耐高温耐盐聚丙烯酰胺及其制备方法与应用技术

本发明专利技术涉及油田化学品领域，公开了一种耐高温耐盐聚丙烯酰胺及其制备方法与应用。该耐高温耐盐聚丙烯酰胺包含结构单元A、结构单元B和结构单元C；结构单元A具有式(1)所示的结构，结构单元B具有式(2)所示的结构，结构单元C具有式(3)所示的结构；以所述耐高温耐盐聚丙烯酰胺的总重量为基准，结构单元A的含量为88

【技术实现步骤摘要】
耐高温耐盐聚丙烯酰胺及其制备方法与应用


[0001]本专利技术涉及油田化学品领域，具体地，涉及一种耐高温耐盐聚丙烯酰胺及其制备方法与应用。

技术介绍

[0002]在三次采油中，采用水溶性聚合物驱油已发展成为一项极其重要的提高石油采收率技术。水溶性聚合物具有良好的水溶性和增粘性，把其加注到水中，可以显著增大水溶液的粘度，降低油藏下水/油流度比，进而提高流体波及体积和波及效率，降低波及区域的含油饱和度，从而达到提高石油采收率的目的。并且随着我国油田注水开发程度地不断提高，致使油藏含水率也不断升高，提出了在油藏深部调整吸水剖面，迫使液流转向，改善注水开发采收率的要求。
[0003]而聚合物驱油所使用的聚合物主要为部分水解聚丙烯酰胺，在常规油藏条件下具有优异的增粘性，表现出良好的驱油效果，但在高温和高盐条件下，驱油效果显著下降。这是因为聚合物分子链在高温和高盐条件下，会发生高分子链卷缩和快速降解，致使水溶液粘度的大幅度下降。而其他的新型化学剂，例如强凝胶、弱凝胶、颗粒凝胶等普遍存在流动性较差，尤其面对特高含水阶段中油井水淹严重，油水关系复杂等问题，无法达到油藏深部调驱的目的，只能在实施井近距离地带发生作用，从而导致现场实施周期短和效果差。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是为了克服现有技术的存在的上述问题，提供一种耐高温耐盐聚丙烯酰胺及其制备方法和应用，该耐高温耐盐聚丙烯酰胺在高温、高盐条件下具有较高的粘度，可以进入到油藏深部，并且能够降低油水表界面张力，具有较好的乳化性能。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术一方面提供一种耐高温耐盐聚丙烯酰胺，其特征在于，该耐高温耐盐聚丙烯酰胺包含结构单元A、结构单元B和结构单元C；
[0006]所述结构单元A具有式(1)所示的结构，所述结构单元B具有式(2)所示的结构，所述结构单元C具有式(3)所示的结构；以所述耐高温耐盐聚丙烯酰胺的总重量为基准，所述结构单元A的含量为88
‑
96重量％，所述结构单元B的含量为2
‑
10重量％，所述结构单元C的含量为1
‑
5重量％；
[0007][0008]其中，R1、R2和R3各自独立地为H或
‑
CH3，X为F或Br。
[0009]本专利技术第二方面提供一种制备耐高温耐盐聚丙烯酰胺的方法，其特征在于，该方法包括：
[0010](1)在溶液聚合反应条件下和引发剂存在下，将单体混合物在水中进行聚合反应，得到共聚物胶体；其中，所述单体混合物包含(甲基)丙烯酰胺、单体X和单体Y，所述单体X具有式(4)所示的结构、所述单体Y具有式(5)所示的结构；
[0011]以所述单体混合物的总量为基准，丙烯酰胺的用量为88
‑
96重量％，所述单体X的用量为2
‑
10重量％，所述单体Y的用量为1
‑
5重量％；
[0012][0013](2)将所述共聚物胶体进行水解反应，得到耐高温耐盐聚丙烯酰胺；
[0014]其中，R2’
和R3’
各自独立地为H或
‑
CH3，X
’
为F或Br。
[0015]本专利技术第三方面提供由上述方法制得的耐高温耐盐聚丙烯酰胺。
[0016]本专利技术第四方面提供上述耐高温耐盐聚丙烯酰胺作为调驱剂在油田中的应用。
[0017]通过上述技术方案，本专利技术提供的耐高温耐盐聚丙烯酰胺及其制备方法与应用获得以下有益的效果：
[0018]本专利技术提供的耐高温耐盐聚丙烯酰胺的分子链中包含来自单体X的结构单元B和来自单体Y的结构单元C，大幅度提高了共聚物的耐温抗盐性和表界面活性，可有效进入高温高盐油藏深部，达到深部调驱的目的。使得该耐高温耐盐聚丙烯酰胺在高温(100℃)、高矿化度(48000mg/L)条件下具有较高的粘度，可以进入到油藏深部，并且能够降低油水表界面张力，具有较好的乳化性能。
[0019]进一步地，本专利技术中，在耐高温耐盐聚丙烯酰胺的制备过程中，将包含强亲水基团和亲油基团的功能单体Y、功能单体X和(甲基)丙烯酰胺进行聚合反应，具体的，功能单体Y具有良好的乳化效果，在聚合体系中发挥自乳化作用，同时在促进剂和尿素的作用下，显著提高了单体的聚合活性，可使三种共聚单体的结构单元无规地分布在高分子链中，进而使其具有优异的增粘性和乳化洗油能力。此外，功能单体X的引入，可以减缓高分子链在高温
高盐油藏水解和降解，使共聚物分子链间的始终保持更大水力学体积，使共聚物水溶液在高温高盐条件下仍保持很高的粘度，进而实现油藏下的深部调驱和调堵的目的。
具体实施方式
[0020]在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
[0021]本专利技术第一方面提供一种耐高温耐盐聚丙烯酰胺，其特征在于，该耐高温耐盐聚丙烯酰胺包含结构单元A、结构单元B和结构单元C；
[0022]所述结构单元A具有式(1)所示的结构，所述结构单元B具有式(2)所示的结构，所述结构单元C具有式(3)所示的结构；以所述耐高温耐盐聚丙烯酰胺的总重量为基准，所述结构单元A的含量为88
‑
96重量％，所述结构单元B的含量为2
‑
10重量％，所述结构单元C的含量为1
‑
5重量％；
[0023][0024]其中，R1、R2和R3各自独立地为H或
‑
CH3，X为F或Br。
[0025]本专利技术的专利技术人在研究中发现，通过在聚丙烯酰胺的大分子结构中同时引入结构单元B和结构单元C，并控制各结构单元的含量在上述范围内，得到的耐高温耐盐聚丙烯酰胺在高温(100℃)、高矿化度(48000mg/L)条件下具有较高的粘度，并且能够降低油水表界面张力，具有较好的乳化性能，能够适应油井水淹严重、油水关系复杂的环境，实现深部调剖的目的。
[0026]进一步地，以所述耐高温耐盐聚丙烯酰胺的总重量为基准，所述结构单元A的含量为88
‑
90重量％，所述结构单元B的含量为5
‑
8重量％，所述结构单元C的含量为3
‑
5重量％。
[0027]本专利技术中，所述结构单元A、结构单元B和结构单元C的总含量为100wt％。
[0028]本专利技术中，可以采用现有技术中常规的方法测试共聚物中各结构单元的含量，例如红外光谱、核磁以及聚合过程中单体的投料量等。
[0029]本专利技术中，采用单体投料量确定聚合物中各结构单元的含量，具体的，通过测试未反应单体的含量确定实际参与聚合的各单体的投料比，进而确定聚合物中各结构单元的含量。
[0030]更进一步地，本专利技术中，经测试聚合物中各未反本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种耐高温耐盐聚丙烯酰胺，其特征在于，该耐高温耐盐聚丙烯酰胺包含结构单元A、结构单元B和结构单元C；所述结构单元A具有式(1)所示的结构，所述结构单元B具有式(2)所示的结构，所述结构单元C具有式(3)所示的结构；以所述聚丙烯酰胺的总重量为基准，所述结构单元A的含量为88
‑
96重量％，所述结构单元B的含量为2
‑
10重量％，所述结构单元C的含量为1
‑
5重量％；其中，R1、R2和R3各自独立地为H或
‑
CH3，X为F或Br。2.根据权利要求1所述的耐高温耐盐聚丙烯酰胺，其中，R1、R2和R3为H，X为F。3.一种制备耐高温耐盐聚丙烯酰胺的方法，其特征在于，该方法包括：(1)在溶液聚合反应条件下和引发剂存在下，将单体混合物在水中进行聚合反应，得到共聚物胶体；其中，所述单体混合物包含(甲基)丙烯酰胺、单体X和单体Y，所述单体X具有式(4)所示的结构、所述单体Y具有式(5)所示的结构；以所述单体混合物的总量为基准，丙烯酰胺的用量为88
‑
96重量％，所述单体X的用量为2
‑
10重量％，所述单体Y的用量为1
‑
5重量％；(2)将所述共聚物胶体进行水解反应，得到耐高温耐盐聚丙烯酰胺；其中，R2’
和R3’
各自独立地为H或
‑
CH3，X
’
为F或Br。4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述溶液聚合反应的条件包括：所述引发剂为氧化
‑

【专利技术属性】
技术研发人员：赵方园，李晶，伊卓，杨捷，王晓春，
申请(专利权)人：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：