一种耐高温驱油用聚丙烯酰胺及其制备方法与流程

本发明属于三次采油，具体涉及一种耐高温驱油用聚丙烯酰胺及其制备方法。

背景技术：

1、伴随着常规油气藏的大规模开采和消耗，致密砂岩气、煤层气、页岩气等低渗透特低渗、深层高温非常规油气资源亟待开发利用。由于长期受水驱的影响，低渗、特低渗油藏储层非均质性増强，孔渗性变差，形成高渗透通道，注入水容易沿高渗透层突破，致使油井大量出水，影响了油田的产能。

2、为提高原油采收率，目前主要推广聚合物驱油和三元复合驱油技术。通过注入聚丙烯酰胺水溶液，改善油水流速比，使采出物中原油含量提高。

3、聚丙烯酰胺是一种线型水溶性高分子，是水溶性高分子化合物中应用最为广泛的品种之一。在水中，易与水形成氢键，易溶于水，水化后具有较大的水动力学体积。

4、聚丙烯酰胺调驱剂在油田增产方面被广泛应用，但是聚丙烯酰胺在地层水中容易水解，同时对地层水中的一些离子较为敏感，因此聚合物粘度会很快下降，再加之聚合物溶液在储层孔隙中经过强剪切后其聚合物分子链会发生变形和断裂，导致聚合物溶液粘度迅速下降，聚合物溶液会沿着储层的大孔道流动，降低了调驱聚合物的波及系数，从而影响了驱油效果。

5、cn104448129b公开了油田用耐高温水解共聚物、制备方法及其在采油中的应用，主要解决以往技术中存在的高温高矿化度条件下聚丙烯酰胺水解稳定性差的问题。但是该发明分子结构中没有表面活性剂单元，只能起到聚合物驱油功能，提高采收率的原理是提高驱油剖面，扩大波及体积，没有表面活性剂降粘驱油的功能。

6、cn114805677b公开了一种聚合物驱油剂及其制备方法，涉及油田化学助剂及高分子聚合领域，该方法包括：将腈类化合物、发烟硫酸和长链烯烃进行反应，得到树状支化单体；将所述树状支化单体、丙烯酰胺、丙烯酸、去离子水和ph调节剂进行混匀，得到混合溶液；向所述混合溶液中通入氮气，然后加入引发剂引发聚合反应，得到聚合物驱油剂。该发明制备的聚合物驱油剂驱油剂对钙、镁离子有很强的螯合作用，适用于高矿化度地区作业，耐盐、耐高温及较高的热稳定性能，在120℃的无氧条件下3个月后，溶液粘度仍具有较高的保留率。但是该发明的聚合物驱油剂表观粘度低于80mpa.s，堵水调剖的效果不够理想，因此会影响驱油效果。

技术实现思路

1、本发明针对现有技术的不足而提供了一种耐高温驱油用聚丙烯酰胺及其制备方法。本发明具有合成工艺简单、无副产物的优点；同时本发明具有粘度高、降粘效果好的特点。

2、为了实现上述目的：

3、本发明的目的之一公开了一种耐高温驱油用聚丙烯酰胺，所述耐高温驱油用聚丙烯酰胺分子结构式如下：

4、

5、其中：

6、a＝50000-500000；

7、b＝10000-200000；

8、c＝10000-200000；

9、d＝2000-40000。

10、优选地，所述的耐高温驱油用聚丙烯酰胺粘均分子量为：20000000-30000000。

11、本发明另一个目的公开了上述耐高温驱油用聚丙烯酰胺的制备方法，具体步骤如下：

12、(1)反应釜中依次加入丙烯酰胺、3-[n,n-二甲基-[2-(2-甲基丙-2-烯酰氧基)乙基]铵]丙烷-1-磺酸内盐、全氟辛基乙基丙烯酸酯、1-烯丙基-3-甲基咪唑对甲苯磺酸盐、op-10(十二烷基酚聚氧乙烯醚)、k12(十二烷基硫酸钠)、淀粉、羟丙基甲基纤维素、磷酸二氢钠、去离子水，将反应釜和管路用氮气吹扫10-20min，搅拌，用氢氧化钠溶液调节ph7-8；

13、(2)向反应釜中滴加引发剂，滴加完毕后，搅拌反应，直到溶液开始变得粘稠，继续反应10-30min，继续升温到75-80℃，保温反应30-60min，得到粘稠的混合液，降温到50℃以下，用氢氧化钠溶液调节ph7-8；

14、(3)将上述粘稠的混合液烘干造粒，粒径1-4mm，得到产品耐高温驱油用聚丙烯酰胺。

15、优选地，基于1摩尔份的丙烯酰胺，所述3-[n,n-二甲基-[2-(2-甲基丙-2-烯酰氧基)乙基]铵]丙烷-1-磺酸内盐、全氟辛基乙基丙烯酸酯、1-烯丙基-3-甲基咪唑对甲苯磺酸盐的用量分别为0.2-0.4摩尔份、0.2-0.4摩尔份、0.04-0.08摩尔份。

16、优选地，步骤(1)中所述op-10、k12、淀粉、羟丙基甲基纤维素、磷酸二氢钠、去离子水与丙烯酰胺的重量比为0.05-0.1：0.02-0.04：0.05-0.1：0.05-0.1：0.02-0.04：8-12：1。

17、优选地，步骤(2)中所述引发剂为过硫酸盐与亚硫酸氢钠的混合溶液，与丙烯酰胺的重量比为0.2-0.5：1。

18、更优选地，所述的过硫酸盐的浓度为8-12wt％，亚硫酸氢钠的浓度为3-5wt％。

19、更优选地，所述的过硫酸盐为过硫酸钾、过硫酸铵、过硫酸钠中的一种。

20、本发明的耐高温驱油用聚丙烯酰胺合成的反应方程式如下：

21、

22、本发明的耐高温驱油用聚丙烯酰胺是以3-[n,n-二甲基-[2-(2-甲基丙-2-烯酰氧基)乙基]铵]丙烷-1-磺酸内盐、全氟辛基乙基丙烯酸酯、1-烯丙基-3-甲基咪唑对甲苯磺酸盐为单体的四元高分子聚合物，具有降粘、堵水调剖、降阻的功能，可以提高水驱的波及体积，从而可以提高驱油效果。其中，丙烯酰胺为聚合物主体；3-[n,n-二甲基-[2-(2-甲基丙-2-烯酰氧基)乙基]铵]丙烷-1-磺酸内盐为两性表面活性剂，可以在驱油时降低油水界面张力，降低原油粘度，提高驱油效果；全氟辛基乙基丙烯酸酯为典型的含氟特殊表面活性剂，可以大幅度降低本发明与原油的界面张力，含氟亲油基可以与原油无动力相溶，提高驱油效果；1-烯丙基-3-甲基咪唑对甲苯磺酸盐为两性表面活性剂，与上述表面活性剂单体相互补充，从而提高驱油效果。op-10、k12为乳化剂，淀粉、羟丙基甲基纤维素为乳化分散剂，一方面可以提高聚合质量、均匀程度，加大聚合物的分子量，提高本发明的粘度，另一方面由于自身是表面活性剂，可以加强驱油效果。

23、本发明与现有技术相比具有如下优点和有益效果：

24、(1)本发明的耐高温驱油用聚丙烯酰胺具有高表观粘度的特点，0.2wt％浓度的表观粘度最高可以达到132mpa·s；

25、(2)本发明的耐高温驱油用聚丙烯酰胺具有较好的高温降粘效果，0.2wt％浓度在80℃下对8500mpa·s的原油降粘率最高可以达到98.9％。

技术特征：

1.一种耐高温驱油用聚丙烯酰胺的制备方法，其特征在于，所述的制备方法的具体步骤如下：

2.根据权利要求1所述一种耐高温驱油用聚丙烯酰胺的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述op-10、k12、淀粉、羟丙基甲基纤维素、磷酸二氢钠、去离子水与丙烯酰胺的重量比为0.05-0.1：0.02-0.04：0.05-0.1：0.05-0.1：0.02-0.04：8-12：1。

3.根据权利要求1所述一种耐高温驱油用聚丙烯酰胺的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述引发剂为过硫酸盐与亚硫酸氢钠的混合溶液，与丙烯酰胺的重量比为0.2-0.5：1。

4.根据权利要求3所述一种耐高温驱油用聚丙烯酰胺的制备方法，其特征在于，所述的过硫酸盐的浓度为8-12wt％，亚硫酸氢钠的浓度为3-5wt％。

5.根据权利要求3所述一种耐高温驱油用聚丙烯酰胺的制备方法，其特征在于，所述的过硫酸盐为过硫酸钾、过硫酸铵、过硫酸钠中的一种。

6.一种耐高温驱油用聚丙烯酰胺，其特征在于，所述耐高温驱油用聚丙烯酰胺分子结构式如下：

7.根据权利要求6所述一种耐高温驱油用聚丙烯酰胺，其特征在于，所述的耐高温驱油用聚丙烯酰胺粘均分子量为：20000000-30000000。

技术总结
本发明属于三次采油技术领域，具体涉及一种耐高温驱油用聚丙烯酰胺及其制备方法。所述制备方法如下：反应釜中依次加入丙烯酰胺、3‑[N,N‑二甲基‑[2‑(2‑甲基丙‑2‑烯酰氧基)乙基]铵]丙烷‑1‑磺酸内盐、全氟辛基乙基丙烯酸酯、1‑烯丙基‑3‑甲基咪唑对甲苯磺酸盐、OP‑10、K12、淀粉、羟丙基甲基纤维素、磷酸二氢钠、去离子水，搅拌，调节pH7‑8；滴加引发剂，搅拌反应，继续升温，保温反应，得到粘稠的混合液，降温到50℃以下，调节pH7‑8；将上述粘稠的混合液烘干造粒，得到产品。本发明具有合成工艺简单、无副产物的优点；同时本发明具有粘度高、降粘效果好的特点。

技术研发人员：封兰芬,王建
受保护的技术使用者：东营市盛聚化工有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/4