CN103555311A - AM/NaAA/APO三元聚合物驱油剂及合成 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种三元共聚物驱油剂及其合成方法。制备该驱油剂的原料以重量份计为：5～9份丙烯酰胺（AM）、1～5份丙烯酸（AA）、0.005～0.1份N-烯丙基苯氧乙酰胺（APO）。该方法是以NaHSO3-(NH4)2S2O8为引发剂，以乙二胺四乙酸为分子量调节剂，以烷基酚聚氧乙烯醚（OP-10）为增溶剂，通过自由基胶束共聚的方式，将AM、AA和APO共聚而制备三元共聚驱油剂。该聚合物驱油剂表现出良好的耐温、耐盐性能，能有效地提高了模拟原油采收率。

Description

AM/NaAA/APO三元聚合物驱油剂及合成
技术领域
本发明涉及到油田化学剂技术领域，特别涉及到一种新型水溶性聚合物驱油剂P(AM/NaAA/APO)及其合成。
背景技术
石油开采过程可分为一次采油、二次采油和三次采油。一次和二次采油均通过物理方法采油，其采收率可达到30%～40%，但经过一、二次采油的地层中还残留了大部分原油。我国的主要油田（如大庆、胜利、辽河等）已经相继进入二次采油后期阶段，为了提高现有油田的采收率，三次采油技术得到日益广泛的应用。聚合物驱、聚表二元驱和聚表碱三元驱是三次采油提高原油采收率的重要手段，在技术和经济上都表现出极大的潜力，在国内得到广泛地应用，具有广阔的应用前景。
传统的聚合物驱油剂主要是部分水解的聚丙烯酰胺(HPAM)，然而随着油气田开发程度的加深、油藏开发难度的加大，现有的聚丙烯酰胺类产品在耐温、抗盐、流变性能和经济成本等方面还需要改进。
早在1983年，Shepitka等人就针对部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)的缺点，通过分子内亚胺化成环，制备出两种改性的丙烯酰胺聚合物，这两种产品比HPAM显示出更好的性能，在盐水中仍保留较高的粘度(Shepitka J S,Case C E,Donaruma L G,et al.Partially Imidized,Water-soluble Polymeric Amides.I.Partially Imidized Polyacrylamide and Polymethacrylamide[J].J Appl Polym Sci,1983,28(12):3611-3617)。1987年Moradi-Araghi等人以丙烯酰胺（AM）和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸钠（NaAMPS）为原料制备了P(AM/NaAMPS)共聚物，实验结果表明该聚合物具有优良的耐温与抗盐性能(Moradi-Araghi A,Cleveland D H,Westerman I J,etal.Development and Evaluation of EOR Polymers Suitable for Hostile Environments:II-Copolymers of Acrylamide and Sodium AMPS[J].SPE,16273-MS,1987.)。1999年，Ye等人将N-乙烯基吡咯烷酮（NVP），2-甲基丙烯酰氧乙基-二甲基十二烷基溴化铵（DMDA）引入到丙烯酰胺共聚物中，制备出了一种水溶性聚合物P(AM-NVP-DMDA)(Ye L,Huang R.Study of P(AM-NVP-DMDA)Hydrophobically Associating Water-soluble Terpolymer[J].J ApplPolym Sci,1999,74(1):211-217.)。由于吡咯烷酮的引入，该聚合物水溶液与HPAM相比，在高矿化度下仍然有较高的黏度保持率。2001年Sabhapondit等人以丙烯酰胺(AM)、N,N-二甲基丙烯酰胺（NND）和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸钠（NaAMPS）聚合制得三元共聚物P(NND/AM/NaAMPS)，该聚合物在砂表面有很好的吸附，有助于提高原油采收率(SabhaponditA,Borthakur A,Haque I.Adsorption Behavior of Poly(N,N-dimethyl acrylamide-co-na2-acrylamido-2-methylpropanesulfonate)on Sand Surface[J].J Appl Polym Sci,2004,91(4):2482–2490.)。2009年，Zhong等人利用胶束聚合的方式，合成了一种新型的共聚物驱油剂PAAN(Zhong C,Luo P,Ye Z,et al.Characterization and Solution Properties of a NovelWater-soluble Ter-polymer for Enhanced Oil Recovery[J].Polym Bull,2009,62(1):79-89.)。实验结果表明，采用该方法合成的共聚物分子量分布窄，在高剪切作用下未发生分子链断裂，该驱油剂表现出很好的增稠效果和抗剪切稀释能力。2012年，Ye等人通过自由基聚合合成了侧链上含有苯环的磺化二元水溶性共聚物，并研究了该聚合物以及水溶液的性能(Ye Z,Gou G,Gou S,Jiang W,Liu T.Synthesis and Characterization of a Water-Soluble Sulfonates Copolymer ofAcrylamide and N-allylbenzamide as Enhanced Oil Recovery Chemical[J].J Appl Polym Sci,2013,123(5):2003-2011.)。结果表明，该聚合物有一定的增粘能力和较好的抗剪切能力，配制7000mg/L的该聚合物用于室内模拟原油驱替实验，能有效提高原油采收率10.6%。
以上实例表明，在聚丙烯酰胺类聚合物分子中引入离子基团有利于分子链伸展，引入刚性基团有助于提高聚合物溶液耐温抗盐性能，引入疏水基团可增加聚合物分子间的缔合作用，这些都可以提高增粘能力。但这些改性方法在合成条件、使用范围以及经济成本等方面还有待进一步完善，所以本发明拟以丙烯酰胺（AM）、丙烯酸（AA）和N-烯丙基苯氧乙酰胺（APO）为单体，制备具有耐温、耐盐和抗剪切性能的共聚物P(AM/NaAA/APO)。
发明内容
本发明的目的在于：提供一种新型的聚合物驱油剂及其制备方法，该驱油剂具有良好的耐温、抗盐和抗剪切稀释性，该合成方法原理可靠，操作简便，合成产率较高，成本低廉，具有广阔的市场前景。
为了达到以上目的，本发明采用如下技术方案。
本发明所涉及的驱油剂P(AM/NaAA/APO)主要从聚合物分子水化能力、聚合物分子伸展能力、分子间相互作用等原理出发，以N-烯丙基苯氧乙酰胺（APO）、丙烯酰胺（AM）和丙烯酸（AA）为单体，采用自由基胶束共聚法，制备而得。
丙烯酰胺（AM），是一种常用的油田上使用的多种聚合物产品的原料。丙烯酰胺上的—CONH2具有很好的水化能力，有助于提高聚合物的溶解性。
丙烯酸（AA），是一种能与丙烯酰胺发生共聚反应的单体。当聚合物上引入—COO—时，—COO—是一种强水化能力的基团，并且负电荷的排斥作用有助于聚合物分子的伸展，提高聚合物的增粘能力。
APO是实验室自主设计的疏水型单体。其特征在于：上面的烯丙基能和丙烯酰胺、丙烯酸共聚；苯环为一个疏水基团，疏水基团间的缔合作用可使聚合物物理交联，形成超分子结构；聚合物溶于水中，分子中的N、O上的孤对电子通过水分子传递氢键，可使聚合物分子间作用更为紧密，提高驱油剂的增粘能力。其含有如下结构：
Figure BDA0000406683180000031
APO的合成方法是：（1）以水为溶剂，用苯酚和氯乙酸制备苯氧乙酸；（2）以四氢呋喃为溶剂，以二氯亚砜为酰氯化试剂，制备苯氧乙酰氯；（3）以二氯甲烷为溶剂，以三乙胺为缚酸剂，将苯氧乙酰氯和烯丙基胺反应制得N-二烯丙基苯氧乙酰胺(APO)。其中三步反应中主要原料的投料量以物质的量计分别为：n（苯酚)：n（氯乙酸）=1：1.1，n（苯氧乙酸）：n（二氯亚砜）=1：1.2，n（苯氧乙酰氯）：n（三乙胺）：n（烯丙基胺）=1：1.1：1.1。
APO的合成路线如下：
Figure BDA0000406683180000032
共聚物P(AM/NaAA/APO)是具有主链为柔性、侧基为水化基团和疏水基团、分子量大等特点的聚合物，其特征在于含有如下结构：
（x=50～90%，y=10%～50%，z=1-x-y）
所述新型聚合物驱油剂的合成方法如下：以丙烯酰胺（AM）、丙烯酸（AA）和N-二烯丙基苯氧乙酰胺(APO)为单体，以亚硫酸氢钠（NaHSO3）和过硫酸铵（(NH4)2S2O8）为引发剂，以乙二胺四乙酸（EDTA）为分子量调节剂，以烷基酚聚氧乙烯醚（OP-10）为增溶剂，总的单体浓度为15～30质量%，三种单体的质量比为AM：AA：APO=6～8：2～4：0.005～0.1，EDTA加量为单体总量的0.5质量%，引发剂（(NH4)2S2O8和NaHSO3按摩尔比为1:1）加量为单体总量的0.2～0.6质量%，通过自由基胶束共聚的方式，制备出聚丙烯酰胺/丙烯酸钠/N-烯丙基苯氧乙酰胺P(AM/NaAA/APO)。
与现有技术相比，本发明所合成的聚合物驱油剂具有较好的增粘、耐温、抗盐和抗剪切稀释性，所述方法具有简单、合成产率较高、性能稳定、经济高效等优点。
附图说明
图1为实施例1所制得单体APO的红外谱图。
图2为实施例1所制得单体APO的核磁氢谱图。
图3为实施例1所制得单体APO的核磁碳谱图。
图4为实施例3最佳条件下制得聚合物P(AM/NaAA/APO)的红外谱图。
图5为本发明聚合物P(AM/NaAA/APO)浓度与水溶液的表观粘度的关系曲线。
图6为本发明聚合物P(AM/NaAA/APO)水溶液的表观粘度与剪切速率的关系曲线。
图7为本发明聚合物P(AM/NaAA/APO)水溶液的表观粘度与温度的关系曲线。
图8为本发明聚合物P(AM/NaAA/APO)水溶液的表观粘度与NaCl含量的关系曲线。
图9为本发明聚合物P(AM/NaAA/APO)水溶液的表观粘度与CaCl2、MgCl2含量的关系曲线。
图10为本发明聚合物P(AM/NaAA/APO)盐水溶液室内采收率与注入体积的关系曲线。
具体实施方式
实施例1：APO的制备
APO的制备包括三个步骤：（1）在反应器中加入5.0g苯酚和6.03g氯乙酸，加入去离子水溶液，加入饱和K2CO3溶液至溶液不产生气泡，用NaOH溶液调pH值为12，在沸水浴中反应20min，冷却后用浓HCl调节pH为3～4，静置至不在析出沉淀，过滤干燥，用去离子水重结晶，40℃下真空干燥，制得苯氧乙酸；（2）向反应器中加入4.0g第（1）步制得苯氧乙酸，加入四氢呋喃溶解，再加入4.00mL二氯亚砜，在55℃下恒温反应5h，经减压蒸馏制得淡黄色液体苯氧乙酰氯；（3）在反应器中加入1.96g烯丙基胺和4.39mL三乙胺，加入二氯甲烷稀释，在0～10℃下缓慢滴加第（2）步制得的苯氧乙酰氯，反应6h，水洗、酸洗、饱和食盐水洗三次，用无水NaSO4除水后，减压蒸馏得到淡黄色固体APO。
实施例2：APO的结构分析
将实例1所制得的APO进行结构表征，包括红外光谱表征和核磁共振谱表征。
一、红外光谱表征
将实例1所制得的APO进行红外光谱表征，采用KBr压片法，结果如图1所示。从图1中可以看出，3488cm-1处为N—H伸缩振动吸收峰，3076cm-1处为苯环上C—H伸缩振动吸收峰，2985和2923cm-1处为亚甲基的C—H伸缩振动吸收峰，1775cm-1处为叔酰胺的C=O伸缩振动吸收峰，1655cm-1为C=C伸缩振动吸收峰，1600、1494、1465和1415cm-1处的吸收峰为苯环骨架C=C伸缩振动吸收峰，1287、1215和1080cm-1处为C—O—C的伸缩振动吸收峰，998cm-1处为H—C=C—H的面外弯曲振动吸收峰，927cm-1处为—CH2—的面外弯曲振动吸收峰，754和694cm-1处为苯环五个邻位C—H面外弯曲振动吸收峰。从红外谱图的数据可以证明，合成产物确为APO。
二、核磁共振谱表征
以CDCl3为溶剂，对实例1所制得的APO进行核磁共振谱表征，核磁氢谱如图2所示，核磁碳谱如图3所示。从图2可知，1H NMR(400MHz)，化学位移δ（ppm）：4.0（t，2H），4.5(s，1H)，5.2(t，2H)，5.8(m，1H)，6.7(s，1H)，6.9(d，1H)，7.0(t，1H)，7.3(t，2H)。从图3可知，13C NMR(100MHz)，化学位移δ（ppm）：41.31（C3），67.31（C5），114.66（C7），116.66（C1），122.18（C9），129.83（C8），133.67（C2），6157.16（C6），168.12（C4）。从核磁谱图的数据可以证明，合成产物确为APO。
实施例3：三元聚合物P(AM/NaAA/APO)的制备
聚合物P(AM/NaAA/APO)的制备按照如下方法：a.将0.005～0.1份疏水单体N-烯丙基苯氧乙酰胺(APO)和烷基酚聚氧乙烯醚（OP-10）置于烧杯中，加入20份蒸馏水搅拌至均匀透明微乳液，转移至三口烧瓶中；b.在另一烧杯中加入5～9份丙烯酰胺（AM）、1～5份丙烯酸（AA）、0.1份乙二胺四乙酸（EDTA）和30份蒸馏水，搅拌至完全溶解；c.将步骤b之后所得溶液加入到步骤a之后的三口烧瓶中，用20质量%NaOH溶液调节溶液pH值为5～9；d.再加入一定量蒸馏水至将单体调整为15～30质量%，并向三口烧瓶中安装氮气管和搅拌装置，在40℃下恒温并通入N220min；e.加入引发剂过硫酸铵和亚硫酸氢钠（(NH4)2S2O8和NaHSO3按摩尔比为1:1），加量为单体总量的0.2～0.6质量%，继续恒温通入N2反应直到得到聚合物胶体后，拆除通N2设备和搅拌装置，密封三口烧瓶，并继续恒温反应8h得到聚合物凝胶；f.向聚合物凝胶中加入一定量的蒸馏水至充分溶胀，再加入无水乙醇沉淀，用剪刀剪碎后在40℃下干燥24h，用粉碎机粉碎得到白色聚合物粉末。
影响制备聚合物P(AM/NaAA/APO)的主要因素有：引发剂加量、pH值、APO加量、反应温度、AM/AA比例和单体总浓度。为确定较优的合成条件，本实例采用如下方法：将不同条件制得的聚合物用去离子水配置成1000mg/L的聚合物水溶液，用Brookfild DV-Ⅲ流变仪测定溶液表观黏度，选择表观黏度的配方为较优配方。测试条件为：恒定剪切速率7.34s-1，温度25℃。
一、pH值
在丙烯酰胺类聚合物的聚合反应中，反应体系中的pH不但影响聚合反应的动力学，而且会影响聚合物的分子结构，pH的改变可以影响聚合物反应速率。本实施例，通过固定单体质量比为AM/AA/APO=7:3:0.01、单体总浓度为20质量%、反应温度为35℃和引发剂加量为0.3质量%等反应条件，变化pH值为5～9，制备不同聚合物P(AM/NaAA/APO)，所制备的聚合物P(AM/NaAA/APO)的溶液表观黏度如表1所示。
表1.不同pH下制得聚合物的溶液表观黏度
pH 5 6 7 8 9
溶液表观黏度(mPa·s) 243.3 252.1 325.8 313.8 31.3
表1的结果表明：pH值为7时，制得的聚合物P(AM/NaAA/APO)溶液表观黏度最大，确定最优反应pH值为7。
二、反应温度
在固定单体质量比为AM/NaAA/APO=7:3:0.01、单体总浓度为20质量%、引发剂加量为0.3质量%和pH为7反应等条件下，改变反应温度为30～50℃，制备不同聚合物P(AM/NaAA/APO)，所制得聚合物P(AM/NaAA/APO)的溶液表观黏度如表2所示。
表2.不同反应温度下制得聚合物的溶液表观黏度
反应温度(℃) 30 35 40 45 50
溶液表观黏度(mPa·s) 306.3 339.5 325.5 249.5 51.1
表2的结果表明：当温度为35℃时，制得的聚合物P(AM/NaAA/APO)的溶液表观黏度最大；高于或者低于35℃，表观黏度都有所下降。综合考虑，本发明的最佳聚合反应温度为35℃。
三、单体总浓度
在单体质量比为AM/NaAA/APO=7:3:0.01、引发剂用量为单体总量的0.4质量%、pH为7和聚合反应温35℃条件下，改变单体总浓度为10质量%～30质量%，制备不同聚合物P(AM/NaAA/APO)，所制得聚合物P(AM/NaAA/APO)的溶液表观黏度如表3所示。
表3.不同单体总浓度下聚合物的溶液表观黏度
单体总浓度(质量％) 10％ 15％ 20％ 25％ 30％
溶液表观黏度(mPa·s) 54.0 254.3 336.1 325.7 未完全溶解
表3的结果表明：最佳的单体浓度为20质量%；浓度高于或者低于20质量%时，制得的聚合物P(AM/NaAA/APO)的溶液表观黏度都有所降低，甚至影响聚合物溶解性。综合考虑，本发明的最佳聚合物反应单体总浓度为20质量%。
四、引发剂
本发明使用过硫酸铵-亚硫酸氢钠氧化还原体系作为引发剂，在单体质量比为AM/AA/APO=7:3:0.01、单体总浓度为20质量%、pH为7和聚合反应温度为40℃条件下，改变引发剂加量为0.2质量%～0.6质量%，所制得聚合物P(AM/NaAA/APO)的溶液表观黏度如表4所示。
表4.不同引发剂加量下聚合物的溶液表观黏度
引发剂加量(质量%) 0.2% 0.3% 0.4% 0.5% 0.6%
溶液表观黏度(mPa·s) 286.4 325.8 336.1 322.3 306.2
表4的结果表明，当引发剂用量为0.4质量%，聚合物P(AM/NaAA/APO)溶液的表观黏度达到了最大值；当引发剂加量增加或者降低，聚合物P(AM/NaAA/APO)的溶液表观黏度都呈减小趋势。故本发明引发剂用量为单体总浓度的0.4质量%，较为适宜。
五、APO加量
在单体质量比为AM/AA=7:3（固定AM和AA总和为10份）、单体总浓度为20质量%、引发剂用量为单体总质量的0.4质量%、pH为7和聚合反应温40℃条件下，改变APO加量为0.005份～0.1份，制备不同聚合物，所得的聚合物P(AM/NaAA/APO)的溶液表观黏度如表5所示。
表5.不同APO加量下的聚合物溶液表观黏度
APO加量(份) 0.005 0.01 0.02 0.03 0.05 0.075 0.1
溶液表观黏度(mPa·s) 301.4 336.1 361.1 384.5 378.1 378.1 345.3
从表5可以得到，APO加量为0.03份时，聚合物P(AM/NaAA/APO)溶液表观黏度最大为384.5mPa·s；当APO加量含量低于或高于0.03份，聚合物P(AM/NaAA/APO)溶液的表观黏度呈下降趋势。综合考虑，制备聚合物P(AM/NaAA/APO)的最佳APO加量为0.03份。
六、AM/AA加量比例
在APO为0.3份，单体总浓度为20质量%，引发剂用量为单体总量的0.4质量%，pH为7，聚合反应温40℃，反应时间为8h条件下，改变AM/AA比例（固定AM和AA总和为10份），制备不同聚合物P(AM/NaAA/APO)，所制备聚合物P(AM/NaAA/APO)的溶液表观黏度如表6所示。
表6.不同AM/AA加量比例下聚合物溶液表观黏度
AM:AA 9：1 8：2 7：3 6：4 5：5
溶液表观黏度(mPa·s) 205.3 286.7 384.5 329.5 245.7
从表6可以得到，当AA/AM比例增加到3:7时，聚合物P(AM/NaAA/APO)溶液表观黏度为384.5mPa·s；当AA/AM比例高于或低于3:7时，聚合物P(AM/NaAA/APO)溶液表观黏度都呈下降趋势。综合考虑，本发明的最佳AM/AA加量比例为7:3。
综合本实施例中所制备的聚合物P(AM/NaAA/APO)的溶液表观黏度，确定出制备P(AM/NaAA/APO)的最佳条件：7份AM、3份AA、0.03份APO、单体总浓度为20质量%、反应温度为35℃、引发剂加量为0.3质量%、pH值为7。并以该最优条件制备出聚合物P(AM/NaAA/APO)，用于后面聚合物结构表征、聚合物性能评价以及室内应用考察。
实施例4：聚合物P(AM/NaAA/APO)的结构分析
对实施例3中最优配方下制得的聚合物P(AM/NaAA/APO)进行结构分析，采用KBr压片法进行红外谱表征，结果如图4所示。从图4可以看出：3408cm-1为N—H伸缩振动峰，3085cm-1为苯环的C—H伸缩振动峰，2932cm-1为—CH2—的C—H伸缩振动峰，1655cm-1为C=O的伸缩振动峰，1611cm-1、1557cm-1、1454cm-1和1400cm-1为苯环骨架振动峰，1307cm-1、1182cm-1、1120cm-1为O—C的伸缩振动峰。从红外谱图的数据可以证明，合成产物确为AM、NaAA和APO的三元共聚物。
实施例5：聚合物P(AM/NaAA/APO)性能考察
一、对实施例3最优条件下制得的聚合物P(AM/NaAA/APO)进行增粘性能考察
将上述制得的聚合物P(AM/NaAA/APO)配制成不同浓度的水溶液，用Brookfield DV-Ⅲ+流变仪，在温度为25℃，剪切速率为7.34s-1条件下，测定聚合物溶液的表观黏度变化情况，结果如图5所示。从图5可以发现：溶液粘度随溶液浓度呈上升趋势，1000mg/L的溶液表观黏度可达到378.1mPa.s，当浓度达到2000mg/L时表观黏度上升到818.4mPa.s，结果表明该聚合物具有很好的增粘能力。
二、对实施例3最优条件下制得的聚合物P(AM/NaAA/APO)进行抗剪切性考察
将上述制得的聚合物P(AM/NaAA/APO)配制成聚合物浓度为2000mg/L的水溶液，用HAAKE RS6000流变仪，在温度为25℃，剪切速率0～600s-1条件下，测定聚合物溶液的表观黏度变化情况，数据如图6。从图6可以发现：随剪切速率上升，聚合物P(AM/NaAA/APO)溶液表观黏度呈现出先上升再下降的趋势。当剪切速率在7.34s-1时，聚合物P(AM/NaAA/APO)溶液表观黏度约为818.4mPa.s；当剪切速率上升到600s-1时，聚合物P(AM/NaAA/APO)溶液表观黏度仍有61.9mPa.s，粘度保留率达11.3%。数据表明，该聚合物P(AM/NaAA/APO)溶液有较好的抗剪切稀释性。
三、对实施例3最优条件下制得的聚合物P(AM/NaAA/APO)进行耐温性考察
将上述制得的聚合物P(AM/NaAA/APO)配制成聚合物浓度为2000mg/L的水溶液，用HAAKE RS6000流变仪，在温度为30～120℃，剪切速率为170s-1条件下，测定聚合物溶液的表观黏度随温度变化关系，实验结果如图7。从图7可以发现：在30℃时，聚合物P(AM/NaAA/APO)溶液表观黏度为111.1mPa·s；在90℃时，聚合物P(AM/NaAA/APO)溶液表观黏度为74.8mPa·s，保留率为67.3%；在120℃时，聚合物P(AM/NaAA/APO)溶液表观黏度仍保留为40.3mPa·s，保留率为36.3%；结果表明，聚合物P(AM/NaAA/APO)溶液在90℃下具有良好的粘度保留能力。
四、对实施例3最优条件下制得的聚合物P(AM/NaAA/APO)进行抗盐性考察
将上述制得的聚合物P(AM/NaAA/APO)用不同无机盐含量的盐水配制成聚合物浓度为2000mg/L的聚合物盐水溶液，用Brookfield DV-Ⅲ+流变仪，在温度为25℃，剪切速率为7.34s-1条件下，测定聚合物溶液的表观黏度随NaCl、CaCl2和MgCl2含量的变化情况，数据如图8和图9。从两图可知，随无机盐含量的增加，聚合物P(AM/NaAA/APO)溶液表观黏度呈现先快速下降后趋于稳定。在图8中；当NaCl含量达到10000mg/L时，聚合物P(AM/NaAA/APO)溶液表观黏度为105.0mPa·s，粘度保留率为12.8%。图9中，可以得到CaCl2和MgCl2含量增加2000mg/L时，2000mg/L的聚合物P(AM/NaAA/APO)溶液表观黏度分别为145.3和166.7mPa·s，粘度保留率分别可达到17.8%和20.4%。数据表明，聚合物P(AM/NaAA/APO)具有良好的抗盐能力。
实施例6：对实施例3最优条件下制得的聚合物P(AM/NaAA/APO)进行应用考察
将实施例3中最优条件制得的聚合物P(AM/NaAA/APO)，用模拟地层水配制聚合物盐水溶液，进行驱油试验。
模拟地层水包括两种，一种总矿化度为5210mg/L，其中Na+：1770mg/L，Ca2+：102mg/L，Mg2+：17mg/L，Cl-：2270mg/L，CO3 2-：71mg/L，HCO3 -：749mg/L，SO4 2-：231mg/L；另一种矿化度为9964mg/L，其中Na+：3452mg/L，Ca2+：260mg/L，Mg2+：65mg/L，Cl-：5687mg/L，HCO3 -：500mg/L。
聚合物溶液中聚合物P(AM/NaAA/APO)含量为1750mg/L，矿化度为5210mg/L（组成同模拟地层水）时，聚合物溶液表观黏度为97.3mPa·s(温度为65℃，剪切速率7.34s-1)；矿化度为9964mg/L（组成同模拟地层水）时，聚合物溶液表观黏度为78.3mPa·s(温度为65℃，剪切速率7.34s-1)。
模拟原油为实验室稠油和柴油稀释配制（稠油与柴油质量比为8.5:1.5），稠油为中国石油吐哈油田脱气稠油，柴油为普通市售柴油，测得模拟油表观黏度为70.3mPa·s(温度为65℃，剪切速率7.34s-1)。
岩心为人造岩心，长度25.0cm，直径2.5cm，孔隙度22.8%，渗透率约823×10-3μm2。
将岩心建立束缚水饱和度后用注入水驱油，驱替流速为0.50mL/min，注入3PV(PV为孔隙体积)模拟地层水，至含水率达98%；接着以0.25mL/min的流速注入2.6PV聚合物P(AM/NaAA/APO)盐水溶液，用该聚合物P(AM/NaAA/APO)盐水溶液进行驱油，至含水率达98%；记录实验过程中的采出油量，绘制采收率-注入体积曲线，数据如图10所示。从数据可知，该驱油剂在水矿化度为5210mg/L和9964mg/L下，能分别提高能提高模拟原油采收率10.2%和9.5%。

Claims (3)

1.一种水溶性AM/NaAA/APO三元聚合物驱油剂，其特征在于：该聚合物驱油剂由丙烯酰胺AM、丙烯酸钠NaAA、N-烯丙基苯氧乙酰胺APO三种单体制备，其结构如下：
Figure FDA0000406683170000011
式中x为质量百分比50%-90%，y为质量百分比10%-50%，z=1-x-y。
2.一种根据权利要求1所述的聚合物驱油剂的合成方法，其特征是：a.将0.005～0.1份N-烯丙基苯氧乙酰胺(APO)、5～9份丙烯酰胺（AM）、1～5份丙烯酸（AA）、0.1份乙二胺四乙酸（EDTA）和0.03份烷基酚聚氧乙烯醚（OP-10）投入反应器中，用20份蒸馏水混合至透明微乳液；b.用20质量%NaOH溶液调节溶液pH值为5～9；c.再加入一定量蒸馏水至将总单体量调整为15～30质量%，并安装氮气管和搅拌装置，在40℃下恒温并通入N230min；d.加入引发剂过硫酸铵-亚硫酸氢钠（(NH4)2S2O8-NaHSO3，按摩尔比为1:1，加量为单体总量的0.2～0.6质量%），在持续通入N2下反应至聚合物胶体后，拆除通N2设备和搅拌装置，并继续密封恒温反应8h得到聚合物凝胶；f.加入一定量的蒸馏水至聚合物凝胶充分溶胀，用无水乙醇沉淀并用剪刀剪碎后，在40℃下真空干燥24h，粉碎得到白色聚合物粉末。
3.根据权利要求1所述的水溶性聚合物驱油剂在油田的应用，其特征在于：将权利要求1所述聚合物配制成聚合物含量为1750mg/L的模拟地层水溶液；所用两种地层水矿化度分别为5210mg/L（Na+：1770mg/L，Ca2+：102mg/L，Mg2+：17mg/L，Cl-：2270mg/L，CO3 2-：71mg/L，HCO3 -：749mg/L，SO4 2-：231mg/L）和9964mg/L（Na+：3452mg/L，Ca2+：260mg/L，Mg2+：65mg/L，Cl-：5687mg/L，HCO3 -：500mg/L）；所用模拟原油测得其表观粘度为70.3mPa·s（温度为65℃，剪切速率7.34s-1）；所用岩心为人造岩心，长度25.0cm，直径2.5cm，孔隙度22.8%，渗透率约823×10-3μm2；将岩心建立束缚水饱和度后用注入水驱油，驱替流速为0.50mL/min，注入3PV（PV为孔隙体积）模拟地层水，至含水率达98%；接着以0.25mL/min的流速注入2.6PV聚合物溶液；记录实验过程中的采出油量，计算采收率；结果显示，该驱油剂在水矿化度分别为5210mg/L和9964mg/L下能分别提高能提高模拟原油采收率10.2%和9.5%。
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