本發(fā)明涉及聚合物驅(qū)油，尤其涉及一種綠色耐鹽接枝聚合物驅(qū)油劑及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、聚合物驅(qū)是海上油田提高采收率的重要方法之一。聚合物驅(qū)提高采收率的主要原理是通過向地層注入高粘度聚合物水溶液，減小原油與注入水之間的流度比，擴大波及范圍，從而提高原油采收率。目前部分海上油田周圍淡水資源匱乏，如果開展聚合物驅(qū)，需要選擇以海水為溶劑配制聚合物溶液。海水礦化度高（大于3萬mg/l）、鈣鎂離子濃度高（鈣離子濃度大于350?mg/l、鎂離子濃度大于1100?mg/l），常用的聚合物驅(qū)油劑線形部分水解聚丙烯酰胺（hpam）由于抗鹽性較差無法適用（增粘效果差），因此迫切需要開發(fā)出能適應(yīng)海水特性的增粘聚合物。

2、向hpam中引入少量疏水單體，制備疏水改性聚丙烯酰胺是提高h(yuǎn)pam抗鹽性常用方法之一。疏水改性聚丙烯酰胺可以通過分子間疏水基團的締合作用，形成超分子聚集體，甚至網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，克服高礦化度下hpam分子鏈易卷曲的缺點，從而提高聚合物的抗鹽性。不過疏水單體加入過高時會影響聚合物的水溶性。改變線形hpam的結(jié)構(gòu)為支化或者星形結(jié)構(gòu)，是提高其抗鹽性的另外一種方法。支化和星形結(jié)構(gòu)聚合物的分子鏈抗卷曲性能強，因此抗鹽性比線形聚合物好。目前未見海藻酸鈉接枝聚合物作為驅(qū)油劑的報道。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是提供一種綠色耐鹽接枝聚合物驅(qū)油劑及其制備方法，采用海藻酸鈉、丙烯酰胺、非離子疏水單體為反應(yīng)原料，通過先低溫絕熱聚合再水解的工藝制備得到綠色耐鹽接枝聚合物驅(qū)油劑，該綠色耐鹽接枝聚合物驅(qū)油劑中海藻酸鈉含量大于10%，能有效增粘海水，實現(xiàn)高溫條件下聚合物海水溶液驅(qū)提高原油采收率。

2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

3、第一方面，本發(fā)明提供一種綠色耐鹽接枝聚合物驅(qū)油劑的制備方法，包括如下步驟：

4、s1、在氧化還原引發(fā)劑和偶氮引發(fā)劑的作用下，丙烯酰胺、包含碳碳雙鍵的非離子疏水單體和海藻酸鈉在惰性氣體保護(hù)下于水中進(jìn)行聚合反應(yīng)，得到聚合物；

5、s2、將所述聚合物在堿性溶液中進(jìn)行水解，得到所述綠色耐鹽接枝聚合物驅(qū)油劑。

6、基于以上技術(shù)方案，本發(fā)明采用海藻酸鈉、丙烯酰胺和非離子疏水單體為原料，通過先低溫引發(fā)絕熱聚合再水解的工藝制備一種支化形海藻酸鈉接枝疏水改性聚丙烯酰胺。海藻酸鈉自身與鈣鎂離子有強相互作用，可以削弱鈣鎂離子對聚丙烯酰胺分子鏈的影響，同時利用支化結(jié)構(gòu)和疏水結(jié)構(gòu)提高聚合物的抗鹽性。另外，海藻酸鈉為天然高分子，其在本發(fā)明驅(qū)油劑中的含量較高，滿足了綠色化學(xué)品的特征。

7、上述的綠色耐鹽接枝聚合物驅(qū)油劑的制備方法中，所述聚合反應(yīng)的溫度可為0～80℃，如5℃，在絕熱反應(yīng)器中進(jìn)行（反應(yīng)器密封），聚合反應(yīng)至體系溫度不再上升時結(jié)束。

8、上述的綠色耐鹽接枝聚合物驅(qū)油劑的制備方法中，所述海藻酸鈉可為中粘海藻酸鈉，優(yōu)選粘度為150～500?mpa·s，如200±20mpa·s；其中，粘度測定方法為：配制10%的海藻酸鈉水溶液，35℃下采用布氏粘度計，0#轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)速1rpm測定；

9、所述海藻酸鈉具體可以10?wt%的水溶液的形式添加；

10、所述海藻酸鈉的質(zhì)量可為單體總量（海藻酸鈉、丙烯酰胺和非離子疏水單體）的10%～15%，如10%、15%。

11、上述的綠色耐鹽接枝聚合物驅(qū)油劑的制備方法中，所述包含碳碳雙鍵的非離子疏水單體為烯丙基脂肪醇聚氧乙烯醚；

12、所述包含碳碳雙鍵的非離子疏水單體的質(zhì)量可為單體總量（海藻酸鈉、丙烯酰胺和非離子疏水單體）的0.5%～1.0%，如0.5%、1.0%。

13、其中，所述烯丙基脂肪醇聚氧乙烯醚的制備，包括如下步驟：

14、將脂肪醇聚氧乙烯醚o-9和氫氧化鈉于惰性氣體中加熱進(jìn)行第一次反應(yīng)，反應(yīng)完畢后加入烯丙基氯進(jìn)行第二次反應(yīng)，得到所述烯丙基脂肪醇聚氧乙烯醚。

15、具體地，所述脂肪醇聚氧乙烯醚o-9和所述氫氧化鈉的摩爾比為1：1.2。

16、具體地，所述第一次反應(yīng)的溫度為120℃，時間為2小時；

17、具體地，所述烯丙基氯與所述脂肪醇聚氧乙烯醚o-9的摩爾比為1.1：1；

18、具體地，所述第二次反應(yīng)的溫度小于60℃，在不加熱的條件下反應(yīng)2小時。

19、上述的綠色耐鹽接枝聚合物驅(qū)油劑的制備方法中，所述丙烯酰胺、包含碳碳雙鍵的非離子疏水單體和海藻酸鈉三種單體的總質(zhì)量可占整個反應(yīng)體系的18%～23%，如18%、20%~23%、20%、23%。

20、上述的綠色耐鹽接枝聚合物驅(qū)油劑的制備方法中，所述氧化還原引發(fā)劑為過硫酸鉀和亞硫酸氫鈉；

21、所述過硫酸鉀或所述亞硫酸氫鈉在整個反應(yīng)體系中的濃度可為10?mg/l～36?mg/l，如10?mg/l、20?mg/l、30?mg/l或36?mg/l；

22、所述過硫酸鉀和所述亞硫酸氫鈉的質(zhì)量比可為1：1；

23、所述偶氮引發(fā)劑為2,2'-氮雜雙(2-咪唑啉)二鹽酸鹽（v-044）；

24、所述偶氮引發(fā)劑在整個反應(yīng)體系中的濃度可為20?mg/l～30?mg/l，如20?mg/l、25mg/l或30?mg/l。

25、上述的綠色耐鹽接枝聚合物驅(qū)油劑的制備方法中，所述惰性氣體保護(hù)具體可為氮氣保護(hù)。

26、上述的綠色耐鹽接枝聚合物驅(qū)油劑的制備方法中，所述堿性溶液可為氫氧化鈉溶液；

27、所述氫氧化鈉的質(zhì)量可為所述聚合物的2%～2.5%，如2%、2.5%。

28、上述的綠色耐鹽接枝聚合物驅(qū)油劑的制備方法中，所述水解的溫度可為60～90℃，時間可為2～6小時，具體可在80℃下水解4h。

29、本發(fā)明中，所述整個反應(yīng)體系是指由丙烯酰胺、烯丙基脂肪醇聚氧乙烯醚、海藻酸鈉、過硫酸鉀、亞硫酸氫鈉、v-044和水組成的初始體系。

30、第二方面，本發(fā)明提供上述任一項所述的制備方法得到的綠色耐鹽接枝聚合物驅(qū)油劑。

31、第三方面，本發(fā)明提供所述的綠色耐鹽接枝聚合物驅(qū)油劑提高海上油田采收率中的應(yīng)用，其中，所述綠色耐鹽接枝聚合物驅(qū)油劑以海水為溶劑。

32、其中，綠色耐鹽接枝聚合物驅(qū)油劑溶于海水后，具有良好的長期高溫穩(wěn)定性，其海水溶液能有效提高原油采收率。

33、本發(fā)明具有如下有益效果：

34、海藻酸鈉具有價格便宜、安全無毒性、可生物降解等優(yōu)點，作為線形聚糖醛酸高分子聚合物，分子鏈上分布的羥基和羧基可與ca2+、mg2+發(fā)生螯合作用，更有利于提高聚合物的抗鹽性。本發(fā)明的綠色耐鹽接枝聚合物驅(qū)油劑中海藻酸鈉含量大于10%，能有效增粘海水，實現(xiàn)高溫條件下聚合物海水溶液驅(qū)提高原油采收率。海水中綠色耐鹽接枝聚合物驅(qū)油劑比線形高分子量部分水解聚丙烯酰胺具有更高的粘度、更好的長期穩(wěn)定性、以及更好的提高原油采收率效果。

技術(shù)特征：

1.一種綠色耐鹽接枝聚合物驅(qū)油劑的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的綠色耐鹽接枝聚合物驅(qū)油劑的制備方法，其特征在于：所述聚合反應(yīng)的溫度為0～80℃，在絕熱反應(yīng)器中進(jìn)行。

3.根據(jù)權(quán)利要求1-2中任一項所述的綠色耐鹽接枝聚合物驅(qū)油劑的制備方法，其特征在于：所述海藻酸鈉為中粘海藻酸鈉，優(yōu)選粘度為150～500?mpa·s；

4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項所述的綠色耐鹽接枝聚合物驅(qū)油劑的制備方法，其特征在于：所述包含碳碳雙鍵的非離子疏水單體為烯丙基脂肪醇聚氧乙烯醚；

5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項所述的綠色耐鹽接枝聚合物驅(qū)油劑的制備方法，其特征在于：所述丙烯酰胺、包含碳碳雙鍵的非離子疏水單體和海藻酸鈉三種單體的總質(zhì)量占整個反應(yīng)體系的18%～23%。

6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項所述的綠色耐鹽接枝聚合物驅(qū)油劑的制備方法，其特征在于：所述氧化還原引發(fā)劑為過硫酸鉀和亞硫酸氫鈉；

7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一項所述的綠色耐鹽接枝聚合物驅(qū)油劑的制備方法，其特征在于：所述堿性溶液為氫氧化鈉溶液；

8.根據(jù)權(quán)利要求1-7中任一項所述的綠色耐鹽接枝聚合物驅(qū)油劑的制備方法，其特征在于：所述水解的溫度為60～90℃，時間為2～6小時。

9.權(quán)利要求1-8中任一項所述的制備方法得到的綠色耐鹽接枝聚合物驅(qū)油劑。

10.權(quán)利要求9所述的綠色耐鹽接枝聚合物驅(qū)油劑提高海上油田采收率中的應(yīng)用，其中，所述綠色耐鹽接枝聚合物驅(qū)油劑以海水為溶劑。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種綠色耐鹽接枝聚合物驅(qū)油劑及其制備方法。本發(fā)明綠色耐鹽接枝聚合物驅(qū)油劑的制備方法，包括如下步驟：S1、在氧化還原引發(fā)劑和偶氮引發(fā)劑的作用下，丙烯酰胺、包含碳碳雙鍵的非離子疏水單體和海藻酸鈉在惰性氣體保護(hù)下于水中進(jìn)行聚合反應(yīng)，得到聚合物；S2、將所述聚合物在堿性溶液中進(jìn)行水解，得到所述綠色耐鹽接枝聚合物驅(qū)油劑。本發(fā)明的綠色耐鹽接枝聚合物驅(qū)油劑中海藻酸鈉含量大于10%，能有效增粘海水，實現(xiàn)高溫條件下聚合物海水溶液驅(qū)提高原油采收率；海水中綠色耐鹽接枝聚合物驅(qū)油劑比線形高分子量部分水解聚丙烯酰胺具有更高的粘度、更好的長期穩(wěn)定性、以及更好的提高原油采收率效果。

技術(shù)研發(fā)人員：李仕超,王秀軍,王志偉,張健,趙春花,孫哲,華朝,唐青青,劉慶,方聶
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中海石油（中國）有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/9/9