一種聚苯乙烯異丁烯酸丁酯及其合成方法和應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及石油勘探開(kāi)發(fā)領(lǐng)域，具體的說(shuō)，涉及一種聚苯乙烯異丁烯酸丁酯及其 合成方法和應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前在油田勘探開(kāi)發(fā)過(guò)程中，探井多采用水平井，而多層多級(jí)壓裂是地層改造的 首選工藝，但是層位選擇的過(guò)程中，沒(méi)有針對(duì)性，都是靠經(jīng)驗(yàn)來(lái)選擇分層，因此對(duì)于壓裂后 的數(shù)據(jù)采集和分析壓裂效果就顯得尤為重要?，F(xiàn)有技術(shù)中，可以通過(guò)微地震法、電位法等監(jiān) 測(cè)和分析壓裂后裂縫發(fā)育情況，通過(guò)返排情況了解儲(chǔ)層是否有工業(yè)油流，但對(duì)于分段壓裂 后各段的產(chǎn)油情況沒(méi)有有效的監(jiān)測(cè)方法。
[0003] 多級(jí)壓裂技術(shù)施工工藝及配套設(shè)備已經(jīng)成熟，國(guó)際上已實(shí)現(xiàn)30級(jí)壓裂，國(guó)內(nèi)最大 壓裂級(jí)數(shù)已超過(guò)15級(jí)。由于壓裂級(jí)數(shù)較多，加之長(zhǎng)水平段物性存在差異，每級(jí)壓裂后排液 情況對(duì)于壓裂效果的評(píng)價(jià)和下一步井位部署具有重要的意義，但對(duì)于分段壓裂后各段的產(chǎn) 油情況沒(méi)有有效的監(jiān)測(cè)方法。為解決該技術(shù)問(wèn)題，在多級(jí)壓裂過(guò)程中，每段在壓裂支撐劑中 混入不同種類(lèi)的固體油溶性示蹤劑顆粒，隨著原油的產(chǎn)出固體油溶性示蹤劑顆粒不斷溶于 原油中，通過(guò)分析產(chǎn)出液中示蹤劑的濃度，達(dá)到分析每段產(chǎn)油情況繪制每段產(chǎn)油液剖面的 目的。由于目前國(guó)內(nèi)最大壓裂級(jí)數(shù)已超過(guò)15級(jí)，因此相應(yīng)需要15種以上水平井產(chǎn)油剖面 監(jiān)測(cè)用示蹤劑。
[0004] 以往油田用示蹤劑均為水溶性，而且種類(lèi)少用量大，不適用于水平井多層多級(jí)壓 裂后各段產(chǎn)油情況的監(jiān)測(cè)，本發(fā)明所述的示蹤劑為油溶性，濃度低時(shí)檢測(cè)精度高，用量低。 在多級(jí)壓裂過(guò)程中，每段在壓裂支撐劑中混入不同種類(lèi)的固體油溶性示蹤劑顆粒，隨著原 油的產(chǎn)出固體油溶性示蹤劑顆粒不斷溶于原油中，通過(guò)分析產(chǎn)出液中示蹤劑的濃度，達(dá)到 分析每段產(chǎn)油情況繪制每段產(chǎn)油液剖面的目的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的一個(gè)目的在于提供一種聚苯乙烯異丁烯酸丁酯的合成方法；
[0006] 本發(fā)明的另一目的在于提供所述合成方法制備得到的聚苯乙烯異丁烯酸丁酯；
[0007] 本發(fā)明的再一目的在于提供所述的聚苯乙烯異丁烯酸丁酯在制備水平井產(chǎn)油剖 面監(jiān)測(cè)用示蹤劑的應(yīng)用。
[0008] 本發(fā)明的又一目的在于提供含有所述的聚苯乙烯異丁烯酸丁酯的水平井產(chǎn)油剖 面監(jiān)測(cè)用示蹤劑。
[0009] 為達(dá)上述目的，一方面，本發(fā)明提供了一種聚苯乙烯異丁烯酸丁酯的合成方法，所 述方法包括以異丁烯酸丁酯和苯乙烯為反應(yīng)單體，在聚乙烯醇和過(guò)氧化苯甲酰存在下，以 水為分散介質(zhì)進(jìn)行聚合反應(yīng)。
[0010] 其中的聚乙烯醇為分散劑，過(guò)氧化苯甲酰為引發(fā)劑。
[0011] 其中所述異丁烯酸丁酯（CH2C(CH3)COOC4H9)、過(guò)氧化苯甲酰（C6H5C(O)O2)、苯乙烯 (C8H8)和聚乙烯醇（[C2H 40]n)(平均聚合度2400-2500)為本領(lǐng)域常規(guī)試劑，任何市售本領(lǐng) 域常用的異丁烯酸丁酯、過(guò)氧化苯甲酰、苯乙烯和聚乙烯醇都可以用于本發(fā)明。
[0012] 其中所述異丁烯酸丁酯可以為異丁烯酸正丁酯（CH2C(CH3)C00CH 2CH2CH2CH3)(市售 產(chǎn)品通稱(chēng)甲基丙烯酸丁酯）、異丁烯酸異丁酯（CH 2C(CH3)COOCH2CH(Ch3)CH3)、異丁烯酸仲丁 酯（CH2C(CH 3)C00CH(CH3)CH2CH3)或異丁烯酸叔丁酯（CH 2C(CH3)COO C(CH3)3),其中本發(fā)明優(yōu) 選為甲基丙烯酸丁酯。
[0013] 根據(jù)本發(fā)明一些優(yōu)選的實(shí)施方式，在所述的合成方法中，以反應(yīng)所加入的全部物 料總重量為100%計(jì)，所加入各物料重量百分比分別為：異丁烯酸丁酯為25-45%、苯乙烯 為2. 5-5%、聚乙烯醇為0. 1-0. 2%、過(guò)氧化苯甲酰為0. 2-0. 9%、以及水為50-70%。
[0014] 根據(jù)本發(fā)明一些優(yōu)選的實(shí)施方式，本發(fā)明所述聚合反應(yīng)的反應(yīng)溫度可以是70°C~ 80°C;其中優(yōu)選為75°C。
[0015] 根據(jù)本發(fā)明一些優(yōu)選的實(shí)施方式，所述聚合反應(yīng)的反應(yīng)時(shí)間可以是8-10h;其中 優(yōu)選為8h。
[0016] 根據(jù)本發(fā)明一些優(yōu)選的實(shí)施方式，所述方法包括：首先把聚乙烯醇溶解到水中，加 入異丁烯酸丁酯、苯乙烯和過(guò)氧化苯甲酰的混合溶液，加入完成后反應(yīng)得到所述聚苯乙烯 異丁烯酸丁酯。
[0017] 根據(jù)本發(fā)明一些優(yōu)選的實(shí)施方式，所述方法包括：首先把聚乙烯醇溶解到70°C~ 80°C的水中，再加入異丁烯酸丁酯、苯乙烯和過(guò)氧化苯甲酰的混合溶液。
[0018] 根據(jù)本發(fā)明一些優(yōu)選的實(shí)施方式，所述方法包括：首先把聚乙烯醇溶解到水中，升 溫到70°C~80°C恒溫30min，再加入異丁烯酸丁酯、苯乙烯和過(guò)氧化苯甲酰的混合溶液。
[0019] 根據(jù)本發(fā)明一些優(yōu)選的實(shí)施方式，所述方法包括：首先把聚乙烯醇溶解到水中，升 溫到75°C恒溫30min，再加入異丁烯酸丁酯、苯乙烯和過(guò)氧化苯甲酰的混合溶液。
[0020] 根據(jù)本發(fā)明一些優(yōu)選的實(shí)施方式，所述加入為滴加；
[0021] 根據(jù)本發(fā)明一些優(yōu)選的實(shí)施方式，所述滴加的速度為5-10滴/min。
[0022] 根據(jù)本發(fā)明一些優(yōu)選的實(shí)施方式，所述方法還包括：在反應(yīng)得到所述聚苯乙烯異 丁烯酸丁酯后，降溫至室溫再出料。
[0023] 本發(fā)明提供一種油溶性示蹤劑聚苯乙烯異丁烯酸丁酯的合成方法，以重量百分比 計(jì)，首先把〇. 1%~〇. 2%的聚乙烯醇溶解到50%~70%的熱水中，升溫到70°C~80°C恒 溫30min，以每分鐘5~10滴的速度滴加25%~45%異丁烯酸丁酯、2. 5%~5%苯乙烯和 0.5%~1%過(guò)氧化苯甲酰的混合溶液，滴加完成后反應(yīng)8h~10h，降溫至室溫出料。
[0024] 另一方面，本發(fā)明還提供了本發(fā)明任意一項(xiàng)所述合成方法制備得到的聚苯乙烯異 丁烯酸丁酯。
[0025] 再一方面，本發(fā)明還提供了所述的聚苯乙烯異丁烯酸丁酯在制備水平井產(chǎn)油剖面 監(jiān)測(cè)用示蹤劑的應(yīng)用。
[0026] 又一方面，本發(fā)明還提供了含有所述的聚苯乙烯異丁烯酸丁酯的水平井產(chǎn)油剖面 監(jiān)測(cè)用示蹤劑。
[0027] 綜上所述，本發(fā)明提供了一種聚苯乙烯異丁烯酸丁酯及其合成方法和應(yīng)用。本發(fā) 明的聚苯乙烯異丁烯酸丁酯具有如下優(yōu)點(diǎn)：
[0028] 測(cè)試結(jié)果表明采用本發(fā)明的合成方法制取的聚苯乙烯異丁烯酸丁酯能夠完全溶 解到原油中，通過(guò)氣質(zhì)聯(lián)用儀能夠準(zhǔn)確測(cè)定其濃度，用量少，滿足水平井產(chǎn)油剖面監(jiān)測(cè)的需 要。
【具體實(shí)施方式】
[0029] 以下通過(guò)具體實(shí)施例詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施過(guò)程和產(chǎn)生的有益效果，旨在幫助閱 讀者更好地理解本發(fā)明的實(shí)質(zhì)和特點(diǎn)，不作為對(duì)本案可實(shí)施范圍的限定。
[0030] 實(shí)施例1
[0031] 將0?Ig聚乙烯醇（平均聚合度為2400-2500)溶解到55g的熱水中，升溫到75°C 恒溫30min，緩慢滴加40g甲基丙烯酸丁酯、4g苯乙烯和0.9g過(guò)氧化苯甲酰的混合溶液，滴 加完成后反應(yīng)8h，降溫至室溫出料。
[0032] 實(shí)施例2 :
[0033] 將0? 15g聚乙烯醇（平均聚合度為2400-2500)溶解到60g的熱水中，升溫到75°C 恒溫30min，緩慢滴加35g甲基丙烯酸丁酯、3. 5g苯乙烯和0.6g過(guò)氧化苯甲酰的混合溶液， 滴加完成后反應(yīng)8h，降溫至室溫出料。
[0034] 實(shí)施例3 :
[0035] 將0?15g聚乙烯醇（平均聚合度為2400-2500)溶解到65g的熱水中，升溫到75°C 恒溫30min，緩慢滴加30g甲基丙烯酸丁酯、3g苯乙烯和0. 3g過(guò)氧化苯甲酰的混合溶液，滴 加完成后反應(yīng)8h，降溫至室溫出料。
[0036] 應(yīng)用例1
[0037] 將實(shí)施例1制備的0.1 g聚苯乙烯異丁烯酸丁酯溶于100g原油中，升溫到70°C待 完全溶解混合均勻后取Ig用石油醚稀釋20倍，用氣質(zhì)聯(lián)用儀測(cè)定樣品中聚苯乙烯異丁烯 酸丁酯含量，測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表1。
[0038] 表1樣品中聚苯乙烯異丁烯酸丁酯測(cè)定結(jié)果
[0039]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種聚苯乙烯異丁烯酸丁酯的合成方法，其特征在于，所述方法包括以異丁烯酸丁 酯和苯乙烯為反應(yīng)單體，在聚乙烯醇和過(guò)氧化苯甲酰存在下，以水為分散介質(zhì)進(jìn)行聚合反 應(yīng)。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的合成方法，其特征在于，以反應(yīng)所加入的全部物料總重量為 100%計(jì)，所加入各物料重量百分比分別為：異丁烯酸丁酯為25-45%、苯乙烯為2. 5-5%、 聚乙烯醇為0. 1-0. 2%、過(guò)氧化苯甲酰為0. 2-0. 9%、以及水為50-70%。3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的合成方法，其特征在于，所述聚合反應(yīng)的反應(yīng)溫度是 70°C~80°C。4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的合成方法，其特征在于，所述聚合反應(yīng)的反應(yīng)時(shí)間是 8-10h〇5. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的合成方法，其特征在于，所述方法包括：首先把聚乙烯醇 溶解到水中，加入異丁烯酸丁酯、苯乙烯和過(guò)氧化苯甲酰的混合溶液，加入完成后反應(yīng)得到 所述聚苯乙烯異丁烯酸丁酯；優(yōu)選所述加入為滴加；更優(yōu)選滴加的速度為5-10滴/min。6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的合成方法，其特征在于，所述方法包括：首先把聚乙烯醇溶解 到70°C~80°C的水中，再加入異丁烯酸丁酯、苯乙烯和過(guò)氧化苯甲酰的混合溶液。7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的合成方法，其特征在于，所述方法包括：首先把聚乙烯醇溶解 到水中，升溫到70°C~80°C恒溫20-30min，再加入異丁烯酸丁酯、苯乙烯和過(guò)氧化苯甲酰 的混合溶液。8. 權(quán)利要求1~7任意一項(xiàng)所述合成方法制備得到的聚苯乙烯異丁烯酸丁酯。9. 權(quán)利要求8所述的聚苯乙烯異丁烯酸丁酯在制備水平井產(chǎn)油剖面監(jiān)測(cè)用示蹤劑的 應(yīng)用。10. 含有權(quán)利要求8所述的聚苯乙烯異丁烯酸丁酯的水平井產(chǎn)油剖面監(jiān)測(cè)用示蹤劑。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供了一種聚苯乙烯異丁烯酸丁酯及其合成方法和應(yīng)用。本發(fā)明的聚苯乙烯異丁烯酸丁酯由包括如下步驟的方法制備得到：以異丁烯酸丁酯和苯乙烯為反應(yīng)單體，在分散劑聚乙烯醇和引發(fā)劑過(guò)氧化苯甲酰存在下，以水為分散介質(zhì)進(jìn)行懸浮聚合反應(yīng)。本發(fā)明的聚苯乙烯異丁烯酸丁酯具有如下優(yōu)點(diǎn)：測(cè)試結(jié)果表明采用本發(fā)明的合成方法制取的聚苯乙烯異丁烯酸丁酯能夠完全溶解到原油中，通過(guò)氣質(zhì)聯(lián)用儀能夠準(zhǔn)確測(cè)定其濃度，用量少，滿足水平井產(chǎn)油剖面監(jiān)測(cè)的需要。
【IPC分類(lèi)】C08F212/08, E21B47/11, G01V15/00, C08F220/18
【公開(kāi)號(hào)】CN105175619
【申請(qǐng)?zhí)枴?br>【發(fā)明人】鄭猛, 張洪君, 王浩, 閆峰, 許占雙, 李 瑞, 柳榮偉, 陳小凱
【申請(qǐng)人】中國(guó)石油天然氣股份有限公司
【公開(kāi)日】2015年12月23日
【申請(qǐng)日】2015年7月17日