一種三元胺參與合成的交聯(lián)型聚合物驅(qū)油劑及其制備方法
【技術(shù)領域】
[0001] 本發(fā)明設及高分子材料驅(qū)油劑的技術(shù)領域，具體關(guān)系到一種部分支化部分交聯(lián)聚 合物驅(qū)油劑及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 根據(jù)油田開發(fā)階段的不同，石油開采一般分為=個階段：利用油層能量開采石油 的一次采油，運一階段的采油效率一般只有15%左右；通過向油層注入水、氣，補充油層能 量從而達到開采目的的為二次采油，采油率在30~40 % ;通過物理、化學、生物等新技術(shù)開 采原油的階段為=次采油。為了高效的將地層中殘余油開采出來，亟需開發(fā)適宜于我國特 殊地質(zhì)條件的=次采油方法。發(fā)展較為成熟的=次采油技術(shù)主要有四大類：化學驅(qū)、熱力 驅(qū)、微生物驅(qū)及混合相驅(qū)?；趯τ筒氐刭|(zhì)特征和殘余油的認識，化學驅(qū)成為我國多數(shù)油田 提高石油采收率的重要手段。而化學驅(qū)的核屯、是驅(qū)油劑的設計合成及驅(qū)油體系的設計。聚 合物驅(qū)是化學驅(qū)最為重要的技術(shù)，即通過在注入水中加入聚合物，增大驅(qū)替相粘度，調(diào)整油 水流度比，擴大驅(qū)替相波及體積，增強洗油效率，從而最大可能地提高驅(qū)油效率。聚合物驅(qū) 操作簡單，成本較低，可W與調(diào)剖堵水劑結(jié)合使用，兼具一定的滲透率調(diào)節(jié)作用。
[0003] 作為人工合成的水溶性高分子，W聚丙締酷胺及其衍生物為主的合成類聚合物是 目前化學驅(qū)中應用最廣泛，取得效果最突出的聚合物驅(qū)油劑。按照聚丙締酷胺的結(jié)構(gòu)劃分， 又可W分為線性聚丙締酷胺和交聯(lián)型聚丙締酷胺。
[0004] 交聯(lián)型的聚丙締酷胺可作調(diào)剖堵水劑使用，因為其良好的體膨性對高滲層可進行 調(diào)剖處理調(diào)節(jié)其滲透率。但是，完全交聯(lián)的聚丙締酷胺由于交聯(lián)度高，硬度大，變形性差， 在孔隙中運移困難，不能起到驅(qū)油劑的作用，因此在S次采油中的使用受到限制。中國專 利CN102731718A公開了一種W醒基氨反應的自交聯(lián)聚丙締酷胺，其施工方便，成膠穩(wěn)定， 對孔隙的調(diào)剖效果好，在石油開采的注聚工藝中廣泛應用。中國專利CN1796484A公開了一 種W丙締酷胺和丙締酸作為主劑，W膨潤±或高嶺±作為增強劑，N，N-亞甲基雙丙締酷胺 為交聯(lián)劑制備共聚交聯(lián)型的顆粒調(diào)剖劑。部分水解的線性聚丙締酷胺（HPAM)作為驅(qū)油劑 使用主要是基于其增大水溶液的粘度起到的增大波及體積，改善流度比的作用。中國專利 CN00111320報道合成了相對分子質(zhì)量為2800-3600萬的陰離子型的聚丙締酷胺。此外，中 國專利CN102964519A公布了一種超高分子量兩性聚丙締酷胺，其相對分子質(zhì)量最高可達 到4280萬。然而在高溫高鹽及非均質(zhì)嚴重的油藏條件下，HPAM形成的聚合物溶液對高滲 層的封堵能力較差，不利于在非均質(zhì)地層中有效調(diào)節(jié)滲透率，且HPAM老化嚴重，粘度急劇 下降，對非均質(zhì)地層的適應性差，難W滿足提高采收率的要求。

【發(fā)明內(nèi)容】
陽0化]針對現(xiàn)有技術(shù)制備聚合物驅(qū)油劑的不足，本發(fā)明的首要目的是提供一種具有部分 支化部分交聯(lián)結(jié)構(gòu)的=元胺參與合成的交聯(lián)型聚合物驅(qū)油劑，W提高驅(qū)油劑的耐溫抗鹽性 能和抗老化性能；本發(fā)明的第二個目的是提供所述=元胺參與合成的交聯(lián)型聚合物驅(qū)油劑 的制備方法。
[0006] 針對本發(fā)明的首要目的，本發(fā)明提供的=元胺參與合成的交聯(lián)型聚合物驅(qū)油劑， 采用五甲基二乙締S胺（PMTDA)作為功能單體及交聯(lián)劑，硫酸鐘-亞硫酸氨鋼作為引發(fā)體 系，PMTDA先通過引發(fā)劑形成支化結(jié)構(gòu)，進一步禪合終止形成部分交聯(lián)結(jié)構(gòu)，最終制備出部 分交聯(lián)并含有大量支鏈結(jié)構(gòu)的聚合物驅(qū)油劑。其原料組成成分W重量份計主要包括：
[0007] 丙締醜胺 100份 過硫酸鐘 0胞~0.05份 亞硫酸氨鋼 0脫~0.05份 五甲基二乙?guī)ⅴ甙?PDMTA) 0.025~0.108份 去離子水 230~320份。
[0008] 針對本發(fā)明的第二個目的，本發(fā)明提供的=元胺參與合成交聯(lián)型聚合物驅(qū)油劑的 制備方法，主要包括如下工藝步驟：
[0009] (1)溶液的配制，將原料的各組分分別溶于不少于其配方量1.0倍質(zhì)量份的去離 子水中，配制各組分的溶液；
[0010] 似聚合反應制備驅(qū)油劑，將步驟（1)配制的丙締酷胺溶液、五甲基二乙締；胺加 入反應器中，在攬拌、10~30°C下通入氮氣充分排出反應器內(nèi)和反應液中的氧氣后，加入 過硫酸鐘溶液和亞硫酸氨鋼溶液引發(fā)聚合反應，待反應聚合至體系粘度明顯增加，停止通 入氮氣與攬拌，待體系凝膠后繼續(xù)保溫2-4小時，即制備得到凝膠狀驅(qū)油劑。
[0011] 為了方便驅(qū)油劑的使用，本發(fā)明可在上述=元胺參與合成交聯(lián)型聚合物驅(qū)油劑的 制備方法基礎上，將所制得的膠狀驅(qū)油劑進行切碎、烘干、粉碎、篩分，W得到顆粒狀的驅(qū)油 劑。
[0012] 在本發(fā)明所述的=元胺參與合成交聯(lián)型聚合物驅(qū)油劑的制備方法中，不但要求通 入氮氣除去反應器內(nèi)的氧氣，還要求除去反應液中的氧氣，因此在反應體系粘度明顯增加 之前都需通入氮氣。通氮排氧的程度，與過硫酸鐘和亞硫酸氨鋼的加入量相關(guān)，排出氧氣的 程度高，加入過硫酸鐘和亞硫酸氨鋼的量可W少一些，排出氧氣的程度低，加入過硫酸鐘和 亞硫酸氨鋼的量可大一些，適當配合則都能夠引發(fā)聚合反應。
[0013] 在本發(fā)明所述的=元胺參與合成交聯(lián)型聚合物驅(qū)油劑的制備方法中，丙締酷胺溶 液、五甲基二乙締=胺溶液最好依次加入反應器，在攬拌下通入氮氣充分排出反應器內(nèi)和 反應液中的氧氣，之后再依次加入過硫酸鐘溶液和亞硫酸氨鋼溶液。
[0014] 在本發(fā)明所述的=元胺參與合成交聯(lián)型聚合物驅(qū)油劑的制備方法中，聚合反應的 引發(fā)溫度低，則反應進行較慢；引發(fā)溫度過高，則反應進行太快，會帶來交聯(lián)不完整，聚合反 應引發(fā)溫度一般可控制在10~30°c范圍。
[0015] 在本發(fā)明所述的=元胺參與合成交聯(lián)型聚合物驅(qū)油劑的制備方法中，溶解各組分 的去離子水的總量一般為各原料組分總量的3~4倍。進一步地，最好采取將100份丙締 酷胺溶于150~360份的去離子水中配成溶液；0. 025~0. 108份的五甲基二乙締=胺溶 于10-50份的去離子水中配成溶液；0. 03~0. 05份過硫酸鐘溶于10~50份去離子水中 配成溶液；0. 03~0. 05份亞硫酸氨鋼溶于10~50份去離子水中配成溶液。
[0016] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有W下十分突出的優(yōu)點和技術(shù)效果：
[0017] 1、本發(fā)明制備的交聯(lián)型聚合物驅(qū)油劑兼具交聯(lián)聚丙締酷胺和線性聚丙締酷胺的 優(yōu)點。其中，支化結(jié)構(gòu)賦予其水溶液良好的懸浮能力和較高的粘度，懸浮體積可W達到90% W上，1000ym間距下流變儀測得的粘度可高達330. 2mPaS，其交聯(lián)結(jié)構(gòu)提供了良好的彈性 和抗剪切能力，200ym間距下流變儀測得的彈性模量可W達到11. 9Pa。
[001引2、由于在本發(fā)明制備的交聯(lián)型聚合物驅(qū)油劑的結(jié)構(gòu)中存在著支化鏈結(jié)構(gòu)，因而其 懸浮液具有良好的懸浮性能，克服了傳統(tǒng)交聯(lián)型聚丙締酷胺粘度低，易沉降等缺點。
[0019] 3、本發(fā)明制備的交聯(lián)型聚合物驅(qū)油劑與W往的線性丙締酷胺驅(qū)油劑相比，在老化 過程中，其粘度是一個先增大再降低的過程，具有獨特的增粘行為，且聚合物懸浮液粘度可 W在很長的一段時間內(nèi)保留在一個較高的水平，于85°C、30000礦化度鹽水中老化90天，其 粘度保留率仍高達141%。
[0020] 4、本發(fā)明制備的交聯(lián)型聚合物驅(qū)油劑在巖屯、中能夠很好地運移，雙管巖屯、滲流實 驗表明其具有高效的剖面調(diào)整作用。
【附圖說明】
[0021] 圖1為HPAM在不同鹽度下粘度隨剪切速率的變化曲線。
[0022] 圖2為本發(fā)明部分支化部分交聯(lián)型聚合物驅(qū)油劑在不同鹽度下粘度隨剪切速率 的變化曲線。
[0023] 圖1和圖2分別為HPAM和本發(fā)明的實施例4產(chǎn)品在不同礦化度下粘度隨剪切速 率變化曲線，可W看出，隨著礦化度的增大，HPAM粘度依次降低；部分交聯(lián)部分支化型聚丙 締酷胺驅(qū)油劑在純水中的々-5^曲線明顯高于其在鹽水中的曲線，但礦化度從6666mg/L增 加到50000mg/L，其g-y曲線變化不大，其粘度對溶液中鹽水的增加不敏感。運是由于本發(fā) 明產(chǎn)物特殊的部分交聯(lián)部分支化結(jié)構(gòu)的存在，使得未水解多支化鏈的分子結(jié)構(gòu)及空間位阻 對陽離子進攻雙電層和高價金屬離子絡合簇基離子均有較強的抑制