[發明專利]提高水溶性聚合物干粉溶解速度的化學方法

在審

• 申請號: 201410586297.4
• 申請日: 2014-10-28
• 公開（公告）號: CN104357038A
• 公開（公告）日: 2015-02-18
• 發明（設計）人: 喻琴;盧祥國;劉進祥;曹豹;胡淑瓊;張德富
• 申請（專利權）人: 東北石油大學
• 主分類號: C09K8/588
• 分類號: C09K8/588
• 代理公司: 大慶禹奧專利事務所 23208
• 代理人: 朱士文;楊曉梅

技術領域：

????本發明涉及聚丙烯酰胺干粉溶解的方法，特別涉及一種提高水溶性聚合物干粉溶解速度的化學方法。

背景技術：

部分水解聚丙烯酰胺是一種水溶性聚合物，通常具有線形或部分枝化甚至交聯結構。與普通低分子材料相比較，聚合物在陸地油田淡水條件下溶解時間較長，大概配制需要120分鐘才能完全溶解。由于海上油田平臺空間狹小，難以完全滿足放置大容量溶解設備需求，加之配制水礦化度較高，聚合物干粉難以充分溶解。不僅如此海上油田完井方法和措施與陸地油田有所不同，導致大量未完全溶解的聚合物顆粒堵在井筒，難以注入到地層中，造成注入壓力急劇升高、聚合物溶液注入困難，這對聚合物驅油效果帶來不利的影響。如何加快聚合物干粉的溶解，而不增添溶解設備已經成為解決海上油田聚合物驅的重要課題。

目前有大量文獻報道采用乳液聚合方法制備聚丙烯酰胺乳液，但破乳后由于殘留的表面活性劑影響聚合物的親水性，甚至導致聚合物粒子親油疏水，給聚合物的溶解帶來困難。?

唐康泰、張自成等人報道在聚丙烯酰胺聚合生產過程中添加尿素和親水性表面活性劑，制備易溶聚丙烯酰胺產品。但其尿素和表面活性劑用量較大，導致溶液中PH較高，從而促進了聚丙烯酰胺溶液水解，降低聚合物的粘彈性和熱穩定性，從而影響了聚合物溶液的驅油效果。?

發明專利CN103055750A報道了一種水溶性聚合物快速溶解系統及其方法。發明的水溶性聚合物快速溶解系統，包括預分散系統、聚合物溶解系統以及連接各裝置的風機、輸送泵和管線，聚合物溶解系統采用兩級或多級旋轉填料床串聯。利用旋轉填料床中旋轉填料的多次切割、分散與混合，溶解時間由2-3小時縮短至15分鐘以內。但該法利用旋轉的填料層對聚合物懸浮液的多次切割，必然降低聚合物的分子量，從而影響了聚合物溶液增粘性能和驅油效果。?

發明內容：

為了消除海上油田因聚合物干粉未完全溶解堵塞井筒和注入困難等不利影響，本發明提供了一種提高水溶性聚合物干粉溶解速度的化學方法。通過該方法可加速高濃度聚合物在水溶液中的溶解，消除了高礦化度配制水對聚合物溶液溶解速度的影響，而且完全溶解后聚合物的性能不受影響。該發明可解決海上油田聚合物熟化的問題，是一種流程簡單、技術經濟效果十分明顯的方法。

本發明采取以下技術方案：一種提高水溶性聚合物干粉溶解速度的化學方法，在25-65℃溫度下，向配制水中緩慢加入的聚丙烯酰胺粉末，并添加潤濕劑，保持溫度連續攪拌20-40分鐘，所述攪拌速度為300-400轉/分鐘，得到均一的聚丙烯酰胺溶液。?

所述的潤濕劑為三乙胺、二乙胺、乙醇胺、二乙烯三胺、尿素中的一種或兩種，潤濕劑濃度為100-5000mg/L。?

所述的配制水總礦化度為3000-36000mg/L，其中鈣、鎂離子含量為500-3000mg/L。具體配制水的配方為：NaCl?6243mg/L，CaCl₂?1578.7?mg/L，MgCl₂.6H₂O?905.98?mg/L，Na₂SO₄?54?mg/L，Na₂CO₃?0?mg/L，NaHCO₃?256?mg/L。?

所述的聚丙烯酰胺為非離子聚丙烯酰胺、部分水解聚丙烯酰胺、陽離子聚丙烯酰胺、兩性離子聚丙烯酰胺中任一種，其重均分子量為500-2000萬，質量百分含量為3000-10000mg/L。?

本發明的有益效果：與現有技術方法比較，本發明具有以下優點：（1）利用升高溫度和添加潤濕劑加快聚合物溶解速度，通過調整溫度和潤濕劑濃度適用不同溫度的地層；（2）利用潤濕劑螯合配制水中Ca²⁺和Mg²⁺，可以消除配制水高礦化度離子對聚合物溶液溶解速度的影響，適用于不同礦化度配制水的地層；（3）該工藝條件對聚合物的分子量、聚合物溶液的流變性和聚合物溶液的粘彈性影響較小；（4）該發明避免使用條件苛刻的低礦化度水配制、并減少了配制水冷卻的步驟，也無需添加其他用于聚合物分散、冷卻、切割等工藝的設備與裝置，是一種方便快捷的適用于海上油田加快聚合物熟化的方法；（5）該方法尤其適合海上油田聚合物干粉的熟化，改善聚合物溶液調驅效果。?

附圖說明：

????圖1?溶解時間與潤濕劑濃度關系圖；???

????圖2?聚合物溶液粘度與潤濕劑濃度關系圖；