CN111269335A - 一种缓交联主客体包合凝胶深部调驱剂及其制备方法、应用 - Google Patents
一种缓交联主客体包合凝胶深部调驱剂及其制备方法、应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN111269335A CN111269335A CN202010101970.6A CN202010101970A CN111269335A CN 111269335 A CN111269335 A CN 111269335A CN 202010101970 A CN202010101970 A CN 202010101970A CN 111269335 A CN111269335 A CN 111269335A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- host
- slow
- crosslinking
- guest inclusion
- preparation
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 title claims abstract description 44
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 16
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims abstract description 67
- 229920000858 Cyclodextrin Polymers 0.000 claims abstract description 27
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims abstract description 27
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims abstract description 22
- 239000001116 FEMA 4028 Substances 0.000 claims abstract description 17
- WHGYBXFWUBPSRW-FOUAGVGXSA-N beta-cyclodextrin Chemical compound OC[C@H]([C@H]([C@@H]([C@H]1O)O)O[C@H]2O[C@@H]([C@@H](O[C@H]3O[C@H](CO)[C@H]([C@@H]([C@H]3O)O)O[C@H]3O[C@H](CO)[C@H]([C@@H]([C@H]3O)O)O[C@H]3O[C@H](CO)[C@H]([C@@H]([C@H]3O)O)O[C@H]3O[C@H](CO)[C@H]([C@@H]([C@H]3O)O)O3)[C@H](O)[C@H]2O)CO)O[C@@H]1O[C@H]1[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]3O[C@@H]1CO WHGYBXFWUBPSRW-FOUAGVGXSA-N 0.000 claims abstract description 17
- 229960004853 betadex Drugs 0.000 claims abstract description 17
- 235000011175 beta-cyclodextrine Nutrition 0.000 claims abstract description 13
- 239000003431 cross linking reagent Substances 0.000 claims abstract description 13
- KWIUHFFTVRNATP-UHFFFAOYSA-N Betaine Natural products C[N+](C)(C)CC([O-])=O KWIUHFFTVRNATP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract 3
- 229960003237 betaine Drugs 0.000 claims abstract 2
- HRPVXLWXLXDGHG-UHFFFAOYSA-N Acrylamide Chemical compound NC(=O)C=C HRPVXLWXLXDGHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 23
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 19
- ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylformamide Chemical compound CN(C)C=O ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 15
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 12
- HFHDHCJBZVLPGP-UHFFFAOYSA-N schardinger α-dextrin Chemical compound O1C(C(C2O)O)C(CO)OC2OC(C(C2O)O)C(CO)OC2OC(C(C2O)O)C(CO)OC2OC(C(O)C2O)C(CO)OC2OC(C(C2O)O)C(CO)OC2OC2C(O)C(O)C1OC2CO HFHDHCJBZVLPGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 9
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 claims description 6
- 230000003750 conditioning effect Effects 0.000 claims description 5
- 238000011084 recovery Methods 0.000 claims description 5
- IRLPACMLTUPBCL-KQYNXXCUSA-N 5'-adenylyl sulfate Chemical compound C1=NC=2C(N)=NC=NC=2N1[C@@H]1O[C@H](COP(O)(=O)OS(O)(=O)=O)[C@@H](O)[C@H]1O IRLPACMLTUPBCL-KQYNXXCUSA-N 0.000 claims description 3
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 claims description 3
- 239000012266 salt solution Substances 0.000 claims description 3
- PQUXFUBNSYCQAL-UHFFFAOYSA-N 1-(2,3-difluorophenyl)ethanone Chemical compound CC(=O)C1=CC=CC(F)=C1F PQUXFUBNSYCQAL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- DWAQJAXMDSEUJJ-UHFFFAOYSA-M Sodium bisulfite Chemical compound [Na+].OS([O-])=O DWAQJAXMDSEUJJ-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 2
- BHELZAPQIKSEDF-UHFFFAOYSA-N allyl bromide Chemical compound BrCC=C BHELZAPQIKSEDF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000011651 chromium Substances 0.000 claims description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 2
- USHAGKDGDHPEEY-UHFFFAOYSA-L potassium persulfate Chemical compound [K+].[K+].[O-]S(=O)(=O)OOS([O-])(=O)=O USHAGKDGDHPEEY-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 2
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 claims description 2
- 229940047670 sodium acrylate Drugs 0.000 claims description 2
- 235000010267 sodium hydrogen sulphite Nutrition 0.000 claims description 2
- ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N Phenol Chemical compound OC1=CC=CC=C1 ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims 1
- 230000003179 granulation Effects 0.000 claims 1
- 238000005469 granulation Methods 0.000 claims 1
- 150000003462 sulfoxides Chemical class 0.000 claims 1
- 238000001308 synthesis method Methods 0.000 claims 1
- KWIUHFFTVRNATP-UHFFFAOYSA-O N,N,N-trimethylglycinium Chemical compound C[N+](C)(C)CC(O)=O KWIUHFFTVRNATP-UHFFFAOYSA-O 0.000 abstract 1
- 239000000499 gel Substances 0.000 description 46
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 11
- IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N Dimethylsulphoxide Chemical compound CS(C)=O IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 8
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 8
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 8
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 8
- 239000000047 product Substances 0.000 description 6
- 238000011161 development Methods 0.000 description 5
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 239000006260 foam Substances 0.000 description 4
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 4
- 239000003607 modifier Substances 0.000 description 4
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 4
- 238000012512 characterization method Methods 0.000 description 3
- 238000001879 gelation Methods 0.000 description 3
- 125000001165 hydrophobic group Chemical group 0.000 description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 3
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004971 Cross linker Substances 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000001965 increasing effect Effects 0.000 description 2
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 2
- 229920002401 polyacrylamide Polymers 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- DZSVIVLGBJKQAP-UHFFFAOYSA-N 1-(2-methyl-5-propan-2-ylcyclohex-2-en-1-yl)propan-1-one Chemical compound CCC(=O)C1CC(C(C)C)CC=C1C DZSVIVLGBJKQAP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000003903 2-propenyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])=C([H])[H] 0.000 description 1
- GETWKYDHZSJASC-UHFFFAOYSA-N 3-[methyl-[3-(2-methylprop-2-enoyloxy)propyl]amino]propane-1-sulfonic acid Chemical compound C(C(=C)C)(=O)OCCCN(CCCS(=O)(=O)O)C GETWKYDHZSJASC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 238000005033 Fourier transform infrared spectroscopy Methods 0.000 description 1
- -1 allyl β-cyclodextrin Chemical compound 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 239000001110 calcium chloride Substances 0.000 description 1
- 229910001628 calcium chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 239000013065 commercial product Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 1
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 1
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000004005 microsphere Substances 0.000 description 1
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- KCXFHTAICRTXLI-UHFFFAOYSA-N propane-1-sulfonic acid Chemical compound CCCS(O)(=O)=O KCXFHTAICRTXLI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000010008 shearing Methods 0.000 description 1
- 229940079827 sodium hydrogen sulfite Drugs 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000000967 suction filtration Methods 0.000 description 1
- 239000006228 supernatant Substances 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08B—POLYSACCHARIDES; DERIVATIVES THEREOF
- C08B37/00—Preparation of polysaccharides not provided for in groups C08B1/00 - C08B35/00; Derivatives thereof
- C08B37/0006—Homoglycans, i.e. polysaccharides having a main chain consisting of one single sugar, e.g. colominic acid
- C08B37/0009—Homoglycans, i.e. polysaccharides having a main chain consisting of one single sugar, e.g. colominic acid alpha-D-Glucans, e.g. polydextrose, alternan, glycogen; (alpha-1,4)(alpha-1,6)-D-Glucans; (alpha-1,3)(alpha-1,4)-D-Glucans, e.g. isolichenan or nigeran; (alpha-1,4)-D-Glucans; (alpha-1,3)-D-Glucans, e.g. pseudonigeran; Derivatives thereof
- C08B37/0012—Cyclodextrin [CD], e.g. cycle with 6 units (alpha), with 7 units (beta) and with 8 units (gamma), large-ring cyclodextrin or cycloamylose with 9 units or more; Derivatives thereof
- C08B37/0015—Inclusion compounds, i.e. host-guest compounds, e.g. polyrotaxanes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K8/00—Compositions for drilling of boreholes or wells; Compositions for treating boreholes or wells, e.g. for completion or for remedial operations
- C09K8/50—Compositions for plastering borehole walls, i.e. compositions for temporary consolidation of borehole walls
- C09K8/504—Compositions based on water or polar solvents
- C09K8/506—Compositions based on water or polar solvents containing organic compounds
- C09K8/508—Compositions based on water or polar solvents containing organic compounds macromolecular compounds
- C09K8/512—Compositions based on water or polar solvents containing organic compounds macromolecular compounds containing cross-linking agents
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K8/00—Compositions for drilling of boreholes or wells; Compositions for treating boreholes or wells, e.g. for completion or for remedial operations
- C09K8/50—Compositions for plastering borehole walls, i.e. compositions for temporary consolidation of borehole walls
- C09K8/504—Compositions based on water or polar solvents
- C09K8/506—Compositions based on water or polar solvents containing organic compounds
- C09K8/508—Compositions based on water or polar solvents containing organic compounds macromolecular compounds
- C09K8/514—Compositions based on water or polar solvents containing organic compounds macromolecular compounds of natural origin, e.g. polysaccharides, cellulose
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K8/00—Compositions for drilling of boreholes or wells; Compositions for treating boreholes or wells, e.g. for completion or for remedial operations
- C09K8/58—Compositions for enhanced recovery methods for obtaining hydrocarbons, i.e. for improving the mobility of the oil, e.g. displacing fluids
- C09K8/588—Compositions for enhanced recovery methods for obtaining hydrocarbons, i.e. for improving the mobility of the oil, e.g. displacing fluids characterised by the use of specific polymers
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K8/00—Compositions for drilling of boreholes or wells; Compositions for treating boreholes or wells, e.g. for completion or for remedial operations
- C09K8/60—Compositions for stimulating production by acting on the underground formation
- C09K8/84—Compositions based on water or polar solvents
- C09K8/86—Compositions based on water or polar solvents containing organic compounds
- C09K8/88—Compositions based on water or polar solvents containing organic compounds macromolecular compounds
- C09K8/887—Compositions based on water or polar solvents containing organic compounds macromolecular compounds containing cross-linking agents
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K8/00—Compositions for drilling of boreholes or wells; Compositions for treating boreholes or wells, e.g. for completion or for remedial operations
- C09K8/60—Compositions for stimulating production by acting on the underground formation
- C09K8/84—Compositions based on water or polar solvents
- C09K8/86—Compositions based on water or polar solvents containing organic compounds
- C09K8/88—Compositions based on water or polar solvents containing organic compounds macromolecular compounds
- C09K8/90—Compositions based on water or polar solvents containing organic compounds macromolecular compounds of natural origin, e.g. polysaccharides, cellulose
- C09K8/905—Biopolymers
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
Abstract
本发明涉及一种缓交联主客体包合凝胶深部调驱剂及其制备方法、应用，其主要包括以下组分：一种β‑环糊精聚合物与一种甜菜碱型两亲聚合物包合而成，加入一定质量分数的交联剂后形成缓交联主客体包合凝胶。这种缓交联主客体包合凝胶的优点在于：交联时间可控，稳定性好，可作用于地层深部。该主客体包合凝胶，在调剖堵水领域具有巨大应用前景和经济价值。
Description
技术领域
本发明属于三次采油技术领域，具体涉及一种缓交联主客体包合凝胶深部调驱剂及其制备方法。
背景技术
公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
石油是现代社会发展不可或缺的资源之一。在石油开发过程中，在地层天然能量消耗完后，大部分油田选择注水开发。注水开发在前期可以有效的将剩余油采出，但随着注水开发的进行，注入水在地层中逐渐形成水驱优势通道，注入水在仅大孔道、高渗层以及裂缝内循环，无法进一步提高采收率。若想进一步将剩余油采出，较为简便的方法便是对油藏深部的大孔道进行封堵，迫使液流转向，达到深部调驱的目的，实现油田稳产。
目前在常用的调驱剂种类繁多，例如沉淀类、颗粒类、泡沫类、聚合物凝胶类等。沉淀类以水玻璃-氯化钙体系为例，其采用双液法施工，工艺较为复杂；颗粒类主要以聚合物微球类为主，虽然其可以实现二次封堵，但是经过地层孔隙的剪切后易发生剪切破碎进而影响封堵效果；泡沫类以CO2泡沫为例，虽然CO2泡沫具有抗高温，堵水不堵油的优点，但是在使用CO2泡沫时需要地面设施的配合，这便会导致经济效益较差。相较于其他类型的调驱剂来说，由于聚合物凝胶类调驱剂具有使用方法简便、成本低廉等优点，进而被广泛应用于各大油田。
目前在聚合物凝胶类调驱剂中最常使用的聚合物为部分水解的聚丙烯酰胺(HPAM)，在常规地层下，HPAM与交联剂作用形成的聚合物凝胶调驱剂具有良好的封堵性能，但在高温高矿化度油藏中，HPAM的热降解和盐降粘现象较为严重，从而使HPAM难以与交联剂作用生成具有一定强度的凝胶。两亲聚合物是在HPAM分子链上引入少量疏水基团发展起来的一类新型聚合物，与HPAM相比，两亲聚合物表现出优异的耐温抗盐性能。因此，两亲聚合物凝胶有望解决聚合物凝胶封堵剂无法在高温高矿化度条件下使用的问题。此外，石油工作者发现：基于油藏封堵的需求，油藏的大孔道封堵位置一般位于油藏深部，常规的凝胶成胶时间较短，几小时到1天左右。注入的凝胶体系在未到达油藏深部就达到较高的成胶强度，封堵深度有限。
发明内容
为了克服上述问题，本发明提供了一种缓交联主客体包合凝胶深部调驱剂及其制备方法，提出应用一种β-环糊精聚合物，通过疏水作用、范德华力等作用力包合甜菜碱型两亲聚合物中的疏水基团形成主客体包合体系，再向其中加入一定质量分数的交联剂，形成主客体包合凝胶深部调驱剂。该主客体包合凝胶中的环糊精聚合物可以起到缓交联的作用，同时由于甜菜碱型两亲聚合物的存在，使得该主客体包合凝胶可以在高温高盐油藏下使用。因此在高温高盐油藏深度调驱方向具有巨大的应用前景。
为实现上述技术目的，本发明采用的技术方案如下：
本发明的第一个方面，提供了一种缓交联主客体包合凝胶深部调驱剂的制备方法，包括：
将甜菜碱型两亲聚合物和β-环糊精聚合物分别分散在盐溶液中，再进行包合，形成盐增粘型主客体包合两亲聚合物体系；
向盐增粘型主客体包合两亲聚合物体系中加入交联剂，混合均匀，即得缓交联主客体包合凝胶深部调驱剂。
本申请通过β-环糊精聚合物包合甜菜碱型两亲聚合物中的疏水基团，以及交联剂的加入，形成一种能够在高温高盐油藏下缓慢交联的深部调驱剂，可以在油藏的深部达到较高的成胶强度，封堵深度大。
本发明的第二个方面，提供了任一上述的方法制备的缓交联主客体包合凝胶深部调驱剂。
该缓交联主客体包合凝胶由于环糊精聚合物的存在，因而具有良好的缓交联作用。由于甜菜碱型两亲聚合物的存在，因而可以在高温高盐油藏中使用。
本发明的第三个方面，提供了上述的缓交联主客体包合凝胶深部调驱剂在三次采油领域中的应用。
由于本申请的深部调驱剂在高温高盐油藏下具有较大的封堵深度和成胶强度，因此，能够满足三次采油领域中的应用。
本发明的有益效果在于：
(1)该缓交联主客体包合凝胶由于环糊精聚合物的存在，因而具有良好的缓交联作用。
(2)该缓交联主客体包合凝胶由于甜菜碱型两亲聚合物的存在，因而可以在高温高盐油藏中使用。
(3)本发明制备方法简单、缓交联主客体包合凝胶深部调驱剂交联时间可控、可在高温高矿化度地层下使用、实用性强，易于推广。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。
图1是本发明实施例1中A-β-CD合成路线图；
图2是本发明实施例1中P(AM/A-β-CD/NaA)合成路线图；
图3是本发明实施例1中A-β-CD红外光谱图；
图4是本发明实施例1中P(AM/A-β-CD/NaA)红外光谱图；
图5是现有的甜菜碱型两亲聚合物凝胶和本发明实施例1的缓交联主客体包合凝胶成胶强度图。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本申请使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
正如背景技术所介绍的，针对目前常规的凝胶成胶时间较短、封堵深度有限以及不耐高温高盐的问题。因此，本发明提出一种缓交联主客体包合凝胶深部调驱剂及其制备方法，包括：
(1)合成一种烯丙基-β-环糊精(A-β-CD)
将一定量的二甲基亚砜(DMSO)和二甲基甲酰胺(DMF)倒入反应容器中搅拌均匀后，依次向反应容器中加入β-环糊精(β-CD)、氢氧化钠(NaOH)、烯丙基溴(C3H5Br)，再将反应容器置于低温环境中反应一段时间，反应完成后取上层清液减压蒸馏，干燥，即得产物。
在一些实施例中，所述DMSO与DMF的体积比为1：1-1.3。
在一些实施例中，所述β-CD与C3H5Br的投料比为1：65-67。
在一些实施例中，C3H5Br与NaOH的投料比为1：1-1.5。
在一些实施例中，反应温度为5-10℃。
在一些实施例中，反应时间为45-50h。
(2)合成一种β-环糊精聚合物P(AM/A-β-CD/NaA)
称取一定量的丙烯酰胺(AM)和合成的主体烯丙基-β-环糊精(A-β-CD)，在不断通入惰性气体的条件下将其溶于一定量的蒸馏水中，加入一定量的丙烯酸钠(NaA)，搅拌均匀后在通入惰性气体的条件下将反应容器放置到恒温水浴中，反应2-3h后向反应容器中加入一定量的过硫酸钾(KPS)和亚硫酸氢钠(SBS)，当反应体系变得粘稠时停止搅拌，同时将反应容器密封放置，直到得到透明胶状产物，干燥、造粒，得到β-环糊精聚合物P(AM/A-β-CD/NaA)。
在一些实施例中，AM、NaA、A-β-CD投料比为66-70:21-26:5-6.5。
在一些实施例中，反应温度为20-30℃。
在一些实施例中，KPS的质量分数为0.1-0.15％。
在一些实施例中，SBS的质量分数为0.18-0.22％。
(3)甜菜碱型两亲聚合物与环糊精聚合物进行包合
将一定质量的甜菜碱型两亲聚合物放入一定浓度的NaCl溶液中溶解2-3h，使得甜菜碱型两亲聚合物能够很好的分散在水中，随即向溶液中加入溶有环糊精聚合物的NaCl溶液，搅拌10-25min，即制得盐增粘型主客体包合两亲聚合物体系。
本申请中对甜菜碱型两亲聚合物的具体类型并不作特殊的限定，在一些实施例中，所述甜菜碱型两亲聚合物为P(AM/DMAPS/C16DMAAC)、P(AM/AMPS/C16DMAAC)或P(AM-MALPS)，以提高包合效果和低浓度下的增粘效果。
其中，AM为丙烯酰胺，AMPS为2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸，DMAPS为3-(2-甲基丙烯酰氧乙基二甲胺基)丙磺酸盐，C16DMAAC为十六烷基二甲基烯丙基氯化铵，MALPS为N-甲基-N-烯丙基月桂酰基丙磺酸内盐。
在一些实施例中，甜菜碱型两亲聚合物与环糊精聚合物的包合比为1:1-1.3。使β-环糊精聚合物能够有效地包合甜菜碱型两亲聚合物，形成主客体包合两亲聚合物体系。
在一些实施例中，甜菜碱型两亲聚合物溶解温度为25-33℃。
在一些实施例中，甜菜碱型两亲聚合物与环糊精聚合物的包合时间为10-25min。
在一些实施例中，甜菜碱型两亲聚合物与环糊精聚合物的包合温度为25-45℃。
(4)向包合体系中加入交联剂
向制得的包合体系中加入一定质量分数的交联剂搅拌均匀后，即制得缓交联主客体包合凝胶深部调驱剂。
在一些实施例中，交联剂种类为有机铬交联剂或乌洛托品-对苯二酚。
在一些实施例中，交联剂质量分数为0.2-0.35％。
在一些实施例中，搅拌时间为5-15min。
在一些实施例中，交联时间为144-330h。
下面结合具体的实施例，对本发明做进一步的详细说明，应该指出，所述具体实施例是对本发明的解释而不是限定。
实施例1
一、一种缓交联主客体包合凝胶深部调驱剂的制备
1、A-β-CD的合成
用量筒量取二甲基亚砜390ml、二甲基甲酰胺400ml，倒入反应容器中搅拌均匀后，依次向反应容器中加入10gβ-CD、33g NaOH，搅拌均匀后将反应容器转移至6℃环境下，再用针管缓慢的将55ml的C3H5Br滴入反应容器内，保持温度在6℃，反应50h后对产物进行减压蒸馏，并用丙酮提纯，再经过冷却结晶、抽滤、洗净、干燥，得到A-β-CD。
合成路线如图1所示。
2、P(AM/A-β-CD/NaA)的合成
向反应容器中按AM:NaA:A-β-CD＝66：25：5的投料比加入各单体，搅拌均匀后在通入N2的条件下将其放置到25℃的恒温水浴中，反应2h后向溶液中加入0.1％的KPS和0.2％SBS，过后产物变得粘稠，此时停止搅拌，将反应容器密封放置，6h后得到透明胶状产物，对其进行干燥、造粒，得到
P(AM/A-β-CD/NaA)。
合成路线图如图2所示
3、将甜菜碱型两亲聚合物与P(AM/A-β-CD/NaA)进行包合
称取1g的P(AM/A-β-CD/NaA)粉末，倒入200ml浓度为1×104mg/L的NaCl溶液中使其充分溶解；称取1.5g P(AM/DMAPS/C16DMAAC)粉末(市售产品，购买于安徽天润化学工业股份有限公司)，倒入200ml浓度为1×104mg/lL的NaCl溶液中使其充分溶解，溶解完全后，将两者在温度为25℃，搅拌器转速为50r/min的条件下进行包合，制得一种盐增粘型主客体包合两亲聚合物体系。
4、缓交联主客体包合凝胶制备
向制得的盐增粘型主客体包合两亲聚合物体系中加入质量分数为0.1％的有机铬交联剂(工业级产品)，搅拌5min后制得缓交联主客体包合凝胶深部调驱剂液体体系。
二、A-β-CD、P(AM/A-β-CD/NaA)的表征
1、A-β-CD红外表征
图3是烯丙基β-环糊精的FT-IR曲线。由图3可知：3400cm-1为-OH的特征吸收峰，这主要是因为环糊精分子本身含有很多羟基；3084cm-1处为＝CH2中C-H的伸缩振动吸收峰，3020cm-1处为RCH＝中C-H的伸缩振动吸收峰，1645cm-1处为C＝C键的伸缩振动吸收峰；922cm-1处为RCH＝CH2中C-H的面外弯曲振动吸收峰，1460、1050、1159cm-1处均为β-环糊精的骨架特征吸收峰，1650cm-1附近出现了C＝C的不对称伸缩振动吸收峰。综上所述，烯丙基已成功键合至β-CD分子中，并且目标分子中保留着β-CD的空腔结构。
2、P(AM/A-β-CD/NaA)红外表征
从图4可以看到，强吸收峰出现在3447cm-1和1655cm-1，这是由于在-CONH2基团中N-H和C＝O拉伸振动导致的。1402cm-1处与-COO-有关。可以推断出，聚合物包含AM和NaA结构。此外，在9301cm-1和575.28cm-1高峰对应于A-β-CD的骨架振动，表明A-β-CD结构仍然很好的保持在丙烯酰胺聚合物中。
三、一种缓交联主客体包合凝胶性能
从图5中可以看到，与单独的甜菜碱型两亲聚合物凝胶P(AM/DMAPS/C16DMAAC)相比，本实施例制备缓交联主客体包合凝胶的成胶时间明显变长，具有明显的缓交联特征。同时，对比两者在成胶后的突破真空度(表1)可以发现缓交联凝胶依然具有较高的强度，进而可以应用于深部地层调剖。
表1 甜菜碱型两亲聚合物凝胶和缓交联主客体包合凝胶突破真空度
向8块渗透率为3000×10-3μm2的裂缝性岩心中分别注入0.5PV的凝胶体系。其中4块注入甜菜碱型两亲聚合物凝胶体系P(AM/DMAPS/C16DMAAC)，另外4块注入本实施例制备的缓交联主客体包合凝胶体系。对于注入甜菜碱型两亲聚合物凝胶体系的4块裂缝性岩心，分别在1d，3d，5d和7d测量凝胶体系的封堵率。对于注入缓交联主客体包合凝胶体系的4块裂缝性岩心，分别在1d，3d，5d和7d测量凝胶体系的封堵率。测试温度为90℃，矿化度：10×104mg/L NaCl。测试结果见表2。
由表2中可看出，甜菜碱型两亲聚合物凝胶在1d就能达到较好的封堵效果，封堵率达到85％，3d后达到96％。相对应的缓交联主客体包合凝胶1d后的封堵率仅为51％，随着时间的延长，封堵率逐渐增大，7d后封堵率达到94％。
表2 甜菜碱型两亲聚合物凝胶和缓交联主客体包合凝胶的封堵率统计表
最后应该说明的是，以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。
Claims (10)
1.一种缓交联主客体包合凝胶深部调驱剂的制备方法，其特征在于，包括：
将甜菜碱型两亲聚合物和β-环糊精聚合物分别分散在盐溶液中，再进行包合，形成盐增粘型主客体包合两亲聚合物体系；
向盐增粘型主客体包合两亲聚合物体系中加入交联剂，混合均匀，即得缓交联主客体包合凝胶深部调驱剂。
2.如权利要求1所述的缓交联主客体包合凝胶深部调驱剂的制备方法，其特征在于，所述交联剂为有机铬交联剂或乌洛托品-对苯二酚。
3.如权利要求1所述的缓交联主客体包合凝胶深部调驱剂的制备方法，其特征在于，所述交联剂的用量为所述盐增粘型主客体包合两亲聚合物体系总质量的0.2-0.35％；
或交联反应时间为144-330h。
4.如权利要求1所述的缓交联主客体包合凝胶深部调驱剂的制备方法，其特征在于，所述甜菜碱型两亲聚合物为P(AM/DMAPS/C16DMAAC)、P(AM/AMPS/C16DMAAC)或P(AM-MALPS)；
所述甜菜碱型两亲聚合物与环糊精聚合物的摩尔比为1：1-1.3。
5.如权利要求1所述的缓交联主客体包合凝胶深部调驱剂的制备方法，其特征在于，所述盐溶液为含NaCl的水溶液。
6.如权利要求1所述的缓交联主客体包合凝胶深部调驱剂的制备方法，其特征在于，所述包合温度为25-45℃，时间为10-25min。
7.如权利要求1所述的缓交联主客体包合凝胶深部调驱剂的制备方法，其特征在于，所述β-环糊精聚合物的合成方法为：在惰性气体保护下，将丙烯酰胺和烯丙基-β-环糊精分散在水中，然后加入丙烯酸钠，反应2-3h后，再加入一定量的过硫酸钾和亚硫酸氢钠，继续反应直到形成透明胶状产物，干燥、造粒，得到β-环糊精聚合物。
8.如权利要求6所述的缓交联主客体包合凝胶深部调驱剂的制备方法，其特征在于，所述烯丙基-β-环糊精的制备方法为：将二甲基亚砜和二甲基甲酰胺混合均匀，再加入β-环糊精、氢氧化钠、烯丙基溴，于5-10℃反应45-50h，反应完成后取上层清液减压蒸馏，干燥，即得。
9.权利要求1-8任一项所述的方法制备的缓交联主客体包合凝胶深部调驱剂。
10.权利要求9所述的缓交联主客体包合凝胶深部调驱剂在三次采油领域中的应用。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010101970.6A CN111269335A (zh) | 2020-04-08 | 2020-04-08 | 一种缓交联主客体包合凝胶深部调驱剂及其制备方法、应用 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010101970.6A CN111269335A (zh) | 2020-04-08 | 2020-04-08 | 一种缓交联主客体包合凝胶深部调驱剂及其制备方法、应用 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN111269335A true CN111269335A (zh) | 2020-06-12 |
Family
ID=70993928
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202010101970.6A Pending CN111269335A (zh) | 2020-04-08 | 2020-04-08 | 一种缓交联主客体包合凝胶深部调驱剂及其制备方法、应用 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN111269335A (zh) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114437689A (zh) * | 2022-01-21 | 2022-05-06 | 中海石油(中国)有限公司 | 一种封堵油藏大孔道的高强度双网络微纳米颗粒复合凝胶及其制备方法 |
| CN114957550A (zh) * | 2022-06-14 | 2022-08-30 | 中国石油大学(华东) | 一种深部调剖再粘接超分子凝胶颗粒及其制备方法 |
| CN115141316A (zh) * | 2022-07-13 | 2022-10-04 | 中国石油大学(华东) | 一种深部调剖用纳米纤维素增强型超分子凝胶颗粒及其制备方法 |
| CN115746808A (zh) * | 2021-09-06 | 2023-03-07 | 中国石油天然气股份有限公司 | 调堵剂及其应用 |
| CN116218494A (zh) * | 2021-12-06 | 2023-06-06 | 中国石油天然气股份有限公司 | 一种复合助剂、深度调驱交联剂及其制备方法和应用 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0940257A2 (en) * | 1998-03-02 | 1999-09-08 | Hewlett-Packard Company | Direct imaging polymer fluid jet orifice |
| CN103614124A (zh) * | 2013-11-18 | 2014-03-05 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种延缓交联深部调剖剂及其制备方法 |
| US20140352967A1 (en) * | 2006-11-28 | 2014-12-04 | Spi Technologies, Llc | Multi-component aqueous gel solution for control of delayed gelation timing and for resulting gel properties |
| CN104357032A (zh) * | 2014-10-13 | 2015-02-18 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种耐高温二次交联凝胶调剖剂及其制备方法 |
| CN104844760A (zh) * | 2015-05-18 | 2015-08-19 | 中国海洋石油总公司 | 一种水溶性超支化聚合物驱油剂及其制备方法 |
| CN110105938A (zh) * | 2019-05-14 | 2019-08-09 | 中国石油大学(华东) | 一种高强度缓交联铬冻胶及其制备方法 |
-
2020
- 2020-04-08 CN CN202010101970.6A patent/CN111269335A/zh active Pending
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0940257A2 (en) * | 1998-03-02 | 1999-09-08 | Hewlett-Packard Company | Direct imaging polymer fluid jet orifice |
| US20140352967A1 (en) * | 2006-11-28 | 2014-12-04 | Spi Technologies, Llc | Multi-component aqueous gel solution for control of delayed gelation timing and for resulting gel properties |
| CN103614124A (zh) * | 2013-11-18 | 2014-03-05 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种延缓交联深部调剖剂及其制备方法 |
| CN104357032A (zh) * | 2014-10-13 | 2015-02-18 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种耐高温二次交联凝胶调剖剂及其制备方法 |
| CN104844760A (zh) * | 2015-05-18 | 2015-08-19 | 中国海洋石油总公司 | 一种水溶性超支化聚合物驱油剂及其制备方法 |
| CN110105938A (zh) * | 2019-05-14 | 2019-08-09 | 中国石油大学(华东) | 一种高强度缓交联铬冻胶及其制备方法 |
Non-Patent Citations (5)
| Title |
|---|
| KANG, WANLI ET AL: "Study on the enhanced viscosity mechanism of the cyclodextrin polymer and betaine-type amphiphilic polymer inclusion complex", 《JOURNAL OF MOLECULAR LIQUIDS》 * |
| ZHANG, HONGWEN ET AL.: "Effects of cyclodextrin polymer on the gelation of amphiphilic polymer in inclusion complex", 《JOURNAL OF MOLECULAR LIQUIDS》 * |
| 刘一江等主编: "《化学调剖堵水技术》", 30 November 1999, 石油工业出版社 * |
| 王增林 等主编: "《国内外石油技术进展》", 31 August 2005, 中国石化出版社 * |
| 许明标等主编: "《聚合物在油气田开采中的应用》", 31 January 2010, 中国地质大学出版社 * |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115746808A (zh) * | 2021-09-06 | 2023-03-07 | 中国石油天然气股份有限公司 | 调堵剂及其应用 |
| CN115746808B (zh) * | 2021-09-06 | 2024-04-30 | 中国石油天然气股份有限公司 | 调堵剂及其应用 |
| CN116218494A (zh) * | 2021-12-06 | 2023-06-06 | 中国石油天然气股份有限公司 | 一种复合助剂、深度调驱交联剂及其制备方法和应用 |
| CN116218494B (zh) * | 2021-12-06 | 2024-04-12 | 中国石油天然气股份有限公司 | 一种复合助剂、深度调驱交联剂及其制备方法和应用 |
| CN114437689A (zh) * | 2022-01-21 | 2022-05-06 | 中海石油(中国)有限公司 | 一种封堵油藏大孔道的高强度双网络微纳米颗粒复合凝胶及其制备方法 |
| CN114957550A (zh) * | 2022-06-14 | 2022-08-30 | 中国石油大学(华东) | 一种深部调剖再粘接超分子凝胶颗粒及其制备方法 |
| CN114957550B (zh) * | 2022-06-14 | 2023-08-18 | 中国石油大学(华东) | 一种深部调剖再粘接超分子凝胶颗粒及其制备方法 |
| CN115141316A (zh) * | 2022-07-13 | 2022-10-04 | 中国石油大学(华东) | 一种深部调剖用纳米纤维素增强型超分子凝胶颗粒及其制备方法 |
| CN115141316B (zh) * | 2022-07-13 | 2023-08-01 | 中国石油大学(华东) | 一种深部调剖用纳米纤维素增强型超分子凝胶颗粒及其制备方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN111269335A (zh) | 一种缓交联主客体包合凝胶深部调驱剂及其制备方法、应用 | |
| CN108484828B (zh) | 一种水包水型含纳米二氧化硅核壳微球的阳离子乳液及其制备方法 | |
| CN110591679B (zh) | 一种与地层孔喉尺寸自适应的颗粒调剖剂及其制备方法 | |
| CN101775275B (zh) | 粘弹性颗粒驱油剂及其制备方法 | |
| CN109971451B (zh) | 一种压裂液用氧化石墨烯纳米交联剂及其制备方法 | |
| CN111040750B (zh) | 复合耐温冻胶堵剂及其制备方法和在超深层油藏调剖堵水中的应用 | |
| CN102807849A (zh) | 一种用于高温油藏深部调剖堵水的冻胶型堵剂及其制备方法 | |
| CN109735315B (zh) | 一种环保型采油用延迟交联调剖剂及制备方法和用途 | |
| CN108300440A (zh) | 冻胶分散体用纳米石墨乳强化的本体冻胶体系及其组合物和制备方法及应用 | |
| CN102424749B (zh) | 一种高矿化度聚合物凝胶及其制法 | |
| CN113234425B (zh) | 一种中低渗油藏深部调剖用复合铝凝胶堵剂及其制备方法与应用 | |
| CN115537191A (zh) | 具有拓扑互穿网络结构的高强度耐高温油田堵剂及制备方法 | |
| CN110105938A (zh) | 一种高强度缓交联铬冻胶及其制备方法 | |
| CN113045719B (zh) | 一种适用于高温高盐碎屑岩油藏堵水用堵剂及其制备方法 | |
| CN110790959A (zh) | 水溶性酚醛树脂交联剂低温快速成胶促交剂及其制备方法和应用 | |
| CN112778990B (zh) | 一种用于油田注水井的污水混配暂堵剂及其制备方法 | |
| CN118853127A (zh) | 一种适用于co2气窜的封堵剂及其制备方法 | |
| CN116987241B (zh) | 一种植物基自降解凝胶转向剂及其制备方法 | |
| CN111349192A (zh) | 荧光冻胶分散体和荧光冻胶以及荧光改性聚丙烯酰胺复合材料及其制备方法及应用 | |
| CN106967397B (zh) | 一种适用于油井水泥浆的热增黏沉降稳定剂及制备方法与应用 | |
| CN114736330B (zh) | 一种葫芦脲杂化超分子聚合物驱油剂及其制备方法 | |
| CN112457835B (zh) | 一种耐高温耐盐的复合堵剂 | |
| CN112300774B (zh) | 一种压裂用水控性氧化破胶自悬浮支撑剂的制备方法 | |
| CN106543383A (zh) | 一种水溶性纳米聚硅/聚合物凝胶驱油剂及其制备方法 | |
| CN114437289B (zh) | 一种自交联聚合物、油田调驱剂及制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20200612 |