚合物驱(asp)等；三元复合驱是利用碱、表面活性剂和聚合物三种驱油剂的协同效应发挥作用；然而，由于碱的加入也带来了新的问题，一方面碱会与地层水中的钙、镁等离子作用生成垢结晶；另一方面，在地层岩石组分中有长石、高岭石、蒙脱石等，碱也能与这些组分作用使其中所含的硅和铝转入溶液中，在适当的条件下生成硅酸盐垢结晶。这些由于碱的存在而引起的垢沉积，不仅造成卡泵现象，影响抽油机的正常生产，而且还会使油层孔隙堵塞，降低驱替剂的波及系数，并使油层受到伤害，影响最终采收率。且复合驱由于各药剂相对分子质量不同，在多孔介质内流动时，会发生差速运移现象，即色谱分离，将破坏复合驱体系的完整性，从而降低各组分间的协同作用，影响其驱油效果。

3、因此，针对以上三种驱油剂的局限性，开发一种既能增大波及面积又能提高洗油效率且耐污水的化学驱油剂，是解决目前现有问题、进一步提高采收率的有效途径之一。

技术实现思路

1、为了解决上述问题，本发明提供了一种采油用功能型聚合物及其制备方法，该聚合物具有表面活性、抗盐性、乳化性、抗剪切性、粘度保留率高、能够使用油田回注污水配制的特点，在聚合物的配制和运输中粘损低，在污水条件下，能够保持良好的溶解性和增粘作用，能够在地层中调堵来增大波及面积，兼具乳化性能从而提高洗油效率，较高幅度的提高石油采收率。

2、本发明采用的技术方案为：一种采油用功能型聚合物，所述采油用功能型聚合物的组分和重量份为：200份-400份的丙烯酰胺；10份-60份的丙烯酸；2份-12份的功能单体a；2份-20份的磺酸盐；5份-25份的辛基酚聚氧乙烯醚；0.2份-0.4份的1#引发剂；0.08份-0.24份的2#引发剂；0.02份-0.012份的3#引发剂；700份-1000份的水；20份-60份的氢氧化钠；5份-30份的尿素。

3、进一步地，所述采油用功能型聚合物的组分和重量份为：230份-260份的丙烯酰胺；20份-40份的丙烯酸；4份-8份的功能单体a；5份-12份的磺酸盐；7份-18份的辛基酚聚氧乙烯醚；0.28份-0.36份的1#引发剂；0.12份-0.15份的2#引发剂；0.05份-0.012份的3#引发剂；880份-940份的水；27份-44份的氢氧化钠；10份-20份的尿素。

4、进一步地，所述1#引发剂为偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈或偶氮二异丁基脒盐酸盐。

5、进一步地，所述2#引发剂为过硫酸铵、过硫酸钾或过硫酸钠。

6、进一步地，所述3#引发剂为亚硫酸氢钠、硫代硫酸钠或三乙醇胺。

7、进一步地，所述辛基酚聚氧乙烯醚为op-7、op-9或op-10。

8、进一步地，所述磺酸盐结构式为：

9、

10、进一步地，所述功能单体a的制备方法包括以下步骤：

11、步骤一、将2-羟基5-硝基吡啶与苄基氯甲醚在吡啶为溶剂的条件下加入铜盐反应2h，然后加入环己烷，在40-50℃反复旋蒸若干次去除溶剂后，得到产物ⅰ，反应式为：

12、

13、步骤二、将步骤一得到的产物ⅰ与聚二甲基硅氧烷按质量比1：3置于玻璃烧杯中，在磁力搅拌器上搅拌，并向烧杯中逐渐滴加5％的氢氧化钠至搅拌均匀后，用锡箔纸包裹后置于恒温干燥箱内，烘烤温度为65-85℃低温烘烤2h，得到产物ⅱ，反应式为：

14、

15、其中，n的取值范围为3-5；

16、步骤三、将步骤二得到的产物ⅱ加入到反应釜中，将反应釜加热到80—120℃，压力调节至5-8bar，通氢气，投入催化剂，反应2h，得到产物ⅲ，反应式为：

17、

18、步骤四、以乙醚为溶剂，向步骤三中得到的产物ⅲ中加入丙烯酰氯，滴加naoh碱液，在ph为10和温度为4-6℃的条件下反应6h，然后减压蒸馏去除溶剂后，得到的产物即为功能单体a，反应式为：

19、

20、进一步地，采油用功能型聚合物的制备方法包括以下步骤：

21、(1)、将功能单体a、磺酸盐与辛基酚聚氧乙烯醚按重量份配比搅匀后，加入去离子水配成水溶液；将丙烯酰胺、丙烯酸配成水溶液，将上述水溶液混合后用10％氢氧化钠溶液调节ph至7.2-7.6；

22、(2)、将步骤(1)中配制好的溶液温度调节至8-10℃后，转移至绝热聚合釜中，通入30min的氮气，除去氧气，然后向聚合釜中加入1#引发剂，5min后加入2#引发剂，再过5min后加入3#引发剂，待釜内体系开始升温后停止通入氮气，当反应完毕至不再升温后，继续熟化2h，得到聚合物胶体；

23、(3)、将步骤(2)得到的聚合物胶体粉碎，加入固体氢氧化钠，充分混合后，在80℃温度下水解6h，然后在50℃温度下烘干12h后，粉碎、筛分得到粒径200-1000μm的颗粒，该颗粒即为采油用功能型聚合物成品。

24、本发明的有益效果：提供了一种采油用功能型聚合物及其制备方法，该聚合物具有表面活性、抗盐性、乳化性、抗剪切性、粘度保留率高、能够使用油田回注污水配制的特点，在聚合物的配制和运输中粘损低，在污水条件下，能够保持良好的溶解性和增粘作用，能够在地层中调堵来增大波及面积，兼具乳化性能从而提高洗油效率，较高幅度的提高石油采收率。

技术特征：

1.一种采油用功能型聚合物，其特征在于：所述采油用功能型聚合物的组分和重量份为：200份-400份的丙烯酰胺；10份-60份的丙烯酸；2份-12份的功能单体a；2份-20份的磺酸盐；5份-25份的辛基酚聚氧乙烯醚；0.2份-0.4份的1#引发剂；0.08份-0.24份的2#引发剂；0.02份-0.012份的3#引发剂；700份-1000份的水；20份-60份的氢氧化钠；5份-30份的尿素。

2.根据权利要求1所述的采油用功能型聚合物，其特征在于：所述采油用功能型聚合物的组分和重量份为：230份-260份的丙烯酰胺；20份-40份的丙烯酸；4份-8份的功能单体a；5份-12份的磺酸盐；7份-18份的辛基酚聚氧乙烯醚；0.28份-0.36份的1#引发剂；0.12份-0.15份的2#引发剂；0.05份-0.012份的3#引发剂；880份-940份的水；27份-44份的氢氧化钠；10份-20份的尿素。

3.根据权利要求2所述的采油用功能型聚合物，其特征在于：所述1#引发剂为偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈或偶氮二异丁基脒盐酸盐。

4.根据权利要求2所述的采油用功能型聚合物，其特征在于：所述2#引发剂为过硫酸铵、过硫酸钾或过硫酸钠。

5.根据权利要求2所述的采油用功能型聚合物，其特征在于：所述3#引发剂为亚硫酸氢钠、硫代硫酸钠或三乙醇胺。

6.根据权利要求2所述的采油用功能型聚合物，其特征在于：所述辛基酚聚氧乙烯醚为op-7、op-9或op-10。

7.根据权利要求2所述的采油用功能型聚合物，其特征在于：所述磺酸盐结构式为：

8.根据权利要求2所述的采油用功能型聚合物，其特征在于：所述功能单体a的制备方法包括以下步骤：

9.一种权利要求1或2所述的采油用功能型聚合物的制备方法，其特征在于：制备方法包括以下步骤：

技术总结
本发明属于石油开采技术领域，具体涉及一种采油用功能型聚合物及其制备方法，其组分和重量份为：230份‑260份的丙烯酰胺；20份‑40份的丙烯酸；4份‑8份的功能单体A；5份‑12份的磺酸盐；7份‑18份的辛基酚聚氧乙烯醚；0.28份‑0.36份的1#引发剂；0.12份‑0.15份的2#引发剂；0.05份‑0.012份的3#引发剂；880份‑940份的水；27份‑44份的氢氧化钠；10份‑20份的尿素。制备方法为；1、配制水溶液；2、将溶液通入氮气，然后向聚合釜中加入1#引发剂，5min后加入2#引发剂，再过5min后加入3#引发剂，熟化2h；3、将聚合物胶体粉碎，烘干，粉碎，筛分。

技术研发人员：张亭亭,陈丽丽,孙安顺
受保护的技术使用者：黑龙江吉地油田服务股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/4/7