CN105153361A - 一种部分支化部分交联聚合物驱油剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种部分交联部分支化聚合物驱油剂及其制备方法，聚合物驱油剂的原料组成组分主要包括丙烯酰胺、过硫酸钾、亚硫酸氢钠、二甲基二烯丙基氯化铵和碳酸铵；其制备方法：将原料各组分分别溶于不少于其配方量1.0倍质量份的去离子水中，配制各组分的溶液；将丙烯酰胺溶液、二甲基二烯丙基氯化铵溶液、和碳酸铵溶液加入反应器中，在搅拌、10～30℃下通入氮气除去排出容器中的氧气，加入过硫酸钾溶液和亚硫酸氢钠溶液，待反应体系开始聚合，粘度明显增加，停止通入氮气与搅拌，聚合反应至温度恒定，即制备得到胶状驱油剂。本发明具有良好的使用性能、抗老化性、耐温抗盐性能。
Description
技术领域
本发明涉及高分子材料驱油剂的技术领域，具体关系到一种部分支化部分交联聚合物驱油剂及其制备方法。
背景技术
根据油田开发阶段的不同，石油开采一般分为三个阶段：利用油层能量开采石油的一次采油，这一阶段的采油效率一般只有15％左右；通过向油层注入水、气，补充油层能量从而达到开采目的的为二次采油，采油率在30～40％；通过物理、化学、生物等新技术开采原油的阶段为三次采油。为了高效的将地层中残余油开采出来，亟需开发适宜于我国特殊地质条件的三次采油方法。发展较为成熟的三次采油技术主要有四大类：化学驱、热力驱、微生物驱及混合相驱。基于对油藏地质特征和残余油的认识，化学驱成为我国多数油田提高石油采收率的重要手段。而化学驱的核心是驱油剂的设计合成及驱油体系的设计。聚合物驱是化学驱最为重要的技术，即通过在注入水中加入聚合物，增大驱替相粘度，调整油水流度比，扩大驱替相波及体积，增强洗油效率，从而最大可能地提高驱油效率。聚合物驱操作简单，成本较低，可以与调剖堵水剂结合使用，兼具一定的渗透率调节作用。
作为人工合成的水溶性高分子，以聚丙烯酰胺及其衍生物为主的合成类聚合物是目前化学驱中应用最广泛，取得效果最突出的聚合物驱油剂。按照聚丙烯酰胺的结构划分，又可以分为线性聚丙烯酰胺和交联型聚丙烯酰胺。
线性部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)一般由聚丙烯酰胺在碱性条件下水解或者与丙烯酸盐共聚合得到。但油藏的高温高盐环境及驱替过程的高剪切作用往往使线性聚丙烯酰胺迅速降解，同时高价盐离子与水解产生羧基的络合作用进一步使得分子链收缩，同离子电荷排斥作用降低，粘度骤降，甚至沉析为小体积的树脂凝胶。系统的耐老化性能的研究发现，PH值、光照、矿化度、高温和强的机械剪切对线性聚丙烯酰胺粘度影响都很大，而线性聚丙烯酰胺溶液较差的耐温抗盐性能是其应用于高温油藏和聚合物驱后油藏的技术瓶颈，严重的影响了其实际使用效果。
交联型聚丙烯酰胺大多利用高价金属、酚醛等为交联剂与线型PAM在地下原位交联形成。我国的油田大多属于陆相沉积油田，非均质性严重，经过一次和二次采油后，油层中含水量高，注入的驱替液极易从高渗层窜入生产井，降低驱油效率。交联型聚丙烯酰胺能够有效地封堵高渗透层及大孔道，调整注入水剖面，使油藏的孔隙介质流动阻力均一化，扩大驱替液的波及体积，提高石油的采收率。但作为驱油剂使用时，要求聚合物树脂能够形成悬浮液，且后者拥有较好的运移能力，可以在孔隙中变形通过；同时具有优异的粘弹性能，能够有效地增加驱替相的粘度，改善其流度比，而这正是交联型聚丙烯酰胺所欠缺的。
目前，DMDAAC多以阳离子聚合单体的形式与丙烯酰胺进行聚合，得到阳离子型或者两性的线性高分子量的聚丙烯酰胺。中国专利CN101186672A公开了一种DMDAAC与AM在水溶液中聚合得到较高相对分子质量、阳离子型系列的水溶性线性聚合物，其中DMDAAC与AM的使用比例为1:19～1:0.01。中国专利CN102964519A公开了一种超高分子量两性聚丙烯酰胺的制备方法，其过程主要是将阳离子单体DMDAAC与阴离子单体顺丁烯二酸(MA)与AM进行三元聚合，得到相对分子量超高的线性两性聚合物，其中DMDAAC与AM的比例为1:1～1:10。其特点均是DMDAAC通过环聚生成五元环与AM聚合生成线性聚合物。虽然DMDAAC特殊的双烯丙基官能团结构使得它在聚合过程可作交联剂使用，但是由DMDAAC作交联剂和支化剂，聚合而成的兼具支化和交联结构的聚丙烯酰胺尚未见报道，DMDAAC与AM的比例在1:20～1:500的配比范围，以及采用绝热聚合制备DMDAAC与AM的共聚物也未见报道。
发明内容
针对现有技术制备聚合物驱油剂的不足，本发明的首要目的是提供一种结构全新的部分支化部分交联的聚合物驱油剂，以提高驱油剂的耐温抗盐性能和抗老化性能；本发明的第二个目的是提供部分支化部分交联聚合物驱油剂的制备方法。
针对本发明的首要目的，本发明提供的部分支化部分交联聚合物驱油剂，以二甲基二烯丙基氯化铵(DMDAAC)提供交联与支化的位点，与氧化还原体系引发剂复配制取聚合物驱油剂，其原料组成成分以重量份计主要包括：
针对本发明的第二个目的，本发明提供的部分支化部分交联聚合物驱油剂的制备方法，主要包括如下工艺步骤：
(1)溶液的配制，将原料的各组分分别溶于不少于其配方量1.0倍质量份的去离子水中，配制各组分的溶液；
(2)聚合反应制备驱油剂，将步骤(1)配制的丙烯酰胺溶液、二甲基二烯丙基氯化铵溶液、碳酸铵溶液加入反应器中，在搅拌、10～30℃下通入氮气充分排出反应器内和反应液中的氧气后，加入过硫酸钾溶液和亚硫酸氢钠溶液引发聚合反应，待反应聚合至体系粘度明显增加，停止通入氮气与搅拌，待体系凝胶后继续保温2-4小时，即制备得到凝胶状驱油剂。
为了方便驱油剂的使用，本发明可在上述制备部分支化部分交联聚合物驱油剂方法的基础上，将所制得的胶状驱油剂进行切碎、烘干、粉碎、筛分，以得到颗粒状的驱油剂。
在本发明所述的部分支化部分交联聚合物驱油剂的制备方法中，不但要求通入氮气除去反应器内的氧气，还要求除去反应液中的氧气，因此在反应体系粘度明显增加之前都需通入氮气。通氮排氧的程度，与过硫酸钾和亚硫酸氢钠的加入量相关，排出氧气的程度高，加入过硫酸钾和亚硫酸氢钠的量可以少一些，排出氧气的程度低，加入过硫酸钾和亚硫酸氢钠的量可大一些，适当配合则都能够引发聚合反应。
在本发明所述的部分支化部分交联聚合物驱油剂的制备方法中，丙烯酰胺溶液、二甲基二烯丙基氯化铵溶液、碳酸铵溶液最好依次加入反应器，在搅拌下通入氮气充分排出反应器内和反应液中的氧气，之后再依次加入过硫酸钾溶液和亚硫酸氢钠溶液。
在本发明所述的部分支化部分交联聚合物驱油剂的制备方法中，聚合反应的引发温度低，则反应进行较慢；引发温度过高，则反应进行太快，会带来交联不完整，聚合反应引发温度一般可控制在10～30℃范围。
在本发明所述部分支化部分交联聚合物驱油剂的制备方法中，溶解各组分的去离子水的总量一般为各原料组分总量的3～4倍。进一步地，最好采取将100份丙烯酰胺溶于250～360份的去离子水中配成溶液；0.2～5份的二甲基二烯丙基氯化铵胺溶于10-50份的去离子水中配成溶液；0～3份碳酸铵溶于0～20份的去离子水中配成溶液；0.01～0.05份过硫酸钾溶于10～20份去离子水中配成溶液；0.002～0.06份亚硫酸氢钠溶于10～20份去离子水中配成溶液。
本发明的发明人在部分交联部分支化聚物驱油剂的研究中发现，可通过采用二甲基二烯丙基氯化铵(DMDAAC)提供交联和支化的位点，与引发剂复配可以制备出具有部分支化部分交联结构特点的聚丙烯酰胺驱油剂。本发明基于此研究开发出了一种结构全新的聚丙烯酰胺类驱油剂。
与现有技术相比，本发明具有以下十分突出的优点和技术效果：
1、本发明制备的部分支化部分交联聚合物驱油剂兼具交联聚丙烯酰胺和线性聚丙烯酰胺的优点。其中，支化结构赋予其水溶液良好的悬浮能力和较高的粘度，悬浮体积可以达到90％以上，1000μm间距下流变仪测得的粘度可高达209mPaS，其交联结构提供了良好的弹性和抗剪切能力，200μm间距下流变仪测得的弹性模量可以达到10.9Pa。
2、由于在本发明制备的聚合物驱油剂的结构中存在着支化链结构，因而其悬浮液具有良好的悬浮性能，克服了传统交联型聚丙烯酰胺粘度低，易沉降等缺点。
3、本发明制备的聚丙烯酰胺驱油剂与以往的线性丙烯酰胺驱油剂相比，在老化过程中，其粘度是一个先增大再降低的过程，具有独特的增粘行为，且聚合物悬浮液粘度可以在很长的一段时间内保留在一个较高的水平。
4、本发明制备的聚丙烯酰胺驱油剂在岩心中能够很好地运移，双管岩心渗流实验表明其具有高效的剖面调整作用。
附图说明
图1为其他条件相同下，不同DMDAAC份量下聚合物产品在盐水中形成的悬浮液的储能模量变化曲线；
图2为其他条件相同下，不同DMDAAC份量下聚合物产品在盐水中形成的悬浮液的粘度变化曲线；
图3为其他条件相同下，不同引发温度下聚合物产品在盐水中形成的悬浮液的储能模量变化曲线；
图4其他条件相同下，不同引发温度下聚合物产品自盐水中形成的悬浮液的粘度变化曲线；
图5其他条件相同下，不同碳酸铵份量下聚合物产品在盐水中形成的悬浮液的储能模量变化曲线；
图6其他条件相同下，不同碳酸铵份量下聚合物产品在盐水中形成的悬浮液的粘度变化曲线；
图7单管岩心渗流装置图；
图8双管岩心渗流装置图；
图9岩心渗流实验中填砂管两端压力随部分支化部分交联聚丙烯酰胺悬浮液注入体积的变化曲线图。实验采用自制的填砂管模型，填砂管渗透率为1500×10-3um2，注入水为矿化度30000mg/L的盐水，流体注入速度为0.5mL/min，实验温度为70℃。
图中可以看出水驱阶段，压力变化较小，很快达到平衡状态；当采用本发明制备的部分支化部分交联聚合物驱油剂进行驱替后，压力迅速增加，表明封堵作用的形成，填砂管的渗透率降低；当压力达到最大值后，压力出现波动，直至平衡。压力曲线波动表明本发明制备的聚丙烯酰胺颗粒在多孔介质中历经了一个动态的“颗粒积累—颗粒压缩—颗粒变形通过”运移过程，当颗粒封堵的速度与颗粒变形通过的速度相等时，压力即达到平衡，流体对填砂管渗透率的调整也趋近平衡态。后续水驱开始后，部分颗粒被冲开，填砂管渗透率增大，压力也开始下降。单管岩心渗流实验表明本发明制备的部分支化部分交联聚合物驱油剂在岩心中能够很好的运移。
图10部分支化部分交联聚合物驱油剂的双管平行分流量实验结果图。实验采用渗透率分别为5000×10-3um2和1000×10-3um2的两平行填砂管进行研究。
图中可以看出水驱平衡时，高渗填砂管与低渗填砂管的分流量分别为83.5％和16.5％，二者之比约为5:1，符合二者渗透率之比。当注入部分支化部分交联聚合物驱油剂后，高渗填砂管的流量逐渐变小而低渗填砂管流量变大，产生不寻常的“液流转向”现象。说明本发明制备的部分支化部分交联聚合物驱油剂在油藏中具有高效的剖面调整作用。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明进行具体描述，有必要在此指出的是本实施例只用于对本发明进行进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域的技术熟练人员可以根据上述本发明的内容做出一些非本质的改进和调整。
对以下实施例制得的聚合物驱油剂样品按下述方法进行了以下相关性能测试：
1.流变性能测试
稳态剪切测试：使用TA公司的AR2000ex旋转流变仪，采用40mm平板模式，板间隙为1000μm；粘度测试模式设置为7.34s-1的剪切速率下的时间扫描，取平均值获得稳态粘度，测试温度为85℃。
动态震荡测试：采用相同流变仪和平板，动态震荡测试在频率为1Hz，应力为0.1Pa条件下进行时间扫描，取平均值获得粘弹性数据，根据不同的测试要求，板间隙设置为200μm和1000μm，相应测试温度分别设置为25℃和85℃。
流变性能测试所用部分支化部分交联聚合物驱油剂为100-150目，悬浮液的浓度为0.5wt％，盐水矿化度为30000mg/L。
实验采用的盐水为根据胜利油田不同油藏矿化度及盐离子浓度配制的模拟水，不同盐水配方如表1所示。
表1
| 矿化度 | H2O | NaCl | CaCl2 | MgCl2·6H2O | Na2SO4 |
| 6666mg/L | 1000mL | 6.191g | 0.2414g | 0.3514g | 0.0696g |
| 19334mg/L | 1000mL | 17.4578g | 1.1433g | 0.863g | 0 |
| 30000mg/L | 1000mL | 27.3067g | 1.11g | 3.833g | 0 |
| 50000mg/L | 1000mL | 42.758g | 2.825g | 8.917g | 0 |
2.悬浮性能测试
测定部分支化部分交联聚合物驱油剂在盐水中形成的非均相聚合物悬浮液的悬浮体积。
3.老化性能测试
测定在矿化度为30000mg/L盐水中本发明制备的0.5wt％浓度的部分支化部分交联聚合物驱油剂和线性聚丙烯酰胺(HPAM)聚合物溶液在85℃下的老化性能。
4.单管岩心渗流实验
实验所用的多孔介质为自制填砂管，长为30cm，内径为2.5cm，填砂管的渗透率为(1500±15)×10-3um2，孔隙体积为50±0.5cm3。整个渗流实验在数字控温箱中进行，流体注入速度为0.5mL/min，实验温度为70℃。
实验方法：首先向填砂管中注入矿化度为19334mg/L的盐水，每隔一定时间记录进口压力。当压力平衡后，改注2000mg/L的部分支化部分交联聚合物驱油剂悬浮液，定时记录压力，待压力平衡后进行后续水驱至平衡。
5.双管岩心渗流实验
试验采用高渗透率和低渗透率填砂管的渗透率分别为(1000±10)×10-3μm2和(5000±15)×10-3μm2，两平行渗流管的总孔隙体积为101.6±0.5cm3。以合注分采的方式注入盐水和部分支化部分交联聚合物驱油剂悬浮液，注入速度为0.5mL/min，实验温度为70℃。
实验方法：当注入1PV(孔隙体积)矿化度为19334mg/L盐水后，改注1PV2000mg/L的部分支化部分交联聚合物驱油剂悬浮液，之后进行后续水驱。实验过程中定时记录压力变化及高、低渗透率填砂管的产液量，通过分析分流量曲线来对比研究部分支化部分交联聚合物驱油剂悬浮液的调驱性能。
在以下各实施例中，所涉及到的组分份数、百分比，除特别说明之外，均为质量份数、质量百分比。
实施例1
(1)溶液的配制
将100份丙烯酰胺溶于250份的去离子水中配成溶液，2.28份的二甲基二烯丙基氯化铵溶于40份的去离子水中配成溶液，将0.05份过硫酸钾溶于10份去离子水中配成溶液，0.003份亚硫酸氢钠溶于10份去离子水中配成溶液；
(2)聚合反应制备驱油剂
将步骤(1)配制的丙烯酰胺溶液、二甲基二烯丙基氯化铵溶液、依次加入反应器中，在搅拌、温度12℃下通氮15min除去反应器内和反应液中的氧气，再依次加入过硫酸钾溶液和亚硫酸氢钠溶液引发聚合反应，待反应聚合至体系粘度明显增加，停止通入氮气与搅拌，待体系凝胶后继续保温2-4小时，将所得产物取出，切碎，烘干，粉碎，筛分即可。
性能测试结果
实施例1制得的部分支化部分交联聚丙烯酰胺驱油剂在盐水中形成含有聚合物颗粒的悬浮液，该悬浮液在200μm间距下测得的弹性模量G’＝2.2Pa；1000μm间距下测得的粘度η＝209mPa.s。悬浮性能优异，浓度0.5wt％的悬浮液静置2小时悬浮体积大于90％。
实施例2
(1)溶液的配制
将100份丙烯酰胺溶于250份的去离子水中配成溶液，1.53份的二甲基二烯丙基氯化铵溶于40份的去离子水中配成溶液，将0.04份过硫酸钾溶于10份去离子水中配成溶液，0.05份亚硫酸氢钠溶于10份去离子水中配成溶液；
(2)聚合反应制备驱油剂。
将步骤(1)配制的丙烯酰胺溶液、二甲基二烯丙基氯化铵溶液，在搅拌、温度12℃下通氮15min除去反应器内和反应液中的氧气，再依次加入过硫酸钾溶液和亚硫酸氢钠溶液引发聚合反应，待反应聚合至体系粘度明显增加，停止通入氮气与搅拌，待体系凝胶后继续保温2-4小时，将所得产物取出，切碎，烘干，粉碎，筛分即可。
性能测试结果
实施例2制得的部分支化部分交联聚丙烯酰胺在盐水中形成含有聚合物颗粒的悬浮液，该悬浮液在200μm间距下测得的弹性模量G’＝10.9Pa；1000μm间距下测得的粘度η＝55.6mPa.s。浓度为0.5wt％的溶液静置2小时悬浮体积为75％。
实施例3
(1)溶液的配制
将100份丙烯酰胺溶于250份的去离子水中配成溶液，0.9份的二甲基二烯丙基氯化铵溶于40份的去离子水中配成溶液，将0.025份过硫酸钾溶于10份去离子水中配成溶液，0.02份亚硫酸氢钠溶于10份去离子水中配成溶液；
(2)聚合反应制备驱油剂
将步骤(1)配制的丙烯酰胺溶液、二甲基二烯丙基氯化铵溶液依次加入反应器中，在搅拌、温度12℃下通氮气15min除去反应器内和反应液中的氧气，再依次加入过硫酸钾溶液和亚硫酸氢钠溶液引发聚合反应，待反应聚合至体系粘度明显增加，停止通入氮气与搅拌，待体系凝胶后继续保温2-4小时，将所得产物取出，切碎，烘干，粉碎，筛分即可。
性能测试结果
实施例3制得的部分支化部分交联聚合物驱油剂在盐水中形成的是含有聚合物颗粒的悬浮液，该悬浮液在200μm间距下测得的弹性模量G’＝5.4Pa；1000μm间距下测得的粘度η＝111.8mPa.s。悬浮性能优异，浓度0.5wt％的溶液静置2小时悬浮体积大于80％。
实施例4
(1)溶液的配制
将100份丙烯酰胺溶于250份的去离子水中配成溶液，4.56份的二甲基二烯丙基氯化铵溶于40份的去离子水中配成溶液，将0.045份过硫酸钾溶于10份去离子水中配成溶液，0.01份亚硫酸氢钠溶于10份去离子水中配成溶液；
(2)聚合反应制备驱油剂
将步骤(1)配制的丙烯酰胺溶液、二甲基二烯丙基氯化铵溶液依次加入反应器中，在搅拌、温度12℃下通氮气15min除去反应器内和反应液中氧气，再依次加入过硫酸钾溶液和亚硫酸氢钠溶液引发聚合反应，待反应聚合至体系粘度明显增加，停止通入氮气与搅拌，待体系凝胶后继续保温2-4小时，将所得产物取出，切碎，烘干，粉碎，筛分即可。
性能测试结果
实施例4制备的样品4制得的产物其在200μm间距下测得的弹性模量G’＝0.88Pa；1000μm间距下测得的粘度η＝249.9mPa.s。产品颗粒在溶于盐水过程中发现其完全溶解，溶液没有不溶颗粒凝胶，从弹性模量G’值也可以看出溶液模量很低，因此可以断定该实例的产物为线性PAM。
实施例5
(1)溶液的配制
将100份丙烯酰胺溶于250份的去离子水中配成溶液，0.91份的二甲基二烯丙基氯化铵溶于40份的去离子水中配成溶液，将0.017份过硫酸钾溶于10份去离子水中配成溶液，0.008份亚硫酸氢钠溶于10份去离子水中配成溶液；
(2)聚合反应制备驱油剂
将步骤(1)配制的丙烯酰胺溶液、二甲基二烯丙基氯化铵溶液依次加入反应器中，在搅拌、温度12℃下通氮气15min除去反应器内和反应液中的氧气，再依次加入过硫酸钾溶液和亚硫酸氢钠溶液引发聚合反应，待反应聚合至体系粘度明显增加，停止通入氮气与搅拌，待体系凝胶后继续保温2-4小时，将所得产物取出，切碎，烘干，粉碎，筛分即可。
性能测试结果
实施例5制得的部分支化部分交联聚合物驱油剂在盐水中形成含有聚合物颗粒的悬浮液，该产物在盐水中形成的悬浮液在200μm间距下测得的弹性模量G’＝9.202Pa；1000μm间距下测得的粘度η＝54.19mPa.s。其在盐水中暴氧老化两天后，粘度增加到193.5mPa.保留率达到357.77％.
实施例6
(1)溶液的配制
将100份丙烯酰胺溶于250份的去离子水中配成溶液，0.91份的二甲基二烯丙基氯化铵溶于40份的去离子水中配成溶液，将0.017份过硫酸钾溶于10份去离子水中配成溶液，0.016份亚硫酸氢钠溶于10份去离子水中配成溶液；
(2)聚合反应制备驱油剂
将步骤(1)配制的丙烯酰胺溶液、二甲基二烯丙基氯化铵溶液依次加入反应器中，在搅拌、温度20℃下通氮气15min除去反应器内和反应液中的氧气，再依次加入过硫酸钾溶液和亚硫酸氢钠溶液引发聚合反应，待反应聚合至体系粘度明显增加，停止通入氮气与搅拌，待体系凝胶后继续保温2-4小时，将所得产物取出，切碎，烘干，粉碎，筛分即可。
性能测试结果
实施例6制得的部分支化部分交联聚合物驱油剂在盐水中形成含有聚合物颗粒的悬浮液，该悬浮液在200μm间距下测得的弹性模量G’＝2.381Pa；1000μm间距下测得的粘度η＝209mPa.s。其在盐水中暴氧老化两天后，粘度降为140.5mPa.保留率只有67.22％。
实施例7
(1)溶液的配制
将100份丙烯酰胺溶于250份的去离子水中配成溶液，0.91份的二甲基二烯丙基氯化铵溶于40份的去离子水中配成溶液，将0.025份过硫酸钾溶于10份去离子水中配成溶液，0.027份亚硫酸氢钠溶于10份去离子水中配成溶液；
(2)聚合反应制备驱油剂
将步骤(1)配制的丙烯酰胺溶液、二甲基二烯丙基氯化铵溶液依次加入反应器中，在搅拌、温度25℃下通氮气15min除去反应器内和反应液中的氧气，再依次加入过硫酸钾溶液和亚硫酸氢钠溶液引发聚合反应，待反应聚合至体系粘度明显增加，停止通入氮气与搅拌，待体系凝胶后继续保温2-4小时，将所得产物取出，切碎，烘干，粉碎，筛分即可。
性能测试结果
实施例7制得的部分支化部分交联聚合物驱油剂在盐水中形成含有聚合物颗粒的悬浮液，该悬浮液在200μm间距下测得的弹性模量G’＝2.864Pa；1000μm间距下测得的粘度η＝160.9mPa.s。其在盐水中暴氧老化两天后，粘度降为127mPa.保留率只有78.931％。与实施例五、实施例六和实施例七比较，可以发现引发温度对聚合物产品的性能影响较大，低温下制备的样品模量较高，可见低温下，DMDAAC的交联效率较高，因此，优选在低温下引发聚合反应。
实施例8
(1)溶液的配制
将100份丙烯酰胺溶于250份的去离子水中配成溶液，0.91份的二甲基二烯丙基氯化铵溶于20份的去离子水中配成溶液，1.125份的碳酸铵溶于20份的去离子水中配成水溶液将0.034份过硫酸钾溶于10份去离子水中配成溶液，0.035份亚硫酸氢钠溶于10份去离子水中配成溶液；
(2)聚合反应制备驱油剂
将步骤(1)配制的丙烯酰胺溶液、二甲基二烯丙基氯化铵溶液，碳酸铵溶液依次加入反应器中，在搅拌、温度12℃下通氮气15min除去反应器内和反应液中的氧气，再依次加入过硫酸钾溶液和亚硫酸氢钠溶液引发聚合反应，待反应聚合至体系粘度明显增加，停止通入氮气与搅拌，待体系凝胶后继续保温2-4小时，反应至温度恒定后，将所得产物取出，切碎，烘干，粉碎，筛分即可。
性能测试结果
实施例8制得的部分支化部分交联聚合物驱油剂在盐水中形成含有聚合物颗粒的悬浮液，该悬浮液在200μm间距下测得的弹性模量G’＝5.401Pa，1000μm间距下测得的粘度η＝145.6mPa.s。
实施例9
(1)溶液的配制
将100份丙烯酰胺溶于250份的去离子水中配成溶液，0.91份的二甲基二烯丙基氯化铵溶于20份的去离子水中配成溶液，2.15份的碳酸铵溶于20份的去离子水中配成水溶液将0.045份过硫酸钾溶于10份去离子水中配成溶液，0.047份亚硫酸氢钠溶于10份去离子水中配成溶液；
(2)聚合反应制备驱油剂
将步骤(1)配制的丙烯酰胺溶液、二甲基二烯丙基氯化铵溶液，碳酸铵溶液依次加入反应器中，在搅拌、温度12℃下通氮气15min除去反应器内和反应液中的氧气，再依次加入过硫酸钾溶液和亚硫酸氢钠溶液引发聚合反应，待反应聚合至体系粘度明显增加，停止通入氮气与搅拌，待体系凝胶后继续保温2-4小时，将所得产物取出，切碎，烘干，粉碎，筛分即可。
性能测试结果
实施例9制得的部分支化部分交联聚合物驱油剂在盐水中形成含有聚合物颗粒的悬浮液，该悬浮液在200μm间距下测得的弹性模量G’＝3.162Pa，1000μm间距下测得的粘度η＝162.2mPa.s。对比实施例五，实施例八和实施例九，可以发现碳酸铵的加入可以降低产品的模量，同时有效的提高产品的粘度。
本发明制备的部分支化部分交联聚丙烯酰胺颗粒驱油剂和线性部分水解PAM在30000mg/l盐水中0.5wt％浓度溶液在85℃下的长期老化性能研究；
表2、表3、表4分别为线性部分水解PAM、实施例3、实施例2在30000mg/L盐水中0.5wt％浓度溶液在85℃下的长期暴氧老化性能测试。
比较表2、表3、表4可知，线性部分水解PAM虽然初始粘度很高，但是在高温高盐条件下老化后粘度急剧下降。而由本发明制备的部分支化部分交联聚合物驱油剂制成的悬浮液在老化过程中显现出与线性部分水解PAM完全不同的变化趋势。无论是实施例2还是实施例3的样品，在老化初期，其粘度均不断增大，在老化7天左右时达到最大值，之后逐渐下降。老化至30天时，两个样品粘度仍在131mPa.s以上，实施例3的样品粘度保留率甚至高达261.3％。而线性部分水解PAM在老化30天后粘度仅为72.35mPa.s，粘度保留率仅为29％。通过对比实施例2和实施例3的老化数据发现实施例2的样品老化性能要略优于实施例3的样品。实施例2其弹性模量较高，拥有更大的交联度。这说明实施例2样品在老化过程中更多的交联结构有利于延缓老化对聚合物分子结构的破坏，提高聚合物的耐老化性能。由此可见，本发明制备的部分支化部分交联型聚合物驱油剂在高温高盐条件下的长期老化性能远远优于部分水解的线型聚丙烯酰胺。因此，本发明的驱油剂在实际应用中比线型PAM有更长的服役期，更有利于在三次采油中的应用。
表2
表3
表4
Claims (10)
1.一种部分支化部分交联聚合物驱油剂，其特征在于原料组成组分以重量份计主要包括：
2.权利要求1所述的部分支化部分交联聚合物驱油剂的制备方法，其特征在于主要包括如下工艺步骤：
(1)溶液配制，将原料的各组分分别溶于不少于其配方量1.0倍质量份的去离子水中，配制各组分的溶液；
(2)聚合反应，将步骤(1)配制的丙烯酰胺溶液、二甲基二烯丙基氯化铵溶液、碳酸铵溶液加入反应器中，在搅拌、10～30℃下通入氮气充分排出反应器内和反应液中的氧气，加入过硫酸钾溶液和亚硫酸氢钠溶液引发聚合反应，待反应聚合至体系粘度明显增加，停止通入氮气与搅拌，待体系凝胶后继续保温2-4小时，即制备得到胶状驱油剂。
3.根据权利要求2所述的部分支化部分交联聚合物驱油剂的制备方法，其特征在于，将所制得的胶状驱油剂切碎、烘干、粉碎、筛分得到粉状的驱油剂。
4.根据权利要求2或3所述的部分支化部分交联聚合物驱油剂的制备方法，其特征在于，在10～30℃的温度下，丙烯酰胺溶液、二甲基二烯丙基氯化铵溶液、碳酸铵溶液依次加入反应器，在搅拌下通入氮气，充分排出反应体系中氧气后，再依次加入过硫酸钾溶液和亚硫酸氢钠溶液，引发聚合反应，待反应体系粘度明显增加，停止通氮气与搅拌，停止加热，让反应自身放热使聚合反应继续发生，在这过程中隔绝反应热量散失，进行绝热聚合。
5.根据权利要求2或3所述的部分支化部分交联聚合物驱油剂的制备方法，其特征在于，溶解各组分的去离子水的总量为各原料组分总量的3～4倍。
6.根据权利要求4所述的部分支化部分交联聚合物驱油剂的制备方法，其特征在于，溶解各组分的去离子水的总量为各原料组分总量的3～4倍。
7.根据权利要求2或3所述的部分支化部分交联聚合物驱油剂的制备方法，其特征在于，100份丙烯酰胺溶于250～360份的去离子水中配成溶液；0.2～5份的二甲基二烯丙基氯化铵溶于10-50份的去离子水中配成溶液；0～3份碳酸钠溶于0～20份的去离子水中配成溶液；0.01～0.05份过硫酸钾溶于10～20份去离子水中配成溶液；0.002～0.06份亚硫酸氢钠溶于10～20份去离子水中配成溶液。
8.根据权利要求4所述的部分支化部分交联聚合物驱油剂的制备方法，其特征在于，100份丙烯酰胺溶于250～360份的去离子水中配成溶液；0.2～5份的二甲基二烯丙基氯化铵胺溶于10-50份的去离子水中配成溶液；0～3份碳酸钠溶于0～20份的去离子水中配成溶液；0.01～0.05份过硫酸钾溶于10～20份去离子水中配成溶液；0.002～0.06份亚硫酸氢钠溶于10～20份去离子水中配成溶液。
9.根据权利要求5所述的部分支化部分交联聚合物驱油剂的制备方法，其特征在于，100份丙烯酰胺溶于250～360份的去离子水中配成溶液；0.2～5份的二甲基二烯丙基氯化铵溶于10-50份的去离子水中配成溶液；0～3份碳酸钠溶于0～20份的去离子水中配成溶液；0.01～0.05份过硫酸钾溶于10～20份去离子水中配成溶液；0.002～0.06份亚硫酸氢钠溶于10～20份去离子水中配成溶液。
10.根据权利要求6所述的部分支化部分交联聚合物驱油剂的制备方法，其特征在于，100份丙烯酰胺溶于250～360份的去离子水中配成溶液；0.2～5份的二甲基二烯丙基氯化铵胺溶于10-50份的去离子水中配成溶液；0～3份碳酸钠溶于0～20份的去离子水中配成溶液；0.01～0.05份过硫酸钾溶于10～20份去离子水中配成溶液；0.002～0.06份亚硫酸氢钠溶于10～20份去离子水中配成溶液。
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|---|---|
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106634884A (zh) * | 2016-12-21 | 2017-05-10 | 石家庄华莱鼎盛科技有限公司 | 钻井液用仿生固壁剂及其制备方法 |
| CN107955593A (zh) * | 2017-05-19 | 2018-04-24 | 四川大学 | 一种部分交联部分支化共聚物驱油剂及其制备方法 |
| CN109232798A (zh) * | 2017-07-10 | 2019-01-18 | 中国石油化工股份有限公司 | 丙烯酰胺共聚物及其制备方法与应用 |
| CN109266322A (zh) * | 2018-09-10 | 2019-01-25 | 四川大学 | 一种具有高韧性的聚丙烯酰胺凝胶驱油剂及其制备方法 |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2923701A (en) * | 1955-05-02 | 1960-02-02 | American Cyanamid Co | Composition comprising a linear copolymer of a quaternary ammonium compound and an ethylenically unsaturated copolymerizable compound |
| US5110883A (en) * | 1988-09-12 | 1992-05-05 | The Dow Chemical Company | Process for the production of high molecular weight copolymers of diallylammonium monomers and acrylamide monomers in solution |
| CN1246487A (zh) * | 1999-08-05 | 2000-03-08 | 石油勘探开发科学研究院油田化学研究所罗文利 | 高分子量阳离子聚合物的制备 |
| CN101475667A (zh) * | 2009-01-23 | 2009-07-08 | 成都理工大学 | 一种耐温抗盐高效凝胶及其制备方法和用途 |
| CN102181010A (zh) * | 2011-04-14 | 2011-09-14 | 孙安顺 | 抗高温高盐聚合物驱油剂的制备方法 |
| CN102372807A (zh) * | 2010-08-23 | 2012-03-14 | 中国石油化工股份有限公司 | 驱油用耐温抗盐阴离子型聚丙烯酰胺的制备方法 |
| CN103509154A (zh) * | 2012-06-28 | 2014-01-15 | 中国石油化工股份有限公司 | 两性离子型聚丙烯酰胺的制备方法 |
| CN104448125A (zh) * | 2013-09-24 | 2015-03-25 | 中国石油化工股份有限公司 | 两性疏水缔合聚合物及其制备方法 |
-
2015
- 2015-08-07 CN CN201510482896.6A patent/CN105153361B/zh active Active
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2923701A (en) * | 1955-05-02 | 1960-02-02 | American Cyanamid Co | Composition comprising a linear copolymer of a quaternary ammonium compound and an ethylenically unsaturated copolymerizable compound |
| US5110883A (en) * | 1988-09-12 | 1992-05-05 | The Dow Chemical Company | Process for the production of high molecular weight copolymers of diallylammonium monomers and acrylamide monomers in solution |
| CN1246487A (zh) * | 1999-08-05 | 2000-03-08 | 石油勘探开发科学研究院油田化学研究所罗文利 | 高分子量阳离子聚合物的制备 |
| CN101475667A (zh) * | 2009-01-23 | 2009-07-08 | 成都理工大学 | 一种耐温抗盐高效凝胶及其制备方法和用途 |
| CN102372807A (zh) * | 2010-08-23 | 2012-03-14 | 中国石油化工股份有限公司 | 驱油用耐温抗盐阴离子型聚丙烯酰胺的制备方法 |
| CN102181010A (zh) * | 2011-04-14 | 2011-09-14 | 孙安顺 | 抗高温高盐聚合物驱油剂的制备方法 |
| CN103509154A (zh) * | 2012-06-28 | 2014-01-15 | 中国石油化工股份有限公司 | 两性离子型聚丙烯酰胺的制备方法 |
| CN104448125A (zh) * | 2013-09-24 | 2015-03-25 | 中国石油化工股份有限公司 | 两性疏水缔合聚合物及其制备方法 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 吕生华等: "二甲基二烯丙基氯化铵与丙烯酰胺共聚物的结构表征及应用", 《精细化工》 * |
| 毕可臻等: "二甲基二烯丙基氯化铵和丙烯酰胺共聚物的合成研究进展", 《精细化工》 * |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106634884A (zh) * | 2016-12-21 | 2017-05-10 | 石家庄华莱鼎盛科技有限公司 | 钻井液用仿生固壁剂及其制备方法 |
| CN106634884B (zh) * | 2016-12-21 | 2017-10-17 | 石家庄华莱鼎盛科技有限公司 | 钻井液用仿生固壁剂及其制备方法 |
| CN107955593A (zh) * | 2017-05-19 | 2018-04-24 | 四川大学 | 一种部分交联部分支化共聚物驱油剂及其制备方法 |
| CN107955593B (zh) * | 2017-05-19 | 2020-06-19 | 四川大学 | 一种部分交联部分支化共聚物驱油剂及其制备方法 |
| CN109232798A (zh) * | 2017-07-10 | 2019-01-18 | 中国石油化工股份有限公司 | 丙烯酰胺共聚物及其制备方法与应用 |
| CN109232798B (zh) * | 2017-07-10 | 2021-03-16 | 中国石油化工股份有限公司 | 丙烯酰胺共聚物及其制备方法与应用 |
| CN109266322A (zh) * | 2018-09-10 | 2019-01-25 | 四川大学 | 一种具有高韧性的聚丙烯酰胺凝胶驱油剂及其制备方法 |
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| Publication number | Publication date |
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