控制动力学条件制备部分交联部分支化聚合物驱油剂的方法_2

文档序号:8936790阅读:来源:国知局
品结构和性能的可控。
[0020] 本发明的发明人在部分交联部分支化聚合物驱油剂研究中发现,缓聚剂能迅速与 自由基作用,生成活性较低的自由基,减慢或抑制聚合反应;脂肪酸盐,多元醇等可有效减 慢聚合反应速度,增加交联程度,达到以动力学调控驱油剂分子结构的目的;聚丙烯酰胺 的双水相聚合是将水溶性单体溶解在分散介质(另一种水溶性物质)中形成均相水溶液, 在一定条件下聚合,形成互不相溶的两种水溶性聚丙烯酰胺分散液的聚合反应;聚乙二醇 (PEG)的水溶液是聚丙烯酰胺的不良溶剂,但是可以溶解丙烯酰胺单体;将少量的聚乙二 醇加入部分交联部分支化驱油剂聚合体系,可以通过聚乙二醇包裹活性链端基,从而抑制 双基偶合终止的几率,有效调节动力学条件。基于此,本发明研究开发出了发更敏感有效的 动力学手段,制备部分交联部分支化聚合物驱油剂的新方法。
[0021 ] 本发明提供的控制动力学条件制备部分交联部分支化聚合物驱油剂的方法与现 有技术相比,具有以下十分突出的优点和技术效果:
[0022] 1、本发明提供了一种运用动力学条件控制聚合反应的方法,通过调节聚合反应的 动力学参数,控制聚合反应的凝胶速率,可以实现产品结构和性能的可控性,满足不同油藏 环境的需要。
[0023] 2、本发明通过使用缓聚剂或不良溶剂来控制聚合反应的反应动力学条件,能够达 到强化控制产品结构和性能的目的。
【附图说明】
[0024] 图1 :不同缓聚剂浓度下聚合体系的温度随时间变化曲线;
[0025] 图2 :不同缓聚剂浓度下聚合体系的单体转化率随时间变化曲线;
[0026] 图3 :不同缓聚剂浓度下聚合体系的反应速率随时间变化曲线;
[0027] 图4 :不同不良溶剂浓度下聚合体系转化率随时间变化曲线;
[0028] 图5 :不同不良溶剂浓度下聚合体系反应速率随时间变化曲线;
【具体实施方式】
[0029] 下面通过实施例对本发明进行具体描述,有必要在此指出的是本实施例只用于对 本发明进行进一步说明,不能理解为对本发明保护范围的限制,该领域的技术熟练人员可 以根据上述本发明的内容做出一些非本质的改进和调整。
[0030] 对以下实施例制得的聚合物驱油剂样品按下述方法进行了以下相关性能测试:
[0031] 1.流变性能测试
[0032] 稳态剪切测试:使用TA公司的AR2000ex旋转流变仪,采用40mm平板模式,板间隙 为1000 y m ;粘度测试模式设置为7. 34s 1的剪切速率下的时间扫描,取平均值获得稳态粘 度,测试温度为85°C。
[0033] 动态震荡测试:采用相同流变仪和平板,动态震荡测试在频率为1Hz,应力为 0.1 Pa条件下进行时间扫描,取平均值获得粘弹性数据,根据不同的测试要求,板间隙设置 为200 y m,测试温度为25°C。
[0034] 流变性能测试所用部分交联部分支化聚合物驱油剂为100-150目,悬浮液的浓度 为0. 5wt %,盐水矿化度为30000mg/L。
[0035] 实验采用的盐水为根据胜利油田不同油藏矿化度及盐离子浓度配制的模拟水,不 同盐水配方如表一所示。
[0036] 表一
[0037]
[0038] 实施例1
[0039] (1)溶液的配制
[0040] 将100份的丙烯酰胺溶于240份的去离子水中配成溶液,0. 05份的甲基丙烯酸 N,N-二甲氨基乙酯溶解于15份的去离子水中配成溶液,1. 15份一缩二乙二醇溶于15份的 去离子水中配成溶液,将〇.033份的过硫酸钾溶于30份去离子水中配成溶液,0. 0172份的 亚硫酸氢钠溶于30份去离子水中配成溶液。
[0041] (2)聚合反应制备驱油剂
[0042] 将步骤(1)配制的丙烯酰胺溶液、甲基丙烯酸N,N-二甲氨基乙酯溶液、一缩二乙 二醇溶液依次加入置于〇°C水中水浴的反应器中,在搅拌、温度12°C下通氮气15min除去反 应器内和溶液中的氧气,再依次加入过硫酸钾溶液和亚硫酸氢钠溶液,待反应聚合至体系 粘度明显增加,停止通入氮气与搅拌,待体系凝胶后继续保温2-4小时,即制备得到凝胶状 驱油剂。将所得产物取出,切碎,烘干,粉碎,筛分即可。
[0043] 性能测试结果
[0044] 实施例1制得的部分交联部分支化聚丙烯酰胺在盐水中形成含有聚合物颗粒的 悬浮液,该悬浮液模量为6. 93Pa,悬浮液粘度不高,只有36. 95mPaS。
[0045] 实施例2
[0046] (1)溶液的配制
[0047] 将100份的丙烯酰胺溶于240份的去离子水中配成溶液,0. 075份的甲基丙烯酸 N,N-二甲氨基乙酯溶解于15份的去离子水中配成溶液,2. 21份一缩二乙二醇溶于15份的 去离子水中配成溶液,将〇. 033份的过硫酸钾溶于30份去离子水中配成溶液,0. 0032份的 亚硫酸氢钠溶于30份去离子水中配成溶液。
[0048] (2)聚合反应制备驱油剂
[0049] 将步骤⑴配制的丙烯酰胺溶液、甲基丙烯酸N,N-二甲氨基乙酯溶液、一缩二乙 二醇溶液依次加入反应器中,在搅拌、温度12°C下通氮气15min除去反应器内和溶液中的 氧气,再依次加入过硫酸钾溶液和亚硫酸氢钠溶液,待反应聚合至体系粘度明显增加,停止 通入氮气与搅拌,待体系凝胶后继续保温2-4小时,即制备得到凝胶状驱油剂。将所得产物 取出,切碎,烘干,粉碎,筛分即可。
[0050] 性能测试结果
[0051] 将实施例2制得的部分交联部分支化聚丙烯酰胺驱油剂在盐水中形成含有聚合 物颗粒的悬浮液。该悬浮液具有很高的模量,达到10. 27Pa,该悬浮液还有较高的粘度,达 至lj 129mPaS。
[0052] 实施例3
[0053] (1)溶液的配制
[0054] 将100份的丙烯酰胺溶于240份的去离子水中配成溶液,0. 03份的甲基丙烯酸 N,N-二甲氨基乙酯溶解于15份的去离子水中配成溶液,3. 35份一缩二乙二醇溶于15份的 去离子水中配成溶液,将〇. 05份的过硫酸钾溶于30份去离子水中配成溶液,0. 025份的亚 硫酸氢钠溶于30份去离子水中配成溶液;
[0055] (2)聚合反应制备驱油剂
[0056] 将步骤(1)配制的丙烯酰胺溶液、甲基丙烯酸N,N-二甲氨基乙酯溶液、一缩二乙 二醇溶液依次加入置于30°C水中水浴的反应器中,在搅拌、温度12°C下通氮气15min除去 反应器内和溶液中的氧气,再依次加入过硫酸钾溶液和亚硫酸氢钠溶液,待反应聚合至体 系粘度明显增加,停止通入氮气与搅拌,待体系凝胶后继续保温2-4小时,即制备得到凝胶 状驱油剂。将所得产物取出,切碎,烘干,粉碎,筛分即可。
[0057] 性能测试结果
[0058] 实施例3制得的部分交联部分支化聚合物驱油剂在盐水中形成含有聚合物颗粒 的悬浮液,该悬浮液的模量为8. 637Pa,悬浮液粘度较高,达94. 35mPaS。
[0059] 实施例4
[0060] (1)溶液的配制
[0061] 将100份的丙烯酰胺溶于240份的去离子水中配成溶液,0. 06份的甲基丙烯酸 N,N-二甲氨基乙酯溶解于15份的去离子水中配成溶液,14. 5份一缩二乙二醇溶于15份的 去离子水中配成溶液,将〇. 094份的过硫酸钾溶于30份去离子水中配成溶液,0. 042份的亚 硫酸氢钠溶于30份去离子水中配成溶液;
[0062] (2)聚合反应制备驱油剂
[0063] 将步骤⑴配制的丙烯酰胺溶液、甲基丙烯酸N,N-二甲氨基乙酯溶液、一缩二乙 二醇溶液依次加入反应器中,在搅拌、温度26°C下通氮气15min除去反应器内和溶液中的 氧气,再依次加入过硫酸钾溶液和亚硫酸氢钠溶液,待反应聚合至体系粘度明显增加,停止 通入氮气与搅拌,待体系凝胶后继续保温2-4小时,即制备得到凝胶状驱油剂。将所得产物 取出,切碎,烘干,粉碎,筛分即可。
[0064] 性能测试结果
[0065] 实施例4制得的部分交联部分支化聚丙烯酰胺在盐水中形成的是含有聚合物颗 粒的悬浮液,该悬浮液模量为6. 023Pa,粘度较高可达100. 4mPaS。
[0066] 实施例5
[0067] (1)溶液的配制
[0068] 将100份的丙烯酰胺溶于240份的去离子水中配成溶液,0. 1份的甲基丙烯酸 N,N-二甲氨基乙酯溶解于15份的去离子水中配成溶液,17. 7份一缩二乙二醇溶于15份的 去离子水中配成溶液,将〇.075份的过硫酸钾溶于30份去离子水中配成溶液,0. 032份的亚 硫酸氢钠溶于30份去离子水中配成溶液;
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