一种压驱用转向剂的制备方法与流程

本发明涉及转向剂，具体为一种压驱用转向剂的制备方法。

背景技术：

1、近压驱转向技术是在油层破裂压力附近进行高压注水，在井眼附近不压开主缝，压开储层形成网状缝加主缝的缝网，同时孔隙也在吸水驱油，进而形成双介质驱动的方式驱油；在驱替一段时间后，由于形成了注水突进，开始注入调驱转向剂，调驱注水前沿，抑制水线推进，进而改变裂缝方向和驱替方向，扩大波及体积，如此多次往复交替注入，进一步扩大波及体积，具有日注入量小，易操作、波及体积大，无水采油期长，采收率高等优点。

2、近年来发展新型高效的转向剂是研究热点，发明专利cn110483689b公开了甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、十八烷基二甲基烯丙基氯化铵、1-羧基-n,n-二甲基-n-甲基丙烯酰胺丙基内盐、丙烯酰胺单体为原料，聚合得到酸化转向剂，具有热稳定性能好，抗温能力较强、转向效果好等优点；但是该转向剂没有表现出很好的抗盐性、注入性能和封堵性能。

技术实现思路

1、解决的技术问题：提供了一种压驱用转向剂，解决了传统的转向剂耐热性和抗盐性较差，注入性能和封堵性能不佳的问题。

2、技术方案

3、一种压驱用转向剂的制备方法：向水中加入三种聚合单体：丙烯酰胺、丙烯酰胺吗啉甜菜碱单体、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵，搅拌溶解后升温至50-65℃，滴加含有偶氮二异丁脒盐酸盐的水溶液，反应4-7h，过滤，水和乙醇依次洗涤并干燥，粉碎成颗粒，得到压驱用转向剂；

4、丙烯酰胺吗啉甜菜碱单体的化学结构式为：。

5、进一步的，丙烯酰胺、丙烯酰胺吗啉甜菜碱单体、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵的质量比为100:（15-30）:（6-10）。

6、进一步的，偶氮二异丁脒盐酸盐的质量是三种聚合单体总质量的0.8-1%。

7、进一步的，丙烯酰胺吗啉甜菜碱单体的制备方法包括如下步骤：

8、（1）向乙醇中加入n-甲酰基吗啉、n,n-二甲基乙二胺，50-70℃的温度中反应3-6h，然后冷却至室温，加入硼氢化钠，反应2-5 h，浓缩除去乙醇，加入二氯甲烷和10-20%的醋酸溶液，振荡，静置分层，萃取后将有机相浓缩，得到中间体a。

9、（2）向反应溶剂中加入三乙胺、中间体a、丙烯酰氯，0-10℃下反应20-40min，然后在20-35℃下反应4-8h，浓缩除去溶剂，加入二氯甲烷和水，振荡，静置分层，萃取后将有机相浓缩，得到中间体b。

10、（3）向丙酮中加入1,3-丙磺酸内酯，中间体b，反应后浓缩除去溶剂，产物在乙醇水溶液中重结晶，得到丙烯酰胺吗啉甜菜碱单体。

11、进一步的，步骤（1）中n-甲酰基吗啉、n,n-二甲基乙二胺、硼氢化钠的质量比为100:（72-80）:（64-85）。

12、进一步的，步骤（2）中反应溶剂包括乙酸乙酯、二氯甲烷、丙酮。

13、进一步的，步骤（2）中三乙胺、中间体a、丙烯酰氯的质量比例为（50-65）:100:（48-60）。

14、进一步的，步骤（3）中1,3-丙磺酸内酯、中间体b的质量比例为（45-56）:100。

15、进一步的，步骤（3）中反应的温度为35-50℃，反应时间为4-10h。

16、本发明产生的技术效果是：本发明利用丙烯酰胺吗啉甜菜碱单体作为功能性单体，与丙烯酰胺、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵进行共聚反应，得到压驱用转向剂；在聚合物主链中引入功能性的甜菜碱基团和刚性大基团吗啉结构，可以改善驱用转向剂的耐温性和抗盐性；并且甜菜碱基团具有很好的亲水性，有利于提高压驱用转向剂的亲水性和膨胀倍数。

17、在压裂注水中，水力沿最大压强方向前进，注入水只能清洗沿裂缝附近原油。注入水水窜较快。在注水一定水量后，注入本发明的压驱用转向剂，压驱用转向剂之间互相聚结，形成一个可以抗压变形的缓冲垫，增大了裂缝顶部承压面积，极大降低了裂缝顶部压强。在后续注水后，迫使水压向侧翼分流，当侧翼压力持续增大后，侧翼裂缝开启，迫使裂缝发生转向，确保后续注入水扩大波及体积，从而具有很好的注入性能和转向性能。利用转向剂抗挤压缩特性，减缓水力冲击，同时分散顶部作用力，迫使注入压力向侧部集中，造出新的注水裂缝，进而扩大波及面积，控制水窜和提高采收率。注入转向剂后，大量转向剂会自动顺着主水驱方向自动粘连、膨胀、堆积，从而降低主裂缝顶部压强，增加裂缝壁两侧压强迫使次裂缝开启，扩大缝宽波及范围。同时封堵渗虑大喉道，增加小吼道原油的驱替，表现出很好的封堵性能。

技术特征：

1.一种压驱用转向剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：向水中加入三种聚合单体：丙烯酰胺、丙烯酰胺吗啉甜菜碱单体、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵，搅拌溶解后升温至50-65℃，滴加含有偶氮二异丁脒盐酸盐的水溶液，反应4-7h，过滤，水和乙醇依次洗涤并干燥，粉碎成颗粒，得到压驱用转向剂；

2.根据权利要求1所述的压驱用转向剂的制备方法，其特征在于，所述丙烯酰胺、丙烯酰胺吗啉甜菜碱单体、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵的质量比为100:（15-30）:（6-10）。

3.根据权利要求1所述的压驱用转向剂的制备方法，其特征在于，所述偶氮二异丁脒盐酸盐的质量是三种聚合单体总质量的0.8-1%。

4.根据权利要求1所述的压驱用转向剂的制备方法，其特征在于，所述丙烯酰胺吗啉甜菜碱单体的制备方法包括如下步骤：

5.根据权利要求4所述的压驱用转向剂的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中n-甲酰基吗啉、n,n-二甲基乙二胺、硼氢化钠的质量比为100:（72-80）:（64-85）。

6.根据权利要求4所述的压驱用转向剂的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）中反应溶剂包括乙酸乙酯、二氯甲烷、丙酮。

7.根据权利要求4所述的压驱用转向剂的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）中三乙胺、中间体a、丙烯酰氯的质量比例为（50-65）:100:（48-60）。

8.根据权利要求4所述的压驱用转向剂的制备方法，其特征在于，所述步骤（3）中1,3-丙磺酸内酯、中间体b的质量比例为（45-56）:100。

9.根据权利要求4所述的压驱用转向剂的制备方法，其特征在于，所述步骤（3）中反应的温度为35-50℃，反应时间为4-10h。

技术总结
本发明涉及转向剂技术领域，且公开了一种压驱用转向剂的制备方法，利用丙烯酰胺吗啉甜菜碱单体作为功能性单体，与丙烯酰胺、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵进行共聚反应，得到压驱用转向剂；在聚合物主链中引入功能性的甜菜碱基团和刚性大基团吗啉结构，可以改善驱用转向剂的耐温性和抗盐性，在压裂注水中，注入压驱用转向剂，压驱用转向剂之间互相聚结，形成一个可以抗压变形的缓冲垫，增大了裂缝顶部承压面积，极大降低了裂缝顶部压强。在后续注水后，迫使水压向侧翼分流，当侧翼压力持续增大后，侧翼裂缝开启，迫使裂缝发生转向，确保后续注入水扩大波及体积。从而具有很好的注入性能和转向性能。

技术研发人员：王金铸,郭文庆,郭芳庆,刘发根,穆珊宁,王静静,张烨,蒋浩,龚雪峰
受保护的技术使用者：东营煜煌能源技术有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/5