[發(fā)明專利]一種改性納米纖維素及其制備方法與應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810010030.9
• 申請(qǐng)日: 2018-01-05
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108219009B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-10-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王姍姍;王秀軍;朱玥珺;張健;康曉東;楊光;薛新生;趙文森;王旭東;靖波
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中海石油（中國(guó)）有限公司;中海石油（中國(guó)）有限公司北京研究中心
• 主分類號(hào): C08B15/06
• 分類號(hào): C08B15/06;C08B15/02;C08G81/00;C08F287/00;C08F220/56;C08F220/58;C08F220/06;C08F226/10;C09K8/588
• 代理公司: 北京紀(jì)凱知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11245
• 代理人: 關(guān)暢;王春霞

本發(fā)明公開(kāi)了一種改性納米纖維素及其制備方法與應(yīng)用。所述改性納米纖維素的制備方法包括如下步驟：(1)采用高碘酸鈉氧化納米纖維素，得到醛基化納米纖維素；(2)將所述醛基化納米纖維素先后與聚乙烯亞胺和硼氫化鈉進(jìn)行反應(yīng)即得。本發(fā)明制備的改性納米纖維素本身具有很好的分散性能和高溫穩(wěn)定性能，通過(guò)其與聚合物之間較強(qiáng)的相互作用，可以提高聚合物分子的剛性、形成很好的聚合物分子間網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，從而產(chǎn)生優(yōu)良的耐溫抗鹽抗老化等性能。本發(fā)明制備的改性納米纖維素本身具有一定的洗油效果。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種改性納米纖維素及其制備方法與應(yīng)用，屬于油田化學(xué)技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

化學(xué)驅(qū)技術(shù)是我國(guó)提高原油采收率的主要技術(shù)措施之一，其中水溶性聚合物是實(shí)施化學(xué)驅(qū)的關(guān)鍵化學(xué)劑之一，聚合物驅(qū)油技術(shù)以提高注入驅(qū)替相粘度、改善油藏流體中油水流動(dòng)的流度比為手段，從而達(dá)到擴(kuò)大波及程度、提高油藏采收率的目的。目前，聚合物驅(qū)油、二元復(fù)合驅(qū)(聚合物-表面活性劑)、三元復(fù)合驅(qū)油(堿-聚合物-表面活性劑)等三次采油技術(shù)在勝利、大慶、遼河等東部主力油田得到了廣泛的應(yīng)用，并取得了顯著的增油降水效果和良好的經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益。部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)是油田現(xiàn)場(chǎng)最常用的驅(qū)油聚合物，在高溫高鹽油藏中，HPAM的應(yīng)用存在一定的技術(shù)弱點(diǎn)，比如，鹽敏效應(yīng)明顯，對(duì)Ca²⁺、Mg²⁺離子尤為敏感；耐溫性能不佳，在高溫下的增粘性能急劇下降；長(zhǎng)期穩(wěn)定性差，在油藏運(yùn)移過(guò)程中，容易發(fā)生水解、氧化降解、機(jī)械降解等，使溶液粘度降低，驅(qū)油效果變差。因此，研究開(kāi)發(fā)耐溫抗鹽、高效、穩(wěn)定的驅(qū)油用聚合物產(chǎn)品迫在眉睫。

從聚合物的結(jié)構(gòu)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(xué)體積，防止粘度的大幅度降低。然而，過(guò)多功能單體的引入，一方面會(huì)增加產(chǎn)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(huì)導(dǎo)致共聚物的分子量偏低，其增粘性能不佳，這將提高產(chǎn)品的使用濃度。

納米纖維素是從天然纖維素纖維中提取出的一種納米級(jí)的纖維素，它不僅具有納米顆粒的特征，還具有一些獨(dú)特的強(qiáng)度和化學(xué)性質(zhì)，具有廣闊的應(yīng)用前景。因此，可以對(duì)納米纖維素進(jìn)行改性并應(yīng)用于驅(qū)油聚合物中。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種改性納米纖維素及其制備方法，本發(fā)明通過(guò)將納米纖維素和聚乙烯亞胺進(jìn)行反應(yīng)，得到表面具有較高氨基密度的改性納米纖維素；所述改性納米纖維素可引入至常規(guī)丙烯酰胺類聚合物的合成中，其會(huì)與聚合物分子具有較強(qiáng)的相互作用，從而起到提高聚合物分子的剛性、提高聚合物分子中側(cè)基的高溫穩(wěn)定性、構(gòu)建聚合物分子間網(wǎng)絡(luò)等作用。

本發(fā)明所提供的改性納米纖維素的制備方法，包括如下步驟：

(1)采用高碘酸鈉氧化納米纖維素，得到醛基化納米纖維素；

(2)將所述醛基化納米纖維素先后與聚乙烯亞胺和硼氫化鈉進(jìn)行反應(yīng)，即得所述改性納米纖維素。

上述的制備方法中，步驟(1)中，所述氧化的條件如下：

pH值為2～4；

溫度為30～60℃；

時(shí)間為1～20h；

避光下進(jìn)行。

上述的制備方法中，步驟(1)中，所述氧化在水中進(jìn)行；

所述高碘酸鈉和所述納米纖維素的混合液中，所述納米纖維素的質(zhì)量體積濃度為1～50g/L；

所述高碘酸鈉與所述納米纖維素的質(zhì)量比為0.1～2：1；

所述納米纖維素的粒徑為50～800nm。