[發(fā)明專利]聚丙烯酰胺顆粒驅(qū)油劑及其制備方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710552256.7
• 申請(qǐng)日: 2017-07-07
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109207137A
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-01-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 曹緒龍;黃光速;郭蘭磊;祝仰文;鄭靜;李江波;劉漢超;姜祖明;王義;曹振興;劉坤;陳曉彥
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)石油化工股份有限公司勝利油田分公司勘探開(kāi)發(fā)研究院;四川大學(xué)
• 主分類號(hào): C09K8/588
• 分類號(hào): C09K8/588;C08F220/56;C08F216/14;C08F4/40
• 代理公司: 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司 11021
• 代理人: 賀衛(wèi)國(guó)

本發(fā)明涉及一種聚丙烯酰胺驅(qū)油劑及其制備方法。本發(fā)明的聚丙烯酰胺驅(qū)油劑具有以多官能度交聯(lián)劑作為交聯(lián)中心形成的交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與支化鏈結(jié)構(gòu)共存的聚丙烯酰胺結(jié)構(gòu)，其中交聯(lián)結(jié)構(gòu)在整個(gè)聚丙烯酰胺結(jié)構(gòu)中所占的比例為60～95％，并且所述多官能度交聯(lián)劑由烯丙基縮水甘油醚或(甲基)丙烯酸縮水甘油酯與多乙烯多胺反應(yīng)而制得。本發(fā)明的驅(qū)油劑同時(shí)具有較高的彈性，粘性及形變恢復(fù)能力，并且能夠保證在高溫高鹽環(huán)境中具有優(yōu)異的長(zhǎng)期的抗老化性能，有利于在三次采油中的應(yīng)用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及聚丙烯酰胺顆粒驅(qū)油劑及其制備方法，屬于高分子材料的制備和應(yīng)用領(lǐng)域。

背景技術(shù)

石油是一種不可再生的資源，也是能源和化工的基礎(chǔ)原料，對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有重要作用。但是目前我國(guó)主要油田已進(jìn)入二次開(kāi)采的中后期，油田的儲(chǔ)層、油層情況嚴(yán)重劣化，常為高溫高鹽型，只有通過(guò)三次采油才能把約60％的剩余石油有效地開(kāi)采出來(lái)。這對(duì)于保證我國(guó)長(zhǎng)期能源安全和經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展具有重要現(xiàn)實(shí)意義。聚丙烯酰胺(PAM)具有水溶性好和粘度高等優(yōu)點(diǎn)，為理想的三次采油的關(guān)鍵高分子材料。但是在實(shí)際應(yīng)用中，線型聚丙烯酰胺驅(qū)油劑在剪切作用下容易發(fā)生分子鏈斷裂，并且，在地下高溫高鹽的環(huán)境中PAM水溶液的溶液粘度及驅(qū)油效果大幅降低。

三次采油技術(shù)中，完全交聯(lián)的聚丙烯酰胺通常作為調(diào)剖堵水劑使用，因?yàn)槠淞己玫捏w膨性對(duì)高滲層可進(jìn)行調(diào)剖處理調(diào)節(jié)其滲透率。但是，完全交聯(lián)的聚丙烯酰胺由于交聯(lián)度高，硬度大，變形性差，在孔隙中運(yùn)移困難，不能起到驅(qū)油劑的作用，因此在三次采油中的使用受到限制。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供新型的聚丙烯酰胺顆粒驅(qū)油劑及其制備方法。

為此，本發(fā)明設(shè)計(jì)了一種結(jié)合了線性聚丙烯酰胺和全交聯(lián)型聚丙烯酰胺的優(yōu)點(diǎn)的新型的非完全交聯(lián)的驅(qū)油劑，該驅(qū)油劑注入到地層下面以后，由于壓差的作用，凝膠的顆粒產(chǎn)生變形而通過(guò)孔隙，驅(qū)動(dòng)孔隙內(nèi)剩余油向生產(chǎn)井移動(dòng)，達(dá)到較好的驅(qū)油效果。本發(fā)明的驅(qū)油劑有效的解決了常規(guī)線性部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)進(jìn)入地層后，,因稀釋、降解、吸附、酸堿性條件變化各種復(fù)雜原因造成的驅(qū)油劑快速失效的難題。

本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種聚丙烯酰胺驅(qū)油劑，其具有以多官能度交聯(lián)劑作為交聯(lián)中心形成的交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與支化鏈結(jié)構(gòu)共存的聚丙烯酰胺結(jié)構(gòu)，其中交聯(lián)結(jié)構(gòu)在整個(gè)聚丙烯酰胺結(jié)構(gòu)中所占比例為60～95％，并且所述多官能度交聯(lián)劑由烯丙基縮水甘油醚或(甲基)丙烯酸縮水甘油酯與多乙烯多胺反應(yīng)而制得。

本發(fā)明的另一方面，提供一種制備聚丙烯酰胺驅(qū)油劑的方法，包括以下步驟：

(1)交聯(lián)劑溶液的制備：將摩爾比為1∶2～5的多乙烯多胺與烯丙基縮水甘油醚或(甲基)丙烯酸縮水甘油酯溶于水中，使得溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3-10％，然后于50～85℃下反應(yīng)，得到多官能交聯(lián)劑溶液；

(2)丙烯酰胺聚合反應(yīng)：將100份丙烯酰胺溶于水中制成水溶液，加入0.5～5份已制得的交聯(lián)劑溶液；加入0.002～0.04份有機(jī)胺并調(diào)節(jié)溶液pH值為8～10；將所得反應(yīng)物加入絕熱反應(yīng)釜中，通入惰性氣體除氧，于溫度5～30℃下加入0.03～0.05份過(guò)硫酸鹽引發(fā)反應(yīng)，在惰性氣體保護(hù)下進(jìn)行絕熱聚合反應(yīng)，待體系凝膠后，繼續(xù)在50-90℃下反應(yīng)1～4小時(shí)，得到膠塊狀的聚丙烯酰胺驅(qū)油劑產(chǎn)物。

本發(fā)明的特點(diǎn)是采用多乙烯多胺和烯丙基縮水甘油醚或(甲基)丙烯酸縮水甘油酯合成的多官能交聯(lián)劑作為交聯(lián)中心，以過(guò)硫酸鹽為氧化劑，有機(jī)胺為還原劑和促進(jìn)劑構(gòu)成氧化還原引發(fā)體系，制備具有多官能度交聯(lián)中心的聚丙烯酰胺顆粒驅(qū)油劑。該驅(qū)油劑同時(shí)具有較高的彈性(彈性模量可達(dá)30Pa)，粘性(粘度可達(dá)20mPa·s)及形變恢復(fù)能力，并且能夠保證在高溫高鹽環(huán)境中具有優(yōu)異的長(zhǎng)期的抗老化性能，更有利于在三次采油中的應(yīng)用。

附圖說(shuō)明

圖1為烯丙基縮水甘油醚和其與四乙烯五胺反應(yīng)制備的交聯(lián)劑的核磁氫譜圖。