专利名称：：AM/NaAA/AMPL三元共聚物驱油剂及合成的制作方法
技术领域：
：本发明涉及到一种新型水溶性聚合物驱油剂P(AM/NaAA/AMPL)及其合成。
背景技术：
：石油开采过程分一次采油、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%。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，但经过一、二次采油的地层中还残留了大部分原油，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。聚合物驱油技术是三次采油提高采收率的主要技术，在技术和经济上都表现出极大的潜力，在国内外得到广泛地应用，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HPAM产品在剪切稳定性和耐温抗盐等方面性能还需要改进。早在1983年，Shepitka等人就针对部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)的缺点，制备出两种改性的丙烯酰胺聚合物。与HPAM相比，这两种产品显示出更好的性能，在盐水中仍保留较高的粘度(J.S.Shepitka,etal.Partiallyimidized,water-solublepolymericamides.1.Partiallyimidizedpolyacrylamideandpolymethacrylamide[J].JournalofAppliedPolymerScience,1983，28(12):3611-3617)。1987年A.M.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(A.Morad1-Araghi,D.H.Cleveland,1.J.Westerman.DevelopmentandEvaluationofEORPolymersSuitableforHostileEnvironments:11-CopolymersofAcrylamideandSodiumAMPS[J].SPEj16273-MS，1987.)。1999年，LYe等人将N-乙烯基吡咯烷酮(NVP)，2—甲基丙烯酰氧乙基一二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)(L.YejR.Huang.StudyofP(AM-NVP-DMDA)hydrophobicallyassociatingwater-solubleterpolymer[J].JournalofAppliedPolymerScience,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粘度保持率。2001年AnupomSabhapondit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，有助于提高原油米收率(AnupomSabhaponditjArunBorthakurjInamulHaque.Adsorptionbehaviorofpoly(N，N-dimethylacrylamide-co-na2-acrylamido-2-methylpropanesulfonate)onsandsurface[J].JournalofAppliedPolymerScience，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(C.R.ZhongjP.YLuojZ.B.Yejetal.CharacterizationandSolutionPropertiesofaNovelWater-solubleTer-polymerforEnhancedOilRecovery[J].PolymerBulletin,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T该聚合物以及水溶液的性能(Z.B.Ye,G.J.Gou,S.H.Gou,ff.C.Jiang,T.Y.Liu.SynthesisandCharacterizationofaWater-SolubleSulfonatesCopolymerofAcrylamideandN~allylbenzamideasEnhancedOilRecoveryChemical[J].JournalofAppliedPolymer,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提高增粘能力，引入刚性链接有助于提高聚合物溶液耐温抗盐性能。但它们在合成条件、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-烯丙基吗啡啉(AMPL)为单体，制备具有耐温、耐盐和抗剪切性能的聚合物P(AM/NaAA/AMPL)。
发明内容本发明的目的在于:为了使聚合物驱油剂具有良好的耐温、抗盐和抗剪切稀释性，特提供一种新型聚合物驱油剂的合成方法。为了达到以上目的，本发明采用以下技术方案:新型聚合物驱油剂的合成方法，其特征在于，包括以下步骤:a.将疏水单体N-烯丙基吗啡啉(AMPL)和烷基酚聚氧乙烯醚(0P-10)置于烧杯中，加入少量蒸馏水搅拌至均匀透明微乳液，转移至三口烧瓶中；b.向另一烧杯中加入丙烯酰胺(AM)、丙烯酸(AA)和一定量的蒸馏水，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；d.用20wt%Na0H溶液调节步骤c之后的溶液pH值；e.再加入一定量蒸馏水至将单体稀释到目标浓度，并向三口烧瓶中安装氮气管和搅拌装置；f.将步骤e之后的溶液在反应温度下恒温并通入N220min后，之后加入过硫酸按((NH4)2S2O8)和亚硫酸氢钠(NaHSO3)，继续恒温通入N2反应直到得到聚合物胶体。g.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。本发明的反应原理如下:权利要求1.一种水溶性AM/NaAA/AMPL三元共聚物驱油剂，其特征在于:AM/NaAA/AMPL是包含丙烯酰胺代号AM、丙烯酸钠代号NaAA(由丙烯酸和氢氧化钠配成)和N-烯丙基吗啡啉代号AMPL三种结构单元构成的三元聚合物；三元聚合物含有如下结构: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:在250ml三颈烧瓶加入0.005-0.1g上述N-烯丙基吗啡琳，再加入5.00-8.0Og丙烯酰胺和5.00-2.0Og丙烯酸，加入一定量的蒸馏水，用20w%Na0H溶液调节pH为7，配成单体总质量百分浓度15_30w%水溶液，通在30-50°C下恒温通入氮气20min;然后加入引发剂过硫酸铵溶液和亚硫酸氢钠溶液，过硫酸铵和亚硫酸氢钠摩尔比为1:1，引发剂加入量为单体总质量的0.2-0.5%，继续通入氮气10-20min,在恒温反应8h;最后用无水乙醇洗漆三次,粉碎,烘干,制得AM/NaAA/AMPL三元聚合物。3.根据权利要求1所述的水溶性聚合物驱油剂，其特征在于该水溶性聚合物驱油剂在油田的应用:将上述聚合物配制成聚合物浓度为1750mg/L的模拟地层水溶液，进行驱油试验。其中所用地层水总矿化度为5210mg/L(Na+:1770mg/L,Ca2+:102mg/L,Mg2+:17mg/L,Cr:2270mg/L,C032—:71mg/L,HC03_:749mg/L,S042—:231mg/L);所用模拟原油测得其表观粘度为70.3mPa*s(温度为65°C，剪切速率7.34s_l);所用聚合物溶液表观粘度为97.3mPa*s(温度为65°C，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823.1X10_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，用该聚合物溶液进行驱油，至含水率达98%;记录实验过程中的采出油量。结果显示，该驱油剂在实验条件下能提高模拟原油采收率10.4%。全文摘要本发明公开了一种水溶性聚合物驱油剂及其合成方法，包括以下步骤将疏水单体N-烯丙基吗啡啉(AMPL)和烷基酚聚氧乙烯醚(OP-10)置于烧杯中，加入少量蒸馏水搅拌至溶液透明，转移至三口烧瓶中；在三口烧瓶中装上氮气管和搅拌装置，并加入蒸馏水；加入丙烯酰胺(AM)和丙烯酸(AA)搅拌至完全溶解；用20wt%NaOH溶液调节pH值等于7；通入N2并恒温一段时间后，加入过硫酸铵((NH4)2S2O8)和亚硫酸氢钠(NaHSO3)反应8h得到相应聚合物。该聚合物驱油剂表现出良好的增粘、耐温、抗盐和抗剪切性，能够有效地提高模拟原油采收率10.4%。文档编号C08F220/06GK103242818SQ20131015887公开日2013年8月14日申请日期2013年5月3日优先权日2013年5月3日发明者叶仲斌,周利华,苟绍华,刘曼,蒋文超,何璇申请人:西南石油大学