具有选择性堵水功能的聚合物及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及原油采收领域，公开了一种具有选择性堵水功能的聚合物及其制备方法和应用，该聚合物含有结构单元A、结构单元B和结构单元C，其中，所述结构单元A为具有式(1)所示结构的结构单元，所述结构单元B为具有式(2)所示结构的结构单元，所述结构单元C为具有式(3)所示结构的结构单元。本发明专利技术提供的聚合物具有高选择性堵水功能，使用该聚合物形成的堵水材料能够获得高选择性地堵水而不堵油的效果，且本发明专利技术的聚合物具有优良的耐温抗盐性能和膨胀性，进而能够降低水相渗透率，加大水相封堵作用。

Polymers with selective water plugging and their preparation methods and Applications

【技术实现步骤摘要】
具有选择性堵水功能的聚合物及其制备方法和应用
本专利技术涉及原油采收领域，具体地，涉及一种具有选择性堵水功能的聚合物、一种制备具有选择性堵水功能的聚合物的方法以及由该方法制备得到的具有选择性堵水功能的聚合物、具有选择性堵水功能的聚合物作为选择性堵水剂的应用。
技术介绍
聚合物类堵水剂是目前大规模应用的堵水剂，主要分为聚合物类相对渗透率调节剂(又称相渗调节剂)和聚合物凝胶类堵水剂。两者的主要区别是，相渗调节剂主要是长链聚合物分子类，依靠聚合物分子链在水相中伸展，在油相中收缩，形成对水相的拖拽作用，降低水相渗透率，该体系不会造成孔隙体积的物理封堵；聚合物凝胶类堵水剂借助于油水作用下有效可动体积的变化，使油水相渗透率发生不均匀的降低，但该处理方式会造成油水通道物理封堵，导致多孔介质渗流能力下降，油井产水大幅度降低的同时产油能力也降低，处理不当会造成产液量过低，使原油减产，因此该体系大多用于非均质情况严重的注水井吸水剖面处理，用于生产井堵水时需要借助较为复杂的辅助方法如暂堵法、环空特压法、过顶替法等。聚合物类堵水剂具有很好的实用效果，但是使用过程中必须根据各个油田的实际情况制定相应的注入工艺，否则注入堵水剂不但起不到堵水效果，还会使水产量上升，原油产量下降。稠化油堵水剂是由高粘度原油和表面活性剂组成，即加入了W/O型乳化剂的具有一定粘度的稠油。稠化油在高压下泵入油井地层，进入油流孔道的稠化油将溶于地层原油而从油井采出，进入水流通道的稠化油与渗流的地层水或注入水混合而乳化，形成油包水乳状液，其粘度大幅度上升。其具有堵水作用的机理主要包括以下几个方面：①乳化后的稠油被水流切割形成球状，在水流通道的孔喉部造成物理堵塞；②稠油在水流孔道壁吸附，使壁面岩石由亲水变为亲油，且使孔道缩小，阻碍水的流动；③稠油中的表面活性组分使稠油在水中乳化而成油滴，在孔隙中产生贾敏效应，使水的渗透率降低。但是，乳化油是一种具有明显的堵水不堵油特性的堵水剂，其乳化的可控性差使该类堵水剂的研究及应用受到限制。复合堵水剂一般是由价格低廉的无机堵水剂加上聚合溶液形成的既有一定强度又有一定选择性的复合选择性堵水剂，如硅酸钠-聚合物选堵剂、三元共聚物选堵剂等。目前，国内外选择性堵水剂以及深部调剖技术日臻完善，在选择性堵水材料的研究开发、施工工艺等技术上已经有了长足发展，但随着油田开发，油层特性以及环境不断发生变化，尤其是到了开发后期，长期采用堵水材料使油藏开发的矛盾更为突出，根据选择性堵水材料的特性，总结油田实际开发的经验，提出目前选择性堵水剂必须克服的技术难题，以便有针对性地研发新技术以适应特殊油田改善选择性体系的堵水效果显得尤为重要。选择性堵水剂的研究是材料技术发展的结果，基于分子水平的材料微观结构认识及合成改性技术将是选择性堵水剂研究的关键；在油藏真实条件下研究堵剂与岩石的相互作用机理，从分子水平上推演堵水效果是选择性堵剂研究与评价的基础。综上，目前油井堵水所使用的选择性堵剂多是由聚丙烯酰胺及其衍生物等水溶性聚合物在地层内生成凝胶或冻胶对地层水进行封堵，或用油基堵剂遇水成胶或固化封堵水窜通道，但由于其选择性差，在堵水的同时也会大幅度降低油相渗透率，造成堵后低液，制约油井堵水技术的应用。因此，研制一种新型高选择性堵水材料，实现油层的堵水不堵油，对特高含水期提高油井产能具有重要的意义。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术的缺陷，提供一种具有高选择性堵水功能的聚合物及其制备方法和应用，本专利技术提供的具有油水高选择性的堵水材料具有优良的耐温抗盐性能和膨胀性，进而能够降低水相渗透率，加大水相封堵作用，从而能够达到选择性堵水不堵油的效果。为了实现上述目的，第一方面，本专利技术提供一种具有选择性堵水功能的聚合物，该聚合物含有结构单元A、结构单元B和结构单元C，其中，所述结构单元A为具有式(1)所示结构的结构单元，所述结构单元B为具有式(2)所示结构的结构单元，所述结构单元C为具有式(3)所示结构的结构单元；其中，以所述聚合物的重量为基准，所述结构单元A的含量为30-90重量％，所述结构单元B的含量为5-50重量％，所述结构单元C的含量为1-30重量％，且该聚合物的膨胀倍数为75-110；其中，R1和R2各自独立地为H或C1-C4的烷基；R3为C1-C14的亚烷基；R4和R5各自独立地为H或C1-C4的烷基，且R4和R5不同时为H；M为H、Na或K；R6为H或C1-C4的烷基；t为1-8的整数，p为1-10的整数，n为1-6的整数。第二方面，本专利技术提供一种制备具有选择性堵水功能的聚合物的方法，该方法包括：在引发剂、交联剂和作为溶剂的水的存在下，使单体D、单体E和单体F进行溶液聚合反应，其中，所述单体D为具有式(4)所示结构的单体，所述单体E为具有式(5)所示结构的单体，所述单体F为具有式(6)所示结构的单体，其中，所述单体D、单体E和单体F的用量使得制备得到的聚合物中结构单元A的含量为30-90重量％，结构单元B的含量为5-50重量％，结构单元C的含量为1-30重量％，以及使得制备得到的聚合物的膨胀倍数为75-110；所述结构单元A为具有式(1)所示结构的结构单元，所述结构单元B为具有式(2)所示结构的结构单元，所述结构单元C为具有式(3)所示结构的结构单元，其中，R1和R2各自独立地为H或C1-C4的烷基；R3为C1-C14的亚烷基；R4和R5各自独立地为H或C1-C4的烷基，且R4和R5不同时为H；M为H、Na或K；R6为H或C1-C4的烷基；t为1-8的整数，p为1-10的整数，n为1-6的整数。第三方面，本专利技术提供由前述方法制备得到的具有选择性堵水功能的聚合物。第四方面，本专利技术提供前述具有选择性堵水功能的聚合物作为选择性堵水剂的应用。本专利技术通过在大分子链中引入一种两性离子型单体而获得具有高选择性堵水功能的聚合物堵水材料。本专利技术提供的聚合物具有高选择性堵水功能，使用该聚合物形成的堵水材料能够获得高选择性地堵水而不堵油的效果，且本专利技术的聚合物具有优良的耐温抗盐性能和膨胀性，进而能够降低水相渗透率，加大水相封堵作用。本专利技术的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。具体实施方式以下对本专利技术的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限制本专利技术。在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。在本专利技术中，所述C1-C4的烷基是指碳原子数为1-4的烷基；所述C1-C14的亚烷基是指碳原子数为1-14的亚烷基。1-8的整数包括1、2、3、4、5、6、7和8。所述1-10的整数包括1、2、3、4、5、6、7、8、9和10。所述1-6的整数包括1、2、3、4、5和6。根据本专利技术，所述C1-C4的烷基可以包括但不限于：甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、异丁基和叔丁基。根据本专利技术，所述C1-C14的亚烷基可以是直链或支链的，所述C1-C14的亚烷基可以包括但不限于本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有选择性堵水功能的聚合物，其特征在于，该聚合物含有结构单元A、结构单元B和结构单元C，其中，所述结构单元A为具有式(1)所示结构的结构单元，所述结构单元B为具有式(2)所示结构的结构单元，所述结构单元C为具有式(3)所示结构的结构单元；其中，以所述聚合物的重量为基准，所述结构单元A的含量为30‑90重量％，所述结构单元B的含量为5‑50重量％，所述结构单元C的含量为1‑30重量％，且该聚合物的膨胀倍数为75‑110；

【技术特征摘要】
1.一种具有选择性堵水功能的聚合物，其特征在于，该聚合物含有结构单元A、结构单元B和结构单元C，其中，所述结构单元A为具有式(1)所示结构的结构单元，所述结构单元B为具有式(2)所示结构的结构单元，所述结构单元C为具有式(3)所示结构的结构单元；其中，以所述聚合物的重量为基准，所述结构单元A的含量为30-90重量％，所述结构单元B的含量为5-50重量％，所述结构单元C的含量为1-30重量％，且该聚合物的膨胀倍数为75-110；其中，R1和R2各自独立地为H或C1-C4的烷基；R3为C1-C14的亚烷基；R4和R5各自独立地为H或C1-C4的烷基，且R4和R5不同时为H；M为H、Na或K；R6为H或C1-C4的烷基；t为1-8的整数，p为1-10的整数，n为1-6的整数。2.根据权利要求1所述的聚合物，其中，以所述聚合物的重量为基准，所述结构单元A的含量为40-85重量％，所述结构单元B的含量为10-40重量％，所述结构单元C的含量为5-20重量％，且该聚合物的膨胀倍数为80-100。3.根据权利要求1或2所述的聚合物，其中，所述结构单元A为具有式(7)所示结构的结构单元，所述结构单元B为具有式(8)所示结构的结构单元，以及所述结构单元C为具有式(9)所示结构的结构单元，其中，n为1-4的整数。4.一种制备具有选择性堵水功能的聚合物的方法，该方法包括：在引发剂、交联剂和作为溶剂的水的存在下，使单体D、单体E和单体F进行溶液聚合反应，其中，所述单体D为具有式(4)所示结构的单体，所述单体E为具有式(5)所示结构的单体，所述单体F为具有式(6)所示结构的单体，其中，所述单体D、单体E和单体F的用量使得制备得到的聚合物中结构单元A的含量为30-90重量％，结构单元B的含量为5-50重量％，结构单元C的含量为1-30重量％，以及使得制备得到的聚合物的膨胀倍数为75-110；所述结构单元A为具有式(1)所示结构的结构单元，所述结构单元B为具有式(2)所示结构的结构单元，所述结构单元C为具有式(3)所示结构的结构单元，其中，R1和...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵方园，杨捷，王晓春，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司北京化工研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11