一种驱油用抗温抗盐聚丙烯酰胺及其合成方法与流程

本发明属于石油开采，具体涉及一种驱油用抗温抗盐聚丙烯酰胺及其合成方法。

背景技术：

1、三次采油是提高原油采收率的主要措施之一，其中聚合物驱油法占有重要地位。聚合物驱油是通过在注入水中加入一定量的聚合物，来增加注入水的粘度，改善油水流度比，增加了注入水的渗流阻力，使低渗透层或低而未水淹层的吸水量增加，扩展了注入水在油层平面上的触及面积和油层纵向上的水淹厚度，然后扩展波及体积，将水驱时未动用的原油驱替出来，从而达到提高原油采收率的目的。

2、目前驱油用聚合物主要是聚丙烯酰胺，聚丙烯酰胺在高温条件下会发生明显的分子降解和水解作用。随着水解反应进行，聚丙烯酰胺的水解度增加，溶液粘度上升，当水解度超过30%后，粘度呈下降趋势，如果水矿化度高，特别是二价阳离子含量高（硬度大）时，粘度更是大幅度下降，起不到良好的提高采收率的作用。因此，迫切需要一种提高丙烯酰胺类聚合物在高温高矿化度条件下水解稳定性的方法。目前，许多研究者展开了大量的研究，从分子结构设计的思路着手，设计合成了多元组合共聚物、疏水缔合水溶性聚合物、两性离子聚合物以及新型分子结构的共聚物等耐温抗盐聚合物产品。

3、cn104448121a公开了一种聚丙烯酰胺及其制备方法，该方法包括：配制丙烯酰胺和耐温抗盐单体水溶液，用无机碱性化合物调节ph至5-10；向丙烯酰胺和耐温抗盐单体水溶液中加入分子量调节剂；在水溶液聚合条件下，在惰性气体保护下，将引发体系与丙烯酰胺和耐温抗盐单体水溶液接触，得到聚合物凝胶。将聚合物凝胶进行一次造粒、水解、二次造粒、干燥、粉碎和筛分。在该发明中，通过分子量调节剂可以控制共聚物分子量800-1000万；且该聚丙烯酰胺在高温和高矿度下具有很好的增粘效果，能广范用于石油化工领域，特别是作为中低渗透高温高盐油藏三次采油驱油剂。但是上述的聚丙烯酰胺在高矿化度的回注水中的增黏效果不佳，影响了其应用效果。

4、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，没有表面活性剂驱油的功能。

技术实现思路

1、本发明针对现有技术的不足而提供一种驱油用抗温抗盐聚丙烯酰胺及其合成方法。本发明具有合成工艺简单、无副产物的优点；同时具有耐温、耐剪切、降粘效果好的特点。

2、为了实现上述目的，本发明的目的之一公开了一种驱油用抗温抗盐聚丙烯酰胺，所述的聚丙烯酰胺分子结构式如下：

3、

4、其中：

5、a=50000-500000；

6、b=5000-100000；

7、c=10000-200000；

8、d=2500-50000。

9、优选地，所述的驱油用抗温抗盐聚丙烯酰胺粘均分子量为20000000-30000000。

10、本发明另一个目的公开了上述聚丙烯酰胺的合成方法，所述合成方法的具体步骤如下：

11、（1）将反应釜通入氮气，置换掉反应釜中的空气，反应釜中依次加入丙烯酰胺、4,4'-二氨基二苯乙烯-2,2'-二磺酸、乙烯基三乙氧基硅烷、4-酰基-18-冠醚、十二烷基酚聚氧乙烯醚、羟乙基纤维素、磷酸二氢钾、去离子水，搅拌均匀，用氢氧化钠溶液调节ph8-8.5；

12、（2）高位滴加槽加入引发剂，缓慢向反应釜滴加，搅拌反应，直到溶液开始变得粘稠，继续反应60-70min，继续升温到70-75℃，保温反应50-60min，得到粘稠的混合液，用氢氧化钠溶液调节ph7-7.5；

13、（3）将上述混合液体进行烘干造粒，得到直径为0.5-2.0mm的固体颗粒，即产品驱油用抗温抗盐聚丙烯酰胺。

14、在本发明中，优选地，基于1摩尔份的丙烯酰胺，所述4,4'-二氨基二苯乙烯-2,2'-二磺酸、乙烯基三乙氧基硅烷、4-酰基-18-冠醚的用量分别为0.1-0.2摩尔份、0.2-0.4摩尔份、0.05-0.1摩尔份。

15、在本发明中，优选地，步骤（1）中所述十二烷基酚聚氧乙烯醚、羟乙基纤维素、磷酸二氢钾、去离子水与丙烯酰胺的重量比为0.05-0.1：0.1-0.2：0.02-0.04：8-10：1。

16、在本发明中，优选地，步骤（2）中所述发剂为过硫酸盐与亚硫酸氢钠的混合溶液

17、优选情况下，所述引发剂与丙烯酰胺的重量比为0.3-0.6：1。

18、优选情况下，所述过硫酸盐的浓度为10-15wt%，亚硫酸氢钠的浓度为4-6wt%。

19、优选情况下，所述过硫酸盐为过硫酸钾、过硫酸铵、过硫酸钠中的一种。

20、本发明的驱油用抗温抗盐聚丙烯酰胺合成的反应方程式如下：

21、

22、

23、本发明的驱油用抗温抗盐聚丙烯酰胺是以丙烯酰胺、4,4'-二氨基二苯乙烯-2,2'-二磺酸、乙烯基三乙氧基硅烷、4-酰基-18-冠醚为单体的四元高分子聚合物，其中丙烯酰胺是主体，其余三种单体改善产品性能。4,4'-二氨基二苯乙烯-2,2'-二磺酸含有两个磺酸基，可以大幅度降低产品的表界面张力，同时引进了苯环结构，提高了耐温能力和耐盐能力；乙烯基三乙氧基硅烷属于特殊表面活性剂，比常规表面活性剂具有更低的界面张力，可以更好的结合原油；4-酰基-18-冠醚属于表面活性剂，一方面合成的时候起到相转移作用，另一方面可以降低表界面张力，而且环状结构提高了耐温能力和耐盐能力；十二烷基酚聚氧乙烯醚是乳化剂，羟乙基纤维素是分散剂，有助于提升聚合质量。

24、本发明与现有技术相比具有如下优点和有益效果：

25、（1）本发明的驱油用抗温抗盐聚丙烯酰胺合成方法为一锅法，原材料来源广泛，合成工艺简单，没有副产物，不存在环境污染；

26、（2）本发明的驱油用抗温抗盐聚丙烯酰胺具有较好耐温能力，120℃放置24h后粘度保持率大于98%；

27、（3）本发明的驱油用抗温抗盐聚丙烯酰胺具有较强抗剪切能力，50℃、170s-的条件下，经过2h剪切，粘度保持率大于95%。

28、（4）本发明的驱油用抗温抗盐聚丙烯酰胺具有较好的原油降粘效果，8000mpa·s的原油降粘效果不低于99%。

技术特征：

1.一种驱油用抗温抗盐聚丙烯酰胺的合成方法，其特征在于，所述合成方法的具体步骤如下：

2.根据权利要求1所述一种驱油用抗温抗盐聚丙烯酰胺的合成方法，其特征在于，基于1摩尔份的丙烯酰胺，所述4,4'-二氨基二苯乙烯-2,2'-二磺酸、乙烯基三乙氧基硅烷、4-酰基-18-冠醚的用量分别为0.1-0.2摩尔份、0.2-0.4摩尔份、0.05-0.1摩尔份。

3.根据权利要求1所述一种驱油用抗温抗盐聚丙烯酰胺的合成方法，其特征在于，步骤（1）中所述十二烷基酚聚氧乙烯醚、羟乙基纤维素、磷酸二氢钾、去离子水与丙烯酰胺的重量比为0.05-0.1：0.1-0.2：0.02-0.04：8-10：1。

4.根据权利要求1所述一种驱油用抗温抗盐聚丙烯酰胺的合成方法，其特征在于，步骤（2）中所述发剂为过硫酸盐与亚硫酸氢钠的混合溶液。

5.根据权利要求1或4所述一种驱油用抗温抗盐聚丙烯酰胺的合成方法，其特征在于，所述引发剂与丙烯酰胺的重量比为0.3-0.6：1。

6.根据权利要求4所述一种驱油用抗温抗盐聚丙烯酰胺的合成方法，其特征在于，所述过硫酸盐的浓度为10-15wt%，亚硫酸氢钠的浓度为4-6wt%。

7.根据权利要求4所述一种驱油用抗温抗盐聚丙烯酰胺的合成方法，其特征在于，所述过硫酸盐为过硫酸钾、过硫酸铵、过硫酸钠中的一种。

8.一种驱油用抗温抗盐聚丙烯酰胺，其特征在于，所述的聚丙烯酰胺分子结构式如下：

9.根据权利要求8所述一种驱油用抗温抗盐聚丙烯酰胺，其特征在于，所述的驱油用抗温抗盐聚丙烯酰胺粘均分子量为20000000-30000000。

技术总结
本发明属于石油开采技术领域，具体涉及一种驱油用抗温抗盐聚丙烯酰胺及其合成方法。所述合成方法如下：将反应釜通入氮气，置换掉反应釜中的空气，反应釜中依次加入丙烯酰胺、4,4'‑二氨基二苯乙烯‑2,2'‑二磺酸、乙烯基三乙氧基硅烷、4‑酰基‑18‑冠醚、十二烷基酚聚氧乙烯醚、羟乙基纤维素、磷酸二氢钾、去离子水，搅拌均匀，调节pH值；高位滴加槽加入引发剂，缓慢向反应釜滴加，搅拌反应，直到溶液开始变得粘稠，继续反应，继续升温，保温反应，得到粘稠的混合液，调节pH值；烘干造粒，得到产品聚丙烯酰胺。本发明具有合成工艺简单、无副产物的优点；同时具有耐温、耐剪切、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：2024/4/17