Сополимер метакриловой кислоты, метакрилата натрия, алкилированного и неалкилированного алкиламиноалкилметакрилата в качестве водоизолирующего агента

Сополимер метакриловой кислоты, метакрилата натрия, алкилированного и неалкилированного алкиламиноалкилметакрилата в качестве водоизолирующего агента

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

82531

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (11) 6 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 11.07.77 (21) 2505478/23-05 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет (43) Опубликовано 30.08.79. Бюллетень № 32 (45) Дата опубликования описания 30.08.79 (51) И. К .

С 08F 220/06

С 08F 220/34

Е 21В 33/138

Государственный комитет (53) УДК 678.745 (088.8) по делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения Г. Н. Шварева, Е. И. Милова, |О. А. Макаров, Г. Б. Шмаков, H. Н. Трофимов, Е. И. Пеньков, В. И. Варламов, И. А. Сидоров, П. М. Усачев и В. М. Сазонова (71) Заявитель (54) СОПОЛИМЕР МЕТАКРИЛОВОИ КИСЛОТЫ, МЕТАКРИЛАТА НАТРИЯ, АЛКИЛИРОВАННОГО

И НЕАЛКИЛИРОВАННОГО АЛКИЛАМИНОАЛКИЛ (МЕТ)АКРИЛАТА В КАЧЕСТВЕ ВОДОИЗОЛИРУЮЩЕГО

АГЕНТА

Изобретение относится к области синтеза сополимера метакриловой кислоты, метакрилата натрия, алкилированного и неалкилированного алкиламиноалкил (мет) акрнлата. 5

Указанные сополимеры и их свойства в литературе не описаны. Такие сополимеры могут быть использованы в качестве водоизолирующих материалов при проведении изоляционных работ в нефтяных и газовых 1о скважинах.

Основной эффект использования полимерных растворов при изоляционных работах состоит в уменьшении водонефтяного соотношения в скважинах. Молекулы поли- гб мера, адсорбируясь в порах породы, уменьшают ее проницаемость. При прохождении потока нефти через породу нефтепроницаемость восстанавливается почти до первоначального значения, проницаемость из породы по отношению к воде остается низкой.

В результате полимерной обработки скважин приток воды уменьшается на 60—

80 /о, в то время как снижение притока нефти составляет менее 15%. Таким образом, полимеры селективно ограничивают приток воды без значительного ограничения притока нефти.

Для оценки изменения водонефтяного соотношения пользуются величиной снижения проницаемости образцов породы путем фильтрации через нее воды. Снижение проницаемости определяют по изменению ее величины до и после обработки реагентом и выражают в процентах.

Известны сополимеры метакриловой кислоты с метилметакрилатом, этиленгликольметакрилатом, метилакрилатом, стиролом, акрилонитрилом (1), которые являются эффектпвнымп водоизолирующими агентами лишь при условии строго определенной водорастворимости, оцениваемой по способности не давать с растворами хлористого кальция никакого осадка.

Известен реагент для изоляции водопритоков в скважинах — частично гидролизованная полиметакриловая кислота. Эффективность этого реагента, оцениваемая по изменению проницаемости пористой среды, не превышает 65 — 70 .

Целью предлагаемого изобретения является синтез сополимеров, состоящих из звеньев метакриловой кислоты, метакрилата натрия, алкиламиноалкил (мет) акрилатов, алкилированных алкиламиноалкил(мет) акрилатов, являющихся более эффек682531

СНз

6H — Cг уО

О%а тивными изолирующими агентами при нефтедобыче. где число звеньев метакриловой кислоты т= 17 — 43 вес. % число звеньев алкилированного алкиламиноалкил (мет) акрилата

l=0 — 5 вес, %, число звеньев неалкилированного алкиламиноалкил(мет)акрилата и= 15 — 20 вес. %, число звеньев метакрилата натрия р=37 — 63 вес. % при Х=Н,СН, R — алкил, содержащий 1 — 8 атомов углерода, или арил. Сополимер указанной общей формулы получают методом радикальной осадительной сополимеризации метакриловой кислоты, метакрилата натрия, алкиламиноалкил (мет) акрилата, алкилированного алкиламиноалкил (мет) акрилата в водно-ацетоновом растворе (1:6) в присутствии окислительно-восстановительной системы инициирования перекись бензола:диметиланилин, взятых в соотношении 1:1 в количестве 1 — 1,75 / от веса смеси мономеров, при концентрации последней 15 — 20% и температуре 30 — 50 С.

Процесс алкилирования алкиламиноалкил(мет) акрилатов проводят одновременно с сополимеризацией. Образующийся водорастворимый сополимер в виде дисперсионпого белого порошка отделяют от маточного раствора н сушат.

Полученные сополимеры имеют размер частиц 0,5 — 1 мм, насыпной вес 0,310—

0,330 г/см, плотность 1,03 г/см, молекулярную массу 400000. Сополимеры растворимы в воде, но не растворимы в органических растворителях (ацетоне, хлороформе, спиртах) .

Химический состав сополимеров установили следующим образом. Содержание алкилированных алкиламиноалкил (мет) акрилатов определяли анализом на содержание серы в сополимере.

Анализ показал, что содержание алкилированных алкиламиноалкил (мет) акрилатов составляет 0 — 5 вес. %.

Содержание неалкилированного алкил- 4> аминоалкил(мет) акрилата определяли анализом на содержание азота в сополимере с вычитанием из общего содержания азота величины, приходящейся на долю алкилированного алкиламиноалкил (мет) акрилата.

Содержание неалкилированного аминоэфира составляет 15 — 20 вес. %.

Указанные свойства определяются новой химической структурой формулы

Содержание метакриловой кислоты определяли анализом на содержание карбоксильных групп в сополимере. Оно составляет 17 — 43 вес. %.

Содержание метакрилата натрия определяли кондуктометрическим титрованием.

Оно составляет 37 — 63 вес. %. Величина вязкости 1 -ного водного раствора сополям ср а составляет 80 — 120 сП.

Наличие в сополимере двух функциональных групп — карбоксильной и амннной— позволило повысить эффективность его изолирующего действия, обусловленную высокой величиной вязкости полимерного раствора в сравнении с частично гидролизованной полиметакриловой кислотой, описанной в i(2j.

Вязкость водного раствора, частично гидролизованной полиметакриловой кислоты

30 — 40 сП. Эффективность снижения проницаемости при обработке сополимером, описанным в (2), составляет лишь 65%.

Характеристика и свойства сополимера приведены в таблице.

Пример 1. В реактор, снабженный механической мешалкой, обратным холодильником, термометром и трубкой для ввода азота, помещают 244 вес. ч. ацетона, 41 вес. ч. воды, 13,4 вес. ч. метакриловой кислоты, 50,5 вес. ч. метакрилата натрия, 16 вес. ч. диэтиламиноэтилметакрилата, 1,29 вес. ч. диметилсульфата, раствор

0,5 вес. ч. перекиси бензоила в 20 вес. ч. ацетона и 05 вес. ч. диметиланилина и проводят сополимеризацпю при 45 С в течение

2 ч. Ооразующийся водорастворимый сополимер в виде белого порошка отделяют от маточного раствора и сушат.

Конверсия мономеров 99,2%. Содержание серы в сополимере 0,411%, азота

1,39%. Содержание алкилированных звеньев диэтиламиноэтилметакрилата 4 вес. %, неалкилированных 16 вес. %, метакриловой кислоты 17 вес. %, метакрилата натрия

63 вес. %.

Полученный сополимер был проверен на образцах пористой среды. После закачки раствора полимера образцы выдерживали в течение 2 — 3 сут. для фиксирования полимера.

682531

1 о

И о (у х х ю х (» о х as х И х х о о

I о

° » as о

v o о х

) х

CCl

< > .О

o R хх= о о

6 хи .Я

- as o х о

QJ

И о Qs х х

as (»

o < х о. и х

М

as о х

f4 О

> as т х о о

М

СО

Е» х о о И

as

3 х

М х с» I ох х-х,О о х ю х

3 х

v x оох ь. о. х охх

v х х (»

° s х о»

4 х

o f o (И х х Х ххо о о хи

Мхов

as H о о х о.

5 о х эх о х хО о х

ca v х х

as

K о. о о о

Ох

»

О о (О

C.

О

Л

Q. о о

О х

16

2 18 о 20

i 16

5 15

3 17 о О

86

0,5 — 0,85

О,41!

0,205

32,3

121

1ОО

92

О,З14

О,З16

0,З1О

0,315 о,ззо

0,315 о,зз

1,39

1,45

1,16

1,02

1,5$5

0,123!

0,5 — 0,80

0,6 — 1

0,53 — 0,9

0,6 — 0,95

0,5 — 0,9

0,2 — 2

63

63

52

37

79!

17

28

43

0,335

0,565

0,2$

65

Прототип

После закачки в образец раствора сополимера эффективность снижения проницаемости достигла 86%. Свойства полученного сополимера приведены в таблице.

Пример 2. Получают сополимер по примеру 1, но используют 684 вес. ч. ацетона, 116 вес. ч. воды, 34 вес. ч. метакриловой кислоты, 126 вес. ч. метакрилата натрия, 40 вес. ч. диэтиламиноэтилметакрилата (ДЭАЭМ), 2,73 вес. ч. диметилсульфата, 1 вес. ч. перекиси бензоила и 1 вес. ч. диметиланилина. Готовый сополимер содержит алкилированных звеньев ДЭАЭМ 2 вес. %, неалкилированных 18 вес. %, метакриловой кислоты 17 вес. %, метакрилата натрия 63 вес. %.

Сополимер использовали в качестве изолирующего агента для снижения проницаемости пористой среды. Состав и свойства сополимера приведены в таблице.

Пример 3. Получают сополимер по примеру 1, но используют 514 вес. ч. ацетона, 86 вес. ч. воды, 30 вес. ч. дибутиламиноэтилметакрилата, 25,5 вес. ч., метакриловой кислоты, 94,5 вес. ч. метакрилата натрия, 0,75 вес. ч. перекиси бензоила и 0,75 вес. ч. диметиланилина. В сополимере содержатся звенья неалкилированпого дибутиламиноэтилметакрилата 20 вес. % метакриловой кислоты 17 вес., метакрилата натрия

63 вес. %. Сополимер использовали для изоляции водопритоков. Состав и свойства сополимера приведены в таблице.

П р н м е р 4. Получают сополимер по примеру 1, но используют 514 вес. ч. ацетона, 86 вес. ч. воды, 30 вес. ч. бисдиэтилизо10

35 пропиламиноэтилакрнлата, 42 вес. ч. метакриловой кислоты, 73 вес. ч. метакрплата натрия. 14,75 вес. ч, диметилсульфата, 0,75 вес. ч. перекиси бензоила и 0,75 вес. ч. диметпланилина. Содержание серы в сополимере 0,335%, азота 1,02",о. Состав и свойства сополимера приведены в таблице.

Пример 5. Получают сополимер по примеру 1, но используют 514 вес. ч. ацетона, 86 вес. ч., 30 вес. ч. диметиламиноэтилакрилата, 52,5 вес. ч. метакриловой кислоты, 67 5 вес. ч. метакрилата натрия, 24 вес. ч. дпметплсульфата, 0,75 вес. ч. перекиси бензоила п 0,75 вес. ч. днметиланилина. Состав и свойства полученного сополимера указаны в таблице.

Пример 6. Получают сополимер по примеру 1, но используют 514 вес. ч. ацетона, 86 вес. ч. воды, 30 вес. ч. дигекспламиноэтилметакрилата, 64,5 вес. ч. метакриловой кислоты, 55,5 вес. ч. метакрилата натрия, 17,5 вес. ч. диметилсульфата, 0,75 вес. ч. перекиси бензопла и 0,75 вес. ч. диметиланплина.

Состав и свойства сополпмера приведены в таблице.

Таким образом, новые водорастворимые сополимеры являются высокоэффективными агентами для ограничения притока воды в скважинах.

Формула изобретения

Сополимер метакриловой кислоты, мет2KpHJI3T2 натрия, BJIKHJIHpOBBHHOIÎ И Неалкилированного алкиламиноалкил(мет)акрилата, общей формулы

682531 и где т=17 — 43 вес. %, l=0 — 5 вес. %, п=15 — 20 вес. %, p=37 — 63 вес. %.

Х НСНз

R = алкил, содержащий 1 — 8 атомов углерода, или арил, в качестве водоизолирующего агента.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент ФРГ ¹ 950182, кл. 5а, 43/20, опубл. 1952.

2. Авторское свидетельство СССР № 492645, кл. Е 21В 33/198, 1974, (прототип) .

Составитель В. Полякова

Редактор Л. Емельянова

Корректоры: Т. Добровольская и Е. Хмелева

Заказ 235821 Изд. № 589 Тираж 591 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, %-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, нр. Сапунова, 2 н, 1н, — 6 ! 0

СФ

ОИ х

СН2 — О— Ф

3.

0 2 41 ;

E х

I н — С—

C-o н, OC Í4Ì вЂ” E

К Нз Оц Н5

<з С О

ОКа