一种聚丙烯酰胺及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种聚丙烯酰胺及其制备方法和应用，该方法包括：在溶液聚合反应条件下，在引发剂和交联剂存在下，使一种单体混合物在水中进行聚合反应，其特征在于，所述单体混合物含有丙烯酰胺、耐温抗盐单体和叔胺型单体；以100重量份的丙烯酰胺为基准，所述耐温抗盐单体的用量为0.5-30重量份，所述叔胺型单体的用量为0.01-20重量份，所述交联剂的用量为0.00005-0.002重量份。根据本发明专利技术提供的聚丙烯酰胺兼具调剖堵水和改善油水流度比功能并且能够适用于高温高盐和高非均质性油藏。

【技术实现步骤摘要】
一种聚丙烯酰胺及其制备方法和应用
本专利技术涉及一种聚丙烯酰胺及其制备方法和该聚丙烯酰胺作为调剖剂和驱油剂的应用。
技术介绍
在三采油技术中，化学驱油用水溶性高分子聚合物可以改善油水流度比，降低注入水沿高渗透层发生指进现象的概率，提高纵向上的波及效率，从而提高原油采收率。目前用于化学驱油的水溶性高分子聚合物常用丙烯酰胺类聚合物，但由于丙烯酰胺类聚合物自身的一些性能缺陷，导致其在高温高盐以及非均质性高的油藏中无法使用。对于高温高盐油藏，丙烯酰胺类聚合物的问题主要存在于聚合物的长期热稳定性、抗盐稳定性、抗氧化降解以及机械降解等方面。为了克服这些问题，现有技术中例如CN1405266A公开了一种通过引入疏水单体与丙烯酰胺共聚得到一种高增粘疏水缔合聚合物的方法。尽管上述聚合物作为驱油剂能够有效的改善油水流度比，但是其对非均质性高的油藏的调剖堵水效果较差，不能有效调节非均质地层的渗透率，严重影响原油采收率。而对于非均质性高的油藏，一方面由于层内非均质性较强形成大孔道，加剧了注入水层内窜流，另一方面井况变差，造成管外窜槽，加剧了层间矛盾，致使注水效果变差。CN103555305A公开了一种超支化缓膨性调剖颗粒及其制备方法，该方法通过超支化骨架单元为核心形成三维立体的网络结构，吸水膨胀后形成高强度、强韧性的水凝胶，封堵高渗层，促使液流转向，但其作用只是堵水调剖，并无驱油功能，使用过程中需要驱油聚合物配合使用，增加成本。因此，本领域亟需开发一种兼具调剖堵水和改善油水流度比功能并且能够适用于高温高盐和非均质性高的油藏中的聚丙烯酰胺类聚合物。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有的用于高温高盐和高非均质性的油藏中的丙烯酰胺类聚合物不能兼具调剖堵水和改善油水流度比功能以及适应性差的缺陷，提供一种兼具调剖堵水和改善油水流度比功能并且能够适用于高温高盐和高非均质性油藏的聚丙烯酰胺及其制备方法和应用。本专利技术的专利技术人研究发现，加入叔胺型单体参加聚合反应，叔胺型单体除了参与聚合反应还具有引发剂的功能，能够引发多个自由基引发点使得聚合物聚合成支链结构，能够形成聚合物的水化层，起到封堵地层的效果，明显改善储层的非均质性，同时，本专利技术的专利技术人还发现通过加入适当的交联剂使得聚合物进行交联得到的聚合物还能够具有明显的油水流度比功能。为了实现上述目的，第一方面，本专利技术提供一种聚丙烯酰胺的制备方法，该方法包括：在溶液聚合反应条件下，在引发剂和交联剂存在下，使一种单体混合物在水中进行聚合反应，其中，所述单体混合物含有丙烯酰胺、耐温抗盐单体和叔胺型单体；以100重量份的丙烯酰胺为基准，所述耐温抗盐单体的用量为0.5-30重量份，所述叔胺型单体的用量为0.01-20重量份，所述交联剂的用量为0.00005-0.002重量份。第二方面，本专利技术还提供了一种由上述制备方法制备得到的聚丙烯酰胺。第三方面，本专利技术还提供了一种上述聚丙烯酰胺作为调剖剂和驱油剂的应用。根据本专利技术提供的聚丙稀酰胺能够适用于高温高盐油藏深部堵水。该聚丙烯酰胺在高温高盐条件下，同时具备调剖堵水以及改善油水流度比功能，具体地，该聚丙烯酰胺的表观粘度达到24.3mPa·s以上，粘度保留率达到80％以上，并且封堵效率达到88％以上。此外，根据本专利技术提供的聚丙烯酰胺的制备方法不使用任何有机溶剂，对环境友好且成本较低。本专利技术的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。具体实施方式以下对本专利技术的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限制本专利技术。本专利技术提供了一种聚丙烯酰胺的制备方法，该方法包括：在溶液聚合反应条件下，在引发剂和交联剂存在下，使一种单体混合物在水中进行聚合反应，其中，所述单体混合物含有丙烯酰胺、耐温抗盐单体和叔胺型单体；以100重量份的丙烯酰胺为基准，所述耐温抗盐单体的用量为0.5-30重量份，所述叔胺型单体的用量为0.01-20重量份，所述交联剂的用量为0.00005-0.002重量份。根据本专利技术，对于所述聚合反应的过程并没有特别的限定，优选情况下，所述聚合反应包括：先将丙烯酰胺和耐温抗盐单体溶解于水中，得到混合水溶液；再将得到的混合水溶液与叔胺型单体接触进行聚合反应。为了进一步提高聚丙烯酰胺的性能，优选情况下，以100重量份的所述丙烯酰胺为基准，所述耐温抗盐单体的用量为1-20重量份；所述叔胺型单体的用量为0.1-10重量份。在本专利技术中，所述交联剂使得聚合物发生交联，使聚合物分子具有弹性，从而进一步提高聚丙烯酰胺的性能。优选情况下，以100重量份的丙烯酰胺为基准，所述交联剂的用量为0.0001-0.001重量份。在本专利技术中，对于交联剂并没有特别的限定，可以为本领域常规使用的交联剂，例如所述交联剂可以为N,N-亚甲基双丙烯酰胺和/或双丙烯酸亚乙酯。根据本专利技术，所述聚合反应开始时，所述单体混合物的重量与水和单体混合物的总重量的比例没有特别的限定，可以在较宽的范围内变动，优选情况下，所述溶液聚合反应开始时，所述单体混合物的重量与水和单体混合物的总重量的比例为0.05-0.3：1，优选为0.1-0.25：1。在本专利技术中，优选情况下，所述耐温抗盐单体为甲基丙烯酸乙基磺酸和/或2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸；所述叔胺型单体为N,N-二甲氨基丙烯酰胺、丙烯酸-N,N-二甲氨基乙酯和甲基丙烯酸-N,N-二甲氨基乙酯中的一种或多种。根据本专利技术，所述引发剂可以为本领域各种用于烯烃溶液聚合的引发剂。例如所述引发剂为氧化还原系引发剂，所述氧化还原系引发剂的用量可以为单体混合物的总重量的0.002-0.4重量％，进一步优选为0.004-0.3重量％；所述氧化还原系引发剂包括氧化剂和还原剂，所述氧化剂与所述还原剂的重量比可以为0.8-1.2：1，进一步优选为0.9-1.1：1。在本专利技术中，对于还原剂和氧化剂并没有特别的限定，例如所述还原剂可以为水溶性亚硫酸盐，优选为亚硫酸铵、亚硫酸钾和亚硫酸氢钠中的一种或多种；所述氧化剂可以为过硫酸铵、过硫酸钠、过硫酸钾中的一种或多种，优选为过硫酸铵和/或过硫酸钾。在本专利技术中，对于聚合反应的单体、引发剂和交联剂的加料顺序并没有特别的限定，例如聚合反应的加料顺序可以为：先将丙烯酰胺和耐温抗盐单体溶解于水中，得到混合水溶液；再将引发剂、交联剂和叔胺型单体加入到上述混合水溶液中接触进行聚合反应。在本专利技术中，对于聚合反应的条件并没有特别的限定，优选情况下，所述溶液聚合反应在保护气体存在下进行，所述聚合反应的条件包括：温度为0-50℃，优选为0-30℃；时间为3-12小时，优选为5-10小时；pH值为5-14，优选为6-8。在本专利技术中，所述pH值通过加入碱进行调节，所述碱优选为无机碱如可以选自碳酸钠、碳酸钾、氢氧化钠、氢氧化钾和氨水中的至少一种，更优选为碳酸钠。本专利技术中，优选情况下，将单体混合物与水混合后并调节反应体系的pH值后再加入引发剂引发聚合反应。在本专利技术中，所述保护气体包括本领域常规的氮气或元素周期表中第零族元素气体中的至少一种，优选为氮气。所述保护气体保护除了包括在聚合反应进行当中通入保护气体进行保护以外，还包括在加入引发剂之前向反应体系中通入保护气体，以除去水溶液中的溶解氧，通入保护气体的方法为本领域本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种聚丙烯酰胺的制备方法，该方法包括：在溶液聚合反应条件下，在引发剂和交联剂存在下，使一种单体混合物在水中进行聚合反应，其特征在于，所述单体混合物含有丙烯酰胺、耐温抗盐单体和叔胺型单体；以100重量份的丙烯酰胺为基准，所述耐温抗盐单体的用量为0.5‑30重量份，所述叔胺型单体的用量为0.01‑20重量份，所述交联剂的用量为0.00005‑0.002重量份。

【技术特征摘要】
1.一种聚丙烯酰胺的制备方法，该方法包括：在溶液聚合反应条件下，在引发剂和交联剂存在下，使一种单体混合物在水中进行聚合反应，其特征在于，所述单体混合物含有丙烯酰胺、耐温抗盐单体和叔胺型单体；以100重量份的丙烯酰胺为基准，所述耐温抗盐单体的用量为0.5-30重量份，所述叔胺型单体的用量为0.01-20重量份，所述交联剂的用量为0.00005-0.002重量份，所述方法还包括对聚合反应后所得聚合物依次进行一次造粒、水解、二次造粒、干燥、粉碎和筛分。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述聚合反应包括：先将丙烯酰胺和耐温抗盐单体溶解于水中，得到混合水溶液；再将得到的混合水溶液与叔胺型单体接触进行聚合反应。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，以100重量份的所述丙烯酰胺为基准，所述耐温抗盐单体的用量为1-20重量份；所述叔胺型单体的用量为0.1-10重量份。4.根据权利要求1所述的方法，其中，以100重量份的丙烯酰胺为基准，所述交联剂的用量为0.0001-0.001重量份；所述交联剂为N,N-亚甲基双丙烯酰胺和/或双丙烯酸亚乙酯。5.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述溶液聚合反应开始时，所述单体混合物的重量与水和单体混合物的总重量的比例为0.05-0.3：1。6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述溶液聚合反应开始时，所述单体混合物的重量与水和单体混合物的总重量的比例为0.1-0.25：1。7.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述耐温抗盐单体为甲基丙烯酸乙基磺酸和/或2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸；所述叔胺型单体为N,N-二甲氨基丙烯酰胺、丙烯酸-N,N-二甲氨基乙酯和甲基丙烯酸-N,N...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘希，伊卓，林蔚然，祝纶宇，张文龙，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司北京化工研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11