一种粘弹性聚合物颗粒驱油剂及其制备方法与应用与流程

本发明属于三次采油，具体涉及一种粘弹性聚合物颗粒驱油剂及其制备方法与应用。

背景技术：

1、聚合物驱油是通过注水井将高分子聚合物以液体的形式注入地层，它可在地层中产生注入水增粘、原油降阻、油水混相和高渗透层颗粒堵塞等综合作用。其目的在于封堵注水井的高渗透层，增加了注入水的渗流阻力，均衡其吸水剖面，降低油水的流度比，进一步驱出地层中的残余油，并可在地层中形成一面活动的“油墙”，产生“活塞式”驱油作用，以降低油井含水提高原油采收率。

2、目前，市场上用于聚合物驱油的高分子主要是聚丙烯酰胺，聚丙烯酰胺是一种线型水溶性高分子，是水溶性高分子化合物中应用最为广泛的品种之一。在水中，易与水形成氢键，易溶于水，水化后具有较大的水动力学体积。

3、但是聚丙烯酰胺在地层水中容易水解，同时对地层水中的一些离子较为敏感，因此聚合物粘度会很快下降，再加之聚合物溶液在储层孔隙中经过强剪切后 其聚合物分子链会发生变形和断裂，导致聚合物溶液粘度迅速下降，而且聚丙烯酰胺没有活性基团，大大影响了采收率效果。

4、对聚丙烯酰胺分子交联可以得到支链或网状结构。从而大幅度改善聚丙烯酰胺的性质，特别是提高表观粘度、提高耐剪切能力，接入活性基团，是获得高采收率的良好选择。

5、cn114805677b公开了一种聚合物驱油剂及其制备方法，涉及油田化学助剂及高分子聚合领域，该方法包括：将腈类化合物、发烟硫酸和长链烯烃进行反应，得到树状支化单体；将所述树状支化单体、丙烯酰胺、丙烯酸、去离子水和ph调节剂进行混匀，得到混合溶液；向所述混合溶液中通入氮气，然后加入引发剂引发聚合反应，得到所述聚合物驱油剂。该发明制备的聚合物驱油剂对钙、镁离子有很强的螯合作用，适用于高矿化度地区作业，耐盐、耐高温及较高的热稳定性能，在120℃的无氧条件下3个月后，溶液粘度仍具有较高的保留率。但是该发明表观粘度低于80mpa•s，堵水调剖的效果不够理想，因此会影响驱油效果。

6、cn104910321b公开了一种三元共聚阳离子型聚丙烯酰胺。该产品的制备包括阳离子单体e-am的制备，单体水溶液的制备，am、e-am、dac三元共聚等步骤。该发明所提供三元共聚阳离子型聚丙烯酰胺，较好的体现了e-am单体的高聚合活性、良好絮凝效果及dac易于制备高分子量共聚物的特点，相较于现有常见絮凝剂产品，本发明具有高阳离子度，高分子量的特性，同时表现出优良的絮凝性能，实际检测结果表明，其同时具备高溶解度特点，因而适合作为污水处理工程中的絮凝剂使用。该发明为阳离子型，在污水处理方面作为助凝剂使用具有较好的效果，但是该发明不适用于石油开采，因此使用范围受到了限制。

技术实现思路

1、本发明针对现有技术的不足而提供了一种粘弹性聚合物颗粒驱油剂及其制备方法与应用。本发明具有高界面活性、高粘度、抗剪切的特点。

2、为了实现上述目的，本发明的目的之一公开了一种粘弹性聚合物颗粒驱油剂，所述的驱油剂分子结构式如下：

3、

4、其中：

5、a=2000-40000；

6、b=100000-1000000；

7、c=20000-400000；

8、d=10000-200000；

9、e=10000-200000；

10、f=2000-40000；

11、g=100000-1000000；

12、h=20000-400000；

13、i=10000-20000；

14、j=10000-200000。

15、所述的驱油剂粘均分子量为40000000-60000000。

16、本发明另一个目的公开了上述粘弹性聚合物颗粒驱油剂的制备方法，具体步骤如下：

17、（1）反应器通入氮气，置换掉其中的空气，后期合成过程中氮气通入，保证反应器内物质隔绝空气；依次加入丙烯酰胺、1-乙烯基-2-吡咯烷酮、对苯乙烯磺酸、4-甲基丙烯酰胺基水杨酸、1,6-二(丙烯酰氧基)-2,2,3,3,4,4,5,5-八氟己烷、磷酸二氢钠、羧甲基纤维素、十二烷基酚聚氧乙烯醚、去离子水，搅拌，用氢氧化钠溶液调节ph 7-8；

18、（2）高位滴加槽加入引发剂，滴加到反应釜，滴加过程中，溶液自动升温，继续反应0.5-1h，加热升温到55-70℃，保温反应4-10h，降温到40℃以下，用氢氧化钠调节ph 7-8；

19、（3）将上述混合液烘干造粒，颗粒直径1-4mm，得到产品粘弹性聚合物颗粒驱油剂。

20、在本发明中，优选地，所述的1-乙烯基-2-吡咯烷酮、对苯乙烯磺酸、4-甲基丙烯酰胺基水杨酸、1,6-二(丙烯酰氧基)-2,2,3,3,4,4,5,5-八氟己烷与丙烯酰胺的摩尔比为0.2-0.4：0.1-0.2：0.1-0.2：0.02-0.04：1。

21、优选地，步骤（1）中，所述的磷酸二氢钠、羧甲基纤维素、十二烷基酚聚氧乙烯醚、去离子水与丙烯酰胺的重量比为0.02-0.04：0.01-0.02：0.02-0.04：8-10：1。

22、优选地，步骤（2）中，所述的引发剂为过硫酸盐与亚硫酸氢钠的混合溶液，其中过硫酸盐的浓度为8-12wt%，亚硫酸氢钠的浓度为2-5wt%，引发剂与丙烯酰胺的重量比为0.2-0.6：1。

23、更优选地，所述过硫酸盐为过硫酸钾、过硫酸铵、过硫酸钠中的一种。

24、本发明粘弹性聚合物颗粒驱油剂合成的反应方程式如下：

25、

26、

27、本发明第三个目的公开了上述驱油剂在聚合物驱油中的应用。

28、本发明粘弹性聚合物颗粒驱油剂是以丙烯酰胺、1-乙烯基-2-吡咯烷酮、对苯乙烯磺酸、4-甲基丙烯酰胺基水杨酸、1,6-二(丙烯酰氧基)-2,2,3,3,4,4,5,5-八氟己烷为单体的五元高分子聚合物。丙烯酰胺为聚合主要单体；1-乙烯基-2-吡咯烷酮为刚性单体，可以大幅度增加产品的粘弹性和耐剪切能力；对苯乙烯磺酸分子中含有苯环结构和磺酸阴离子，可以提高耐剪切能力，降低油水界面张力；4-甲基丙烯酰胺基水杨酸分子中含有苯环结构和羧酸阴离子，可以提高耐剪切能力，降低油水界面张力；1,6-二(丙烯酰氧基)-2,2,3,3,4,4,5,5-八氟己烷属于特殊的的表面活性剂亲油单体，比常规表面活性剂具有更低的界面张力，可以更好剥离原油，含有两个双键，属于交联剂，可以大幅度提高聚合物的分子量和粘度；羧甲基纤维素和十二烷基酚聚氧乙烯醚为分散剂和非离子乳化剂，可以提高聚合反应的质量。

29、本发明与现有技术相比具有如下优点和有益效果：

30、（1）本发明的粘弹性聚合物颗粒驱油剂具有较好界面活性，300mg/l的浓度界面张力达到0.1×10-3mn/m以下；

31、（2）本发明的粘弹性聚合物颗粒驱油剂具有较高的表面粘度，70℃条件下，1500mg/l的浓度粘度达到105mpa•s及以上；

32、（3）本发明的粘弹性聚合物颗粒驱油剂具有抗剪切能力，经过6h剪切，粘度保持率最高达到96%以上。