[發明專利]一種驅油用超高分子量陰離子型聚丙烯酰胺及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201910032124.0
• 申請日: 2019-01-14
• 公開（公告）號: CN109679008B
• 公開（公告）日: 2021-04-30
• 發明（設計）人: 榮敏杰;趙海港;趙立國
• 申請（專利權）人: 東營市諾爾化工有限責任公司
• 主分類號: C08F120/56
• 分類號: C08F120/56;C09K8/588;C09K8/88
• 代理公司: 北京格允知識產權代理有限公司 11609
• 代理人: 張沫;譚輝

本發明涉及一種驅油用超高分子量陰離子型聚丙烯酰胺及其制備方法和應用。制備方法包括：向包含丙烯酰胺的溶液中通入氮氣，依次向溶液中加入偶氮類引發劑、絡合劑、鏈調節劑、氧化劑和還原劑，聚合，得到非離子型聚丙烯酰胺膠體；鏈調節劑包含主成分和輔助成分，主成分包含甲酸鈉，輔助成分包含次亞磷酸鈉，主成分和輔助成分的質量比為(10～18)：1；將非離子型酰胺膠體破碎，加入水解劑進行水解，得到驅油用超高分子量陰離子型聚丙烯酰胺。利用該方法制得的陰離子型聚丙烯酰胺的黏均相對分子質量在3000萬以上，水不溶物含量≤0.2％，作為油田三次采油中驅油劑使用，驅油效率更高，原油采收率可提高18～29％。

技術領域

本發明涉及超高分子量聚合物技術領域，尤其涉及一種驅油用超高分子量陰離子型聚丙烯酰胺及其制備方法和應用。

背景技術

聚丙烯酰胺(PAM)是一種水溶性高分子聚合物，其分子結構中存在酰胺基活性基團，易通過接枝或交聯得到支鏈或網狀結構的多種改性物。PAM分子可以引進各種離子基團以得到特定的性能，其廣泛應用于化工、冶金、地質、煤炭、石油、造紙和水處理等各個領域，具有“百業助劑”的稱號，尤其以油田開采用量最大。國內外很多油田隨著開采的不斷進行，好多已經進入了三次采油階段。靠注水或注氣等已經無法開采出足夠的原油，采油成本持續走高。三次采油即向油井中注入聚合物，大幅度減低油層附近的油水界面張力增加注入水的粘度和彈性，從而降低油水流速比擴大油層宏觀和微觀波及系數，進一步驅替水驅殘余油，大幅度降低剩余油飽和度，從而達到提高原油采收率的目的。

驅油聚合物以陰離子型聚丙烯酰胺應用最廣泛，驅油效果最好。油層環境復雜，高溫高鹽，這對聚合物性能要求很高。市場現有的驅油用聚丙烯酰胺類產品用量最大的是超高分子量聚丙烯酰胺和含耐溫抗鹽型單體的聚丙烯酰胺等。超高分子量聚丙烯酰胺分子量主要在 2500～3000萬之間，極少數在3000～3300萬之間，這一類聚丙烯酰胺在鹽水及高溫環境會發生分子鏈卷曲，使水溶液粘度大幅下降，驅油效果下降嚴重，且水溶解性較差，影響使用效果；含耐溫抗鹽型單體的聚丙烯酰胺由于耐溫抗鹽單體成本較高，且共聚合成后分子量較低，只能少量用于特定場合，無法大規模應用于驅油領域。

有鑒于此，特提出本發明。

發明內容

本發明的目的是提供一種成本低、分子量超高(3000萬以上，優選技術方案能達到3500萬以上)、溶解性好的驅油用新型超高分子量陰離子型聚丙烯酰胺及其制備方法和應用，以解決現有驅油用陰離子型聚丙烯酰胺中存在的一個或者多個問題。

為了實現上述目的，本發明提供了如下技術方案：

1、一種驅油用超高分子量陰離子型聚丙烯酰胺的制備方法，包括如下步驟：

(1)向包含丙烯酰胺的溶液中通入氮氣，然后依次向溶液中加入偶氮類引發劑、絡合劑、鏈調節劑、氧化劑和還原劑，聚合，得到非離子型聚丙烯酰胺膠體；其中，所述鏈調節劑包含主成分和輔助成分，所述主成分包含甲酸鈉，所述輔助成分包含次亞磷酸鈉，主成分和輔助成分的質量比為(10～18)：1；

(2)將非離子型酰胺膠體破碎，加入水解劑進行水解，得到驅油用超高分子量陰離子型聚丙烯酰胺。

2、根據技術方案1所述的制備方法，所述主成分和所述輔助成分的質量比為(12～15)：1。

3、根據技術方案1所述的制備方法，所述輔助成分還包含十二烷基硫醇和/或亞硫酸氫鈉。

4、根據技術方案1至3任一項所述的制備方法，所述鏈調節劑的質量為所述溶液質量的0.0015％～0.0032％。

5、根據技術方案1所述的制備方法，所述鏈調節劑的質量為所述溶液質量的0.0018％～0.0026％。

6、根據技術方案1所述的制備方法，所述溶液中還包含助溶劑，所述助溶劑選自硫脲、尿素、乙酰胺中的任一種或多種，質量占所述溶液質量的0.5％～2.3％；和/或