本發(fā)明涉及一種系列化熒光粘彈性顆粒驅(qū)油劑及其制備方法,屬于三次采油
技術(shù)領(lǐng)域:
。
背景技術(shù):
:現(xiàn)有技術(shù)中,針對聚驅(qū)后油藏非均質(zhì)性嚴(yán)重的現(xiàn)狀,研發(fā)了一種部分交聯(lián)并含有大量支鏈結(jié)構(gòu)的聚丙烯酰胺粘彈性顆粒驅(qū)油劑(授權(quán)公告號cn101775275b)。該新型驅(qū)油劑在油田試驗(yàn)區(qū)增油效果好,顯著地提高了原油采收率。然而該驅(qū)油劑在多孔介質(zhì)中的滲流特征和驅(qū)油機(jī)理的研究尚未完善。如在粘彈性顆粒驅(qū)油劑聚合物分子上引入熒光基團(tuán),便可在滲流、驅(qū)油實(shí)驗(yàn)中對其進(jìn)行實(shí)時追蹤,明確其驅(qū)油機(jī)理;并且在現(xiàn)場應(yīng)用時可以及時、準(zhǔn)確地檢測生產(chǎn)井采出液中粘彈性顆粒驅(qū)油劑的濃度,因此,研制熒光粘彈性顆粒驅(qū)油劑對于該新型驅(qū)油劑提高石油采收率具有極其重要的理論研究價值和大規(guī)模應(yīng)用前景。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:針對上述現(xiàn)有技術(shù),本發(fā)明提供了一種系列化熒光粘彈性顆粒驅(qū)油劑,及其制備方法。本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:一種系列化熒光粘彈性顆粒驅(qū)油劑,是由以下重量份的組分制成的:100份丙烯酰胺,0.04~0.13份甲基丙烯酸二甲氨乙酯,0.004~0.01份n,n-亞甲基雙丙烯酰胺,0.005~0.03份n-乙烯基咔唑,0.01~0.04份過硫酸鉀,0.007~0.025份亞硫酸氫鈉,280~380份水。所述系列化熒光粘彈性顆粒驅(qū)油劑的制備方法,步驟如下(各組分按重量份計(jì)):(1)將100份丙烯酰胺溶于200~240份水中配成溶液,加入到三頸瓶中,待用;(2)將0.04~0.13份甲基丙烯酸二甲氨乙酯和0.004~0.01份n,n-亞甲基雙丙烯酰胺加入到40~60份水中配成溶液,然后加入到上述配制的丙烯酰胺溶液中,并置于10~30℃的水浴中,通氮?dú)猓磻?yīng)10~15分鐘;(3)將0.005~0.03份n-乙烯基咔唑溶于2~5份乙二醇甲醚中配成溶液,然后加入到上述步驟(2)的反應(yīng)體系中,繼續(xù)通氮?dú)?,反?yīng)5~10分鐘;(4)將0.01~0.04份過硫酸鉀加入到20~40份水中配成氧化劑溶液,將0.007~0.025份亞硫酸氫鈉加入到20~40份水中配成還原劑溶液,將氧化劑溶液、還原劑溶液先后加入到上述步驟(3)的反應(yīng)體系中,氧化劑溶液、還原劑溶液加入的時間間隔為2分鐘,持續(xù)通氮?dú)猓?0分鐘后停止通氮?dú)?,撤離水浴;(5)待上述步驟(4)的反應(yīng)溶液呈凝膠狀、且5分鐘后反應(yīng)體系溫差不超過1℃時,將其放入70~90℃水浴中保溫3~5小時;將凝膠取出,剪碎,烘干、粉碎,即得系列化熒光粘彈性顆粒驅(qū)油劑(為粉末狀產(chǎn)品)。由于市售的熒光單體都是非水溶性的,在不改變粘彈性顆粒驅(qū)油劑聚合方法的前提下,很難將其與丙烯酰胺共聚;如要制備具有不同粘彈特性的系列化熒光粘彈性顆粒驅(qū)油劑,難度更大。本發(fā)明采用氧化還原引發(fā)體系與功能單體體系復(fù)配使用,將熒光單體溶于乙二醇甲醚中,再加入反應(yīng)體系形成均相溶液,且對引發(fā)體系和交聯(lián)體系無影響,通過配方和工藝調(diào)整,制備出了系列化的熒光粘彈性顆粒驅(qū)油劑(通過調(diào)整配方和工藝,可以得到一系列的粘度不同的產(chǎn)品;而申請?zhí)枮?01410643131.1的專利申請中只能合成出一種粘度的產(chǎn)品)。本發(fā)明的系列化熒光粘彈性顆粒驅(qū)油劑,具有所需原料廉價易得,聚合周期短,合成過程只引入少許有機(jī)溶劑,經(jīng)濟(jì)環(huán)保,產(chǎn)物后處理簡單等優(yōu)點(diǎn)。附圖說明圖1:實(shí)施例3合成的熒光粘彈性顆粒驅(qū)油劑的紅外譜圖。圖2:實(shí)施例3合成的熒光粘彈性顆粒驅(qū)油劑的熒光發(fā)射光譜。具體實(shí)施方式下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。下述實(shí)施例中所涉及的儀器、試劑、材料等,若無特別說明,均為現(xiàn)有技術(shù)中已有的常規(guī)儀器、試劑、材料等,可通過正規(guī)商業(yè)途徑獲得。下述實(shí)施例中所涉及的實(shí)驗(yàn)方法,檢測方法等,若無特別說明,均為現(xiàn)有技術(shù)中已有的常規(guī)實(shí)驗(yàn)方法,檢測方法等。實(shí)施例1制備系列化熒光粘彈性顆粒驅(qū)油劑將100g丙烯酰胺溶于200g水中配成單體溶液,將0.13g甲基丙烯酸二甲氨乙酯和0.004gn,n-亞甲基雙丙烯酰胺加入到60g水中配成功能單體溶液,加入到三頸瓶中,置于30℃的水浴中,通氮?dú)?0分鐘后,將0.03gn-乙烯基咔唑溶于5g乙二醇甲醚配成的熒光單體溶液加入到三頸瓶中,繼續(xù)通氮?dú)猓?分鐘后,將0.04g過硫酸鉀加入到40g水中所配成的氧化劑溶液及將0.025g亞硫酸氫鈉加入到40g水中所配成的還原劑溶液先后加入到三頸瓶中,時間間隔為2分鐘,持續(xù)通氮?dú)猓?0分鐘后停止通氮?dú)?,將三頸瓶從水浴中撤離。當(dāng)反應(yīng)溶液成凝膠狀,且5分鐘后反應(yīng)體系溫差不超過1℃時,將三頸瓶放入90℃水浴鍋中保溫3小時,之后將凝膠取出,剪碎、經(jīng)烘干、粉碎、篩分后即可得到粉末狀產(chǎn)品。實(shí)施例2制備系列化熒光粘彈性顆粒驅(qū)油劑將100g丙烯酰胺溶于210g水中配成單體溶液,將0.1g甲基丙烯酸二甲氨乙酯和0.005gn,n-亞甲基雙丙烯酰胺加入到50g水中配成功能單體溶液,加入到三頸瓶中,置于25℃的水浴中,通氮?dú)?2分鐘后,將0.025gn-乙烯基咔唑溶于4g乙二醇甲醚配成的熒光單體溶液加入到三頸瓶中,繼續(xù)通氮?dú)猓?分鐘后,將0.03g過硫酸鉀加入到35g水中所配成的氧化劑溶液及將0.02g亞硫酸氫鈉加入到35g水中所配成的還原劑溶液先后加入到三頸瓶中,時間間隔為2分鐘,持續(xù)通氮?dú)猓?0分鐘后停止通氮?dú)?,將三頸瓶從水浴中撤離。當(dāng)反應(yīng)溶液成凝膠狀,且5分鐘后反應(yīng)體系溫差不超過1℃時,將三頸瓶放入85℃水浴鍋中保溫3.5小時,之后將凝膠取出,剪碎、經(jīng)烘干、粉碎、篩分后即可得到粉末狀產(chǎn)品。實(shí)施例3制備系列化熒光粘彈性顆粒驅(qū)油劑將100g丙烯酰胺溶于220g水中配成單體溶液,將0.08g甲基丙烯酸二甲氨乙酯和0.006gn,n-亞甲基雙丙烯酰胺加入到50g水中配成功能單體溶液,加入到三頸瓶中,置于20℃的水浴中,通氮?dú)?2分鐘后,將0.02gn-乙烯基咔唑溶于3g乙二醇甲醚配成的熒光單體溶液加入到三頸瓶中,繼續(xù)通氮?dú)猓?分鐘后,將0.025g過硫酸鉀加入到30g水中所配成的氧化劑溶液及將0.015g亞硫酸氫鈉加入到30g水中所配成的還原劑溶液先后加入到三頸瓶中,時間間隔為2分鐘,持續(xù)通氮?dú)猓?0分鐘后停止通氮?dú)?,將三頸瓶從水浴中撤離。當(dāng)反應(yīng)溶液成凝膠狀,且5分鐘后反應(yīng)體系溫差不超過1℃時,將三頸瓶放入80℃水浴鍋中保溫4小時,之后將凝膠取出,剪碎、經(jīng)烘干、粉碎、篩分后即可得到粉末狀產(chǎn)品。實(shí)施例4制備系列化熒光粘彈性顆粒驅(qū)油劑將100g丙烯酰胺溶于230g水中配成單體溶液,將0.06g甲基丙烯酸二甲氨乙酯和0.008gn,n-亞甲基雙丙烯酰胺加入到50g水中配成功能單體溶液,加入到三頸瓶中,置于15℃的水浴中,通氮?dú)?2分鐘后,將0.01gn-乙烯基咔唑溶于2.5g乙二醇甲醚配成的熒光單體溶液加入到三頸瓶中,繼續(xù)通氮?dú)猓?分鐘后,將0.02g過硫酸鉀加入到25g水中所配成的氧化劑溶液及將0.01g亞硫酸氫鈉加入到25g水中所配成的還原劑溶液先后加入到三頸瓶中,時間間隔為2分鐘,持續(xù)通氮?dú)猓?0分鐘后停止通氮?dú)猓瑢⑷i瓶從水浴中撤離。當(dāng)反應(yīng)溶液成凝膠狀,且5分鐘后反應(yīng)體系溫差不超過1℃時,將三頸瓶放入75℃水浴鍋中保溫4.5小時,之后將凝膠取出,剪碎、經(jīng)烘干、粉碎、篩分后即可得到粉末狀產(chǎn)品。實(shí)施例5制備系列化熒光粘彈性顆粒驅(qū)油劑將100g丙烯酰胺溶于240g水中配成單體溶液,將0.04g甲基丙烯酸二甲氨乙酯和0.01gn,n-亞甲基雙丙烯酰胺加入到40g水中配成功能單體溶液,加入到三頸瓶中,置于10℃的水浴中,通氮?dú)?5分鐘后,將0.005gn-乙烯基咔唑溶于2g乙二醇甲醚配成的熒光單體溶液加入到三頸瓶中,繼續(xù)通氮?dú)猓?0分鐘后,將0.01g過硫酸鉀加入到20g水中所配成的氧化劑溶液及將0.007g亞硫酸氫鈉加入到20g水中所配成的還原劑溶液先后加入到三頸瓶中,時間間隔為2分鐘,持續(xù)通氮?dú)猓?0分鐘后停止通氮?dú)猓瑢⑷i瓶從水浴中撤離。當(dāng)反應(yīng)溶液成凝膠狀,且5分鐘后反應(yīng)體系溫差不超過1℃時,將三頸瓶放入70℃水浴鍋中保溫5小時,之后將凝膠取出,剪碎、經(jīng)烘干、粉碎、篩分后即可得到粉末狀產(chǎn)品。上述雖然結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行了描述,但并非對本發(fā)明保護(hù)范圍的限制,所屬領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白,在本發(fā)明的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上,本領(lǐng)域技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性勞動即可做出的各種修改或變形仍在本發(fā)明的保護(hù)范圍以內(nèi)。實(shí)施例6熒光粘彈性顆粒驅(qū)油劑的紅外譜圖以實(shí)施例3合成的熒光粘彈性顆粒驅(qū)油劑(3#)為例進(jìn)行紅外光譜測試。首先將產(chǎn)品在乙醇中清洗3次進(jìn)行純化,然后對其進(jìn)行紅外光譜測試,結(jié)果如圖1所示。從譜圖可以得知,1665cm-1,1609cm-1,1454cm-1,1405cm-1為苯環(huán)-c=c骨架振動吸收峰;在632cm-1的吸收峰為苯環(huán)上c-h鍵的面外彎曲振動峰;在3188cm-1和2924cm-1的吸收峰為苯環(huán)上c-h伸縮振動峰,由此可知,n-乙烯基咔唑成功共聚。實(shí)施例7:熒光粘彈性顆粒驅(qū)油劑的熒光發(fā)射光譜使用去離子水將純化后的實(shí)施例3的產(chǎn)品配制成濃度為5000mg/l的懸浮液,進(jìn)行熒光光譜測試。固定日立f7000熒光光譜儀狹縫寬度10nm,測試時激發(fā)波長為260nm,測得發(fā)射光譜如圖2所示。從圖譜可以得知,熒光粘彈性顆粒驅(qū)油劑的最大發(fā)射波長為360nm,并具有很強(qiáng)的熒光強(qiáng)度。實(shí)施例8系列化熒光粘彈性顆粒驅(qū)油劑懸浮性能將實(shí)施例1、實(shí)施例2、實(shí)施例3、實(shí)施例4和實(shí)施例5合成的產(chǎn)品分別記為1#、2#、3#、4#和5#,進(jìn)行懸浮性能測試,方法如下:稱取1g粒徑為100-150目的產(chǎn)品在磁力攪拌下緩慢加入80ml蒸餾水中,攪拌速度設(shè)為500r/min,攪拌時間為15min。然后將配置好的懸浮液倒入100ml的量筒中并加水至100刻度。放置2小時后讀出固液分界面的刻度值,即為該熒光粘彈性顆粒驅(qū)油劑的懸浮體積(結(jié)果如表1所示)。測試結(jié)果表明,合成的系列化熒光粘彈性顆粒驅(qū)油劑的懸浮性能優(yōu)異,各產(chǎn)品懸浮體積為80%~100%。表1系列化熒光粘彈性顆粒驅(qū)油劑的懸浮性能產(chǎn)品編號1#2#3#4#5#懸浮體積100%95%90%85%80%實(shí)施例9系列化熒光粘彈性顆粒驅(qū)油劑懸浮液的流變性能取本發(fā)明合成的1#、2#、3#、4#和5#熒光粘彈性顆粒驅(qū)油劑樣品,采用礦化度為30000mg/l的油藏模擬鹽水(配方如表2所示),將各樣品配制成濃度為5000mg/l的懸浮液。通過haakemars高級流變儀測定各懸浮液的流變性能。實(shí)驗(yàn)采用40mm平板,測試粘度時,設(shè)定平板間距為1mm,溫度為70℃;測試彈性模量時,設(shè)定平板間距為0.2mm,應(yīng)力為0.1pa,溫度為25℃。測試結(jié)果如表3所示。表230000mg/l礦化度油藏模擬鹽水配方礦化度h2onaclcacl2mgcl2?6h2ona2so430000mg/l1000ml27.3067g1.11g3.833g0表3系列化熒光粘彈性顆粒驅(qū)油劑的懸浮液的流變性能產(chǎn)品編號彈性模量/pa粘度/mpas1#2.19119.22#3.3395.363#5.5187.514#7.8468.775#9.4450.13從表3數(shù)據(jù)可以看到,合成的五種熒光粘彈性顆粒驅(qū)油劑形成了一種系列化的產(chǎn)品,其懸浮液的彈性模量可以在2.19pa到9.44pa之間波動,對應(yīng)樣品懸浮液的粘度在119.2mpas到50.13mpas之間波動。即隨著產(chǎn)品彈性模量的增加,粘度呈下降趨勢,符合粘彈性顆粒驅(qū)油劑部分交聯(lián)部分支化的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。上述雖然結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行了描述,但并非對本發(fā)明保護(hù)范圍的限制,所屬領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白,在本發(fā)明的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上,本領(lǐng)域技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性勞動即可做出的各種修改或變形仍在本發(fā)明的保護(hù)范圍以內(nèi)。當(dāng)前第1頁12