【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于石油开采，具体涉及一种三嵌段膨胀增黏二氧化碳气窜调剖剂及其制备方法。
技术介绍
1、co2驱替作为一种高效、环保的采收技术，具有良好的发展前景。然而，由于地层非均质性强和co2与储层流体间密度差异大，co2在驱油过程中容易沿高渗通道发生气窜，导致驱替效率下降和储层利用率降低，严重制约了co2驱替提高采收率的应用效果。
2、现有的co2封窜技术主要集中在裂缝封堵方面，缺乏对低渗透基质孔隙中co2流动的有效调控手段。同时，传统材料在高温、高盐及酸性条件下表现出水解速率快、膨胀性能差等问题，其水解产物易与储层中的二价阳离子生成沉淀，进一步降低了材料的长期稳定性和适用性。因此，开发一种能够在复杂地层条件下高效调控co2气窜的创新型材料，尤其是能够兼顾微纳孔隙与裂缝协同调控的功能材料，已成为当前co2驱替提高采收率技术的核心研究方向和亟需突破的技术瓶颈。
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题就是提供一种三嵌段膨胀增黏二氧化碳气窜调剖剂及其制备方法，制备一种膨胀增黏的co2气窜调剖剂，用于低渗透油藏co2驱替过程，克服原油开采过程中因地层非均质性强导致气窜严重的难题。
2、采用的技术方案为：
3、一种三嵌段膨胀增黏二氧化碳气窜调剖剂，其特征在于，原料包括亲水单体、可降解单体和co2响应单体；通过可逆加成-断裂链转移（raft）聚合的方法，将5~10份亲水单体、10~25份可降解单体和2~5份co2响应单体聚合制得abc三嵌段聚合物，再
4、其中，亲水单体为具有耐温耐盐性能的2-甲基丙烯酰氧基乙基三甲基氯化铵、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、1-乙烯基-2-吡咯烷酮、n, n-二甲基（甲基丙烯酰氧乙基）氨基丙磺酸内盐、三甲基甘氨酸甲基丙烯酸酯和磷酰胆碱甲基丙烯酸酯中任意一种；
5、可降解单体为香豆素单体；
6、co2响应单体为n，n-二甲基丙烯酰胺，n，n-二甲基甲基丙烯酰胺乙酯、n，n-二乙基甲基丙烯酰胺乙酯、n，n-二甲基对苯乙烯所述交联剂为二乙烯苯或乙二醇二甲基丙烯酸酯中的任一种。
7、一种三嵌段膨胀增黏二氧化碳气窜调剖剂的制备方法，包括如下步骤：
8、（1）香豆素单体的合成：
9、将7-羟基-4-甲基香豆素、n,n-二甲基甲酰胺、碳酸乙烯酯和碳酸钾在容器中搅拌反应；反应结束后，将反应液倒入氢氧化钠水溶液中沉淀，过滤，并用去离子水洗涤，真空干燥，得到香豆素单体中间体；
10、将香豆素中间体、丙烯酰氯、三乙胺和无水二氯甲烷加入到带有磁力搅拌子的三口烧瓶中，在氮气氛围下反应4 ~ 24小时；反应结束后过滤，去除三乙胺盐，反应液依次用hcl溶液、饱和nahco3溶液、饱和食盐水溶液洗涤，并用na2so4干燥有机层，过滤，并用旋转蒸发装置浓缩，去除所有溶剂，得到产物香豆素单体；
11、（2）大分子链转移剂（macro-cta）的合成：
12、将三硫代酯2-(十二烷基三硫代碳酸酯基)-2-异丁酸（raft365）、去离子水、亲水单体和引发剂在容器中搅拌反应；反应结束后，将反应液倒入沉淀剂中沉淀；
13、沉淀过滤，得到滤饼，并将滤饼真空干燥，得到macro-cta；
14、（3）ab两嵌段聚合物的合成：
15、在带有磁力搅拌子的三口烧瓶中分别加入步骤（2）制备的macro-cta、溶剂、可降解单体和引发剂，在搅拌下进行反应；反应结束后，将反应液倒入沉淀剂中沉淀；
16、沉淀过滤，得到滤饼，并将滤饼真空干燥，得到ab两嵌段聚合物；
17、（4）abc三嵌段聚合物的合成：
18、将步骤（3）制备的ab两嵌段聚合物、溶剂、co2响应单体和引发剂，在在容器中搅拌反应；反应结束后，将反应液倒入沉淀剂中沉淀；
19、沉淀过滤，得到滤饼，并将滤饼真空干燥，得到abc三嵌段聚合物；
20、（5）将abc三嵌段聚合物溶解于去离子水中自组装，形成abc三嵌段膨胀增黏聚合物纳米凝胶颗粒，即所述调剖剂。
21、优选的，所述步骤（1）中，7-羟基-4-甲基香豆素、n，n-二甲基甲酰胺、碳酸乙烯酯和碳酸钾的质量比为10 ~ 200：50 ~ 1000：10 ~ 200：1 ~ 20；香豆素中间体、丙烯酰氯、三乙胺和二氯甲烷的质量比为10 ~ 300：5 ~ 120：10 ~ 200：100 ~ 3000。
22、优选的，7-羟基-4-甲基香豆素、n,n-二甲基甲酰胺、碳酸乙烯酯和碳酸钾在100 ~150℃下搅拌3 ~ 24小时；使用的氢氧化钠质量分数为1%，hcl溶液的浓度为0.1 mol/l。
23、优选的，所述步骤（2）中，引发剂为过硫酸铵、过硫酸钾、过硫酸钠和硝酸铈铵中的任一种；沉淀剂为甲醇、乙醇和丙酮中的任一种；三硫代酯2-(十二烷基三硫代碳酸酯基)-2-异丁酸、去离子水、亲水单体和引发剂质量比为50 ~ 1000：5000 ~ 100000：500 ~20000：1 ~ 20。
24、优选的，反应温度为60 ~ 80℃，反应时间为3 ~ 24小时。
25、优选的，所述步骤（3）中，溶剂选用水、1，4-二氧六环、甲苯、二甲基亚砜和n，n-二甲基甲酰胺中任意一种；引发剂选用过硫酸铵、过硫酸钾、过硫酸钠和硝酸铈铵中任意一种；沉淀剂选用甲醇、乙醇和丙酮中任意一种。
26、优选的， macro-cta、溶剂、可降解单体和引发剂质量比为500 ~ 20000：5000 ~200000：500 ~ 20000：1 ~ 40；反应温度为60 ~ 80℃，反应时间为3 ~ 24小时。
27、优选的，所述步骤（4）中，ab两嵌段聚合物，溶剂，co2响应单体和引发剂质量比为500 ~ 20000：5000 ~ 200000：500 ~ 20000：1 ~ 40；反应温度为60 ~ 80℃，反应时间为3~ 24小时。
28、优选的，所述步骤（5）中，调剖剂中，abc三嵌段聚合物浓度为0.1 mg/ml ~ 100mg/ml。
29、与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：
30、本专利技术的三嵌段膨胀增黏的二氧化碳气窜调剖剂具有很好的co2响应增粘特性，耐高温、耐盐。当溶液中通入co2后，纳米凝胶颗粒膨胀，并有效增大溶液黏度，进一步增大co2的通入量后，纳米凝胶颗粒中的机械化学结构断裂，聚合物纳米颗粒之间相互作用增强，溶液黏度进一步增大；各个嵌段聚合度可调，分子量可调，能够根据油藏的具体情况实现可定制化功能，在高矿化度的地层水中也能很好的实现增粘效果。
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1.一种三嵌段膨胀增黏二氧化碳气窜调剖剂，其特征在于，原料包括亲水单体、可降解单体和CO2响应单体；通过可逆加成-断裂链转移聚合的方法，将5~10份亲水单体、10~25份可降解单体和2~5份CO2响应单体聚合制得ABC三嵌段聚合物，再将ABC三嵌段聚合物溶解于去离子水中自组装，即可得所述调剖剂；
2.如权利要求1所述的一种三嵌段膨胀增黏二氧化碳气窜调剖剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
3.根据权利要求2所述的一种三嵌段膨胀增黏二氧化碳气窜调剖剂的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中，7-羟基-4-甲基香豆素、N，N-二甲基甲酰胺、碳酸乙烯酯和碳酸钾的质量比为10 ~ 200：50 ~ 1000：10 ~ 200：1 ~ 20；香豆素中间体、丙烯酰氯、三乙胺和二氯甲烷的质量比为10 ~ 300：5 ~ 120：10 ~ 200：100 ~ 3000。
4.根据权利要求3所述的一种三嵌段膨胀增黏二氧化碳气窜调剖剂的制备方法，其特征在于，7-羟基-4-甲基香豆素、N,N-二甲基甲酰胺、碳酸乙烯酯和碳酸钾在100 ~ 150℃下搅拌3 ~ 2
5.根据权利要求2所述的一种三嵌段膨胀增黏二氧化碳气窜调剖剂的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）中，引发剂为过硫酸铵、过硫酸钾、过硫酸钠和硝酸铈铵中的任一种；沉淀剂为甲醇、乙醇和丙酮中的任一种；三硫代酯2-(十二烷基三硫代碳酸酯基)-2-异丁酸、去离子水、亲水单体和引发剂质量比为50 ~ 1000：5000 ~ 100000：500 ~ 20000：1 ~20。
6.根据权利要求5所述的一种三嵌段膨胀增黏二氧化碳气窜调剖剂的制备方法，其特征在于，反应温度为60 ~ 80℃，反应时间为3 ~ 24小时。
7.根据权利要求2所述的一种三嵌段膨胀增黏二氧化碳气窜调剖剂的制备方法，其特征在于，所述步骤（3）中，溶剂选用水、1，4-二氧六环、甲苯、二甲基亚砜和N，N-二甲基甲酰胺中任意一种；引发剂选用过硫酸铵、过硫酸钾、过硫酸钠和硝酸铈铵中任意一种；沉淀剂选用甲醇、乙醇和丙酮中任意一种。
8.根据权利要求7所述的一种三嵌段膨胀增黏二氧化碳气窜调剖剂的制备方法，其特征在于， Macro-CTA、溶剂、可降解单体和引发剂质量比为500 ~ 20000：5000 ~ 200000：500 ~ 20000：1 ~ 40；反应温度为60 ~ 80℃，反应时间为3 ~ 24小时。
9.根据权利要求2所述的一种三嵌段膨胀增黏二氧化碳气窜调剖剂的制备方法，其特征在于，所述步骤（4）中，AB两嵌段聚合物，溶剂，CO2响应单体和引发剂质量比为500 ~20000：5000 ~ 200000：500 ~ 20000：1 ~ 40；反应温度为60 ~ 80℃，反应时间为3 ~ 24小时。
10.根据权利要求1所述的一种三嵌段膨胀增黏二氧化碳气窜调剖剂的制备方法，其特征在于，所述步骤（5）中，调剖剂中，ABC三嵌段聚合物浓度为0.1 mg/mL ~ 100 mg/mL。
...【技术特征摘要】
1.一种三嵌段膨胀增黏二氧化碳气窜调剖剂，其特征在于，原料包括亲水单体、可降解单体和co2响应单体；通过可逆加成-断裂链转移聚合的方法，将5~10份亲水单体、10~25份可降解单体和2~5份co2响应单体聚合制得abc三嵌段聚合物，再将abc三嵌段聚合物溶解于去离子水中自组装，即可得所述调剖剂；
2.如权利要求1所述的一种三嵌段膨胀增黏二氧化碳气窜调剖剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
3.根据权利要求2所述的一种三嵌段膨胀增黏二氧化碳气窜调剖剂的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中，7-羟基-4-甲基香豆素、n，n-二甲基甲酰胺、碳酸乙烯酯和碳酸钾的质量比为10 ~ 200：50 ~ 1000：10 ~ 200：1 ~ 20；香豆素中间体、丙烯酰氯、三乙胺和二氯甲烷的质量比为10 ~ 300：5 ~ 120：10 ~ 200：100 ~ 3000。
4.根据权利要求3所述的一种三嵌段膨胀增黏二氧化碳气窜调剖剂的制备方法，其特征在于，7-羟基-4-甲基香豆素、n,n-二甲基甲酰胺、碳酸乙烯酯和碳酸钾在100 ~ 150℃下搅拌3 ~ 24小时；使用的氢氧化钠质量分数为1%，hcl溶液的浓度为0.1 mol/l。
5.根据权利要求2所述的一种三嵌段膨胀增黏二氧化碳气窜调剖剂的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）中，引发剂为过硫酸铵、过硫酸钾、过硫酸钠和硝酸铈铵中的任一种；沉淀剂为甲醇、乙醇和丙酮中的任一种；三硫代酯2-(十二烷基三硫代碳酸酯基)-2-异丁酸、去离子水、亲水单体和引...
【专利技术属性】
技术研发人员：袁彬，付晨龙，张伟，张玉洁，
申请(专利权)人：中国石油大学华东，
类型：发明
国别省市：
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