耐温抗盐网络结构聚合物乳液的制备方法及应用技术

本发明专利技术提出一种耐温抗盐网络结构聚合物乳液的制备方法及应用，属于石油开采、输送和化工技术领域。本发明专利技术提供的耐温抗盐网络结构聚合物乳液以丙烯酰胺、2

【技术实现步骤摘要】
耐温抗盐网络结构聚合物乳液的制备方法及应用


[0001]本专利技术属于石油开采、输送和化工
，涉及一种耐温抗盐网络结构聚合物乳液及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]聚合物驱作为油田稳产或增产的重要手段之一，在国内外陆上油田得到了广泛应用。我国陆上老油田经过二次采油和三次采油的长期开发后，原油采收率大幅降低，加之高温高盐非均质等苛刻油藏条件，使得地下仍有大量剩余原油难以有效开采。此外，根据陆上注聚矿场实践经验，聚合物的溶解性能越差，需要的溶解时间越长，聚合物溶液配制过程中需要的溶解、熟化罐数目越多，因此，开发一种能够有效开采出陆上老油田大量剩余油且适合进行海上油田聚驱的速溶聚合物乳液，对聚合物驱采油技术的推广应用具有非常重要的意义。
[0003]现有技术中公开了一种反相乳液聚合物（党鑫，《反相乳液聚合物在油田调驱堵水中的应用研究》[J]，长庆油田第一采油厂吴堡作业区，2019），其中所记载的体系单体由丙烯酰胺、2
‑
甲基
‑2‑
丙烯酰胺基丙磺酸和N
‑
烷基丙烯酰胺组成，未引入交联剂，因此仅能形成直链聚合物，难以同时形成交联网络和支化链结构，导致聚合物乳液在地层深部难以被驱动、难以实现动态调剖，提高采收率效果有限。此外，专利申请CN112279963B公开了一种耐温抗盐多元共聚预交联凝胶颗粒，其中所记载的制备方法中聚合物样品经烘干和粉碎得到，需要搅拌溶解2小时才能达到较高的粘度，此外，在胜利盐水II矿化度下进行产品性能测定，耐高矿化度能力有限，难以在高温高盐油藏及海上油田中实现快速增粘，进而发挥深部调剖效果。因此，一种兼具部分支化部分交联结构且能够实现快速增粘、耐温抗盐性能更优、稳定性更好、易被驱动，可实现深部动态调剖、在线加注的聚合物乳液亟待开发。

技术实现思路

[0004]本专利技术提出一种耐温抗盐网络结构聚合物乳液及其制备方法和应用，该聚合物乳液在温度≤90℃、矿化度≤32848mg/L的地层中能够充分发挥快速增粘和深部动态调剖作用，且在
‑
20℃以下仍能够实现在线注入，从而大幅降低加注成本，获得最佳的采收率。
[0005]为了达到上述目的，本专利技术提供了一种耐温抗盐网络结构聚合物乳液的制备方法，包括如下步骤：向反应容器中加入去离子水和丙烯酰胺，待完全溶解后，向反应体系中先后加入2
‑
丙烯酰胺
‑2‑
甲基丙磺酸和N
‑
烷基丙烯酰胺，将反应体系pH调至6~8，使反应体系保持在8℃~12℃搅拌至充分混匀，得到水相；向另一反应容器中加入分散剂和乳化剂，搅拌至充分混匀，得到连续相；于反应釜中加入连续相并开启搅拌，将水相分2～3批缓慢加入连续相，并高速搅拌乳化至均匀，反应釜内温度控制在10～15℃；向上述体系中加入交联剂N,N
‑
二甲基丙烯酰胺，待充分混匀后，在氮气保护下，并
缓慢向反应体系内加入PMo
12
型多金属杂多酸盐
‑
甲基丙烯酸二甲氨基乙酯引发体系，密封反应釜，通过调整水浴温度将体系温度保持在40～70℃，继续反应5～8小时，得到白色不透明的耐温抗盐网络结构聚合物乳液。
[0006]上述制备方法反应机理说明如下：甲基丙烯酸二甲氨基乙酯（DMAEMA）作为修饰聚丙烯酰胺的功能性单体用于合成超高分子量的聚丙烯酰胺，其所带双键可以和丙烯酰胺产生共聚合接入到主链中，PMo
12
型多金属杂多酸盐对有机物、无机物和聚合物具有特殊溶解性，有助于其在水/有机两相体系中和DMAEMA 发生单电子转移的氧化－还原反应，该单电子转移氧化－还原反应可以在氮邻位的仲碳上形成引发活性点，进一步引发自由基聚合形成长支链，由于链端自由基可以通过耦合终止形成交联，因此，通过控制PMo
12
型多金属杂多酸盐和DMAEMA的用量，可以形成交联网络和长支链共存的网络结构。N
‑
烷基丙烯酰胺属于疏水缔合水溶性聚合物，由于疏水作用，聚合物的疏水基团发生聚集，使大分子链产生分子内和分子间缔合，因而使合成的聚合物乳液具有良好的增粘性、抗剪切性和抗盐性，此外，2
‑
丙烯酰胺
‑2‑
甲基丙磺酸作为聚合物网络末端的支链，进一步增强了聚合物乳液的耐温抗盐效果。
[0007]作为优选，所加入的N
‑
烷基丙烯酰胺、2
‑
丙烯酰胺
‑2‑
甲基丙磺酸、丙烯酰胺和去离子水的质量比为 (0.01
‑
0.03)：(0.025
‑
0.05)：(0.45
‑
0.6)：1。可以理解的是，所加入的N
‑
烷基丙烯酰胺、2
‑
丙烯酰胺
‑2‑
甲基丙磺酸、丙烯酰胺和去离子水的质量比根据实际情况可在上述范围内进行调整，例如可为0.01:0.025:0.45:1、0.03:0.05:0.6:1、0.02:0.0325:0.525:1、0.015:0.03:0.5:1、0.02:0.04:0.55:1、0.025:0.05:0.6:1、0.015:0.03:0.45:1、0.025:0.03:0.55:1、0.02:0.04:0.5:1、0.03:0.05:0.5:1、0.01:0.05:0.6:1。
[0008]作为优选，所加入的交联剂N,N
‑
二甲基丙烯酰胺的质量占反应体系总质量的1%~3%。
[0009]作为优选，加入反应原料后调节反应釜内pH至6~8。可以理解的是，合适的溶液pH 值可有效地调节聚合物乳液交联度和支化度，若pH值过低，单体分子引发速率降低，则聚合物乳液分子主链链长变短；若pH值过高，则反应速率越高，聚合物乳液单体分子急剧交联，支化效果较差。
[0010]作为优选，所述引发体系中PMo
12
型多金属杂多酸盐：DMAEMA的质量比为（0.3
‑
0.5）：1，且引发体系占反应体系总质量的0.1%~0.3%。可以理解的是，根据实际情况可在上述范围内调整PMo
12
型多金属杂多酸盐和DMAEMA的质量比，例如还可以为0.3:1、0.4:1、0.5:1、0.35:1、0.45:1或上述范围内的任意比值。此外，引发体系占反应体系总质量也还可以为0.1%、0.15%、0.2%、0.25%、0.3%或上述范围内的任意点值。
[0011]作为优选，所述引发体系中PMo
12
型多金属杂多酸盐选自[Bmim]4[PMo
12
O
40
]、[Hmim]4[PMo
12
O
40
]、[Dhmim]4[PMo
12
O
40
]、[Hpy]4[PMo
12
O
40
]中的至少一种。
[0012]作为本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.耐温抗盐网络结构聚合物乳液的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：向反应容器中加入去离子水和丙烯酰胺，待完全溶解后，向反应体系中先后加入2
‑
丙烯酰胺
‑2‑
甲基丙磺酸和N
‑
烷基丙烯酰胺，将反应体系pH调至6~8，使反应体系保持在8℃~12℃搅拌至充分混匀，得到水相；向另一反应容器中加入分散剂和乳化剂，搅拌至充分混匀，得到连续相；于反应釜中加入连续相并开启搅拌，将水相分2～3批缓慢加入连续相，并高速搅拌乳化至均匀，反应釜内温度控制在10～15℃；向上述体系中加入交联剂N,N
‑
二甲基丙烯酰胺，待充分混匀后，在氮气保护下，并缓慢向反应体系内加入PMo
12
型多金属杂多酸盐
‑
甲基丙烯酸二甲氨基乙酯引发体系，密封反应釜，通过调整水浴温度将体系温度保持在40～70℃，继续反应5～8小时，得到白色不透明的耐温抗盐网络结构聚合物乳液。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所加入的N
‑
烷基丙烯酰胺、2
‑
丙烯酰胺
‑2‑
甲基丙磺酸、丙烯酰胺和去离子水的质量比为 (0.01
‑
0.03)：(0.025
‑
0.05)：(0.45
‑
0.6)：1。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，加入反应原料后调节反应釜内pH至6~8。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所加入的交联剂N,N
‑
二甲基丙烯酰胺的质量占反应体系总质量的1%~3%。5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述引发体系中PMo
12
型多金属杂多酸盐：甲基丙烯酸二甲氨基乙酯的质量比为（0.3
‑
0.5）：1，且引发体系占反应体系总质量的0.1%~0.3%。6.根据权利要求1或5所述的制备方法，其特征在于，所述引发体...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨姗，齐书磊，陈文锋，杨军，胡朋朋，
申请(专利权)人：山东聚星石油科技有限公司，
类型：发明
国别省市：