[發明專利]一種含有納米顆粒的耐溫抗鹽驅油聚合物的制備方法

有效

• 申請號: 201710122954.3
• 申請日: 2017-03-03
• 公開（公告）號: CN106749898B
• 公開（公告）日: 2018-12-14
• 發明（設計）人: 宋濤;費東濤;曹杰;朱玥珺;王姍姍;王秀軍
• 申請（專利權）人: 中海石油（中國）有限公司;中海石油（中國）有限公司北京研究中心
• 主分類號: C08F220/56
• 分類號: C08F220/56;C08F220/58;C08F220/06;C08F226/10;C08F2/44;C09K8/588
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 關暢;王春霞

本發明公開了一種含有納米顆粒的耐溫抗鹽驅油聚合物的制備方法。該方法包括如下步驟：(1)在納米二氧化硅表面接入氨基，得到改性納米二氧化硅；(2)將改性納米二氧化硅、水溶性單體和水混合，調節混合體系的pH至4～8使改性納米二氧化硅完全分散在水中；向調節pH值后的混合體系中加入乙二胺四乙酸二鈉、硫酸亞鐵和四甲基乙二胺，然后加入偶氮二異丁脒鹽酸鹽、過硫酸銨和過氧化氫，在氮氣氣氛下進行反應Ⅰ，升溫后進行反應Ⅱ；將反應Ⅱ的反應產物的pH調節至8～9并進行恒溫老化，經干燥后粉碎即可。本發明利用改性納米二氧化硅本身的分散性能和高溫穩定性能，通過與聚合物之間的相互作用，提高聚合物分子的剛性、形成聚合物分子間網絡結構，產生優良的耐溫抗鹽抗老化等性能。

技術領域

本發明涉及一種含有納米顆粒的耐溫抗鹽驅油聚合物的制備方法，屬于水溶性高分子合成技術領域。

背景技術

化學驅技術是我國提高原油采收率的主要技術措施之一，其中水溶性聚合物是實施化學驅的關鍵化學劑之一，通過聚合物的增粘性擴大驅替液的波及體積，可以實現大幅度提高原油采收率的目的。目前，聚合物驅油、二元復合驅(聚合物-表面活性劑)、三元復合驅油(堿-聚合物-表面活性劑)等三次采油技術在勝利、大慶、遼河等東部主力油田得到了廣泛的應用，并取得了顯著的增油降水效果和良好的經濟社會效益。但隨著化學驅油技術在油田中不斷推廣應用，實施化學驅的油藏條件越來越差，低溫低礦化度的油藏儲量越來越少，今后高溫高鹽油藏將成為化學驅油技術攻關及推廣應用的主陣地，但目前使用的驅油用化學劑普遍存在不耐溫不抗鹽的缺點，嚴重影響了化學驅油技術在高溫高鹽油藏中的應用效果，已經成為制約化學驅技術在高溫高鹽油藏推廣應用的技術瓶頸。因此，研究開發耐溫抗鹽、高效、穩定的驅油用聚合物產品迫在眉睫。

從聚合物的結構與性能的角度看，要維持丙烯酰胺類聚合物在鹽溶液和高溫下的粘度，可以采取的辦法主要有：(1)在聚合物主鏈上引入具有大的空間位阻的聚合物鏈，提高聚合物鏈的剛性；(2)提高聚合物分子鏈之間的相互作用，以維持其在鹽溶液和高溫下的流體力學體積，防止粘度的大幅度降低。然而，過多功能單體的引入，一方面會增加產品的成本，另一方面，與丙烯酰胺相比，功能單體往往聚合活性較差，由此會導致共聚物的分子量偏低，其增粘性能不佳，這將提高產品的使用濃度。

中國專利文件CN 102181010A公開了一種耐溫抗鹽聚合物的制備方法，制備方法如下：將陰離子單體、丙烯基磺酸鈉、陽離子單體、丙烯酸酯、α-烯烴和丙烯酰胺溶解在去離子水中，再加入表面活性劑，調節溶液pH為9～10，30～60℃條件下通氮氣30分鐘，加入過硫酸鹽引發劑，于溫度30～60℃條件下，反應12h，用丙酮沉淀、洗滌，真空干燥，獲得白色粉狀的聚合物，所得聚合物可用于聚合物驅提高采收率上。

中國專利文件CN 103320111A公開了一種四元聚合物驅油劑的合成方法，該驅油劑由丙烯酰胺(AM)、丙烯酸(AA)、N-乙烯基吡咯烷酮(NVP)、乙二胺和馬來酸酐制備的功能單體(YEML)構成的四元聚合物。其合成方法為先在燒瓶中加入制得的YEML單體，再加入AM、NVP、AA和NaOH，通氮氣30min，然后加入引發劑，繼續通氮氣10～20min，在溫度30～60℃下反應4～12h。最后用無水乙醇洗滌、粉碎、烘干制得AM/AA/NVP/YEML四元聚合物，制備的聚合物能用于提高原油采收率。

上述專利均通過引入功能單體而實現聚合物耐溫抗鹽性能的提升，在此過程中，往往存在以下不足：功能單體制備過程繁瑣，存在提純等后續操作，增加了產品成本；與丙烯酰胺類單體相比，功能單體聚合活性差，聚合物分子量不高，使用過程中，需要的聚合物濃度高；疏水型功能單體、內鹽型功能單體的引入，降低了聚合物的溶解性能，使用過程中，聚合物的溶解時間增長，不溶物比例增加，影響產品的使用和推廣。

發明內容

本發明的目的是提供一種含有納米顆粒的耐溫抗鹽驅油聚合物的制備方法，本發明方法在常規丙烯酰胺類聚合物的基礎上，引入與聚合物分子具有較強相互作用的改性納米二氧化硅，從而起到提高聚合物分子的剛性、提高聚合物分子中側基的高溫穩定性、構建聚合物分子間網絡等作用。