一种三元胺参与合成的交联型聚合物驱油剂及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明设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】
[0002] 根据油田开发阶段的不同，石油开采一般分为=个阶段：利用油层能量开采石油 的一次采油，运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=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=次采油方法。发展较为成熟的=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。而化学驱的核屯、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W与调剖堵水剂结合使用，兼具一定的渗透率调节作用。
[0003] 作为人工合成的水溶性高分子，W聚丙締酷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。按照聚丙締酷胺的结构划分， 又可W分为线性聚丙締酷胺和交联型聚丙締酷胺。
[0004] 交联型的聚丙締酷胺可作调剖堵水剂使用，因为其良好的体膨性对高渗层可进行 调剖处理调节其渗透率。但是，完全交联的聚丙締酷胺由于交联度高，硬度大，变形性差， 在孔隙中运移困难，不能起到驱油剂的作用，因此在S次采油中的使用受到限制。中国专 利CN102731718A公开了一种W醒基氨反应的自交联聚丙締酷胺，其施工方便，成胶稳定， 对孔隙的调剖效果好，在石油开采的注聚工艺中广泛应用。中国专利CN1796484A公开了一 种W丙締酷胺和丙締酸作为主剂，W膨润±或高岭±作为增强剂，N，N-亚甲基双丙締酷胺 为交联剂制备共聚交联型的颗粒调剖剂。部分水解的线性聚丙締酷胺（HPAM)作为驱油剂 使用主要是基于其增大水溶液的粘度起到的增大波及体积，改善流度比的作用。中国专利 CN00111320报道合成了相对分子质量为2800-3600万的阴离子型的聚丙締酷胺。此外，中 国专利CN102964519A公布了一种超高分子量两性聚丙締酷胺，其相对分子质量最高可达 到4280万。然而在高溫高盐及非均质严重的油藏条件下，HPAM形成的聚合物溶液对高渗 层的封堵能力较差，不利于在非均质地层中有效调节渗透率，且HPAM老化严重，粘度急剧 下降，对非均质地层的适应性差，难W满足提高采收率的要求。
【发明内容】
阳0化]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具有部分 支化部分交联结构的=元胺参与合成的交联型聚合物驱油剂，W提高驱油剂的耐溫抗盐性 能和抗老化性能；本发明的第二个目的是提供所述=元胺参与合成的交联型聚合物驱油剂 的制备方法。
[0006] 针对本发明的首要目的，本发明提供的=元胺参与合成的交联型聚合物驱油剂， 采用五甲基二乙締S胺（PMTDA)作为功能单体及交联剂，硫酸钟-亚硫酸氨钢作为引发体 系，PMTDA先通过引发剂形成支化结构，进一步禪合终止形成部分交联结构，最终制备出部 分交联并含有大量支链结构的聚合物驱油剂。其原料组成成分W重量份计主要包括：
[0007] 丙締醜胺 100份 过硫酸钟 0胞~0.05份 亚硫酸氨钢 0脱~0.05份 五甲基二乙帰ミ胺(PDMTA) 0.025~0.108份 去离子水 230~320份。
[0008] 针对本发明的第二个目的，本发明提供的=元胺参与合成交联型聚合物驱油剂的 制备方法，主要包括如下工艺步骤：
[0009] (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；
[0010] 似聚合反应制备驱油剂，将步骤（1)配制的丙締酷胺溶液、五甲基二乙締；胺加 入反应器中，在揽拌、10~30°C下通入氮气充分排出反应器内和反应液中的氧气后，加入 过硫酸钟溶液和亚硫酸氨钢溶液引发聚合反应，待反应聚合至体系粘度明显增加，停止通 入氮气与揽拌，待体系凝胶后继续保溫2-4小时，即制备得到凝胶状驱油剂。
[0011] 为了方便驱油剂的使用，本发明可在上述=元胺参与合成交联型聚合物驱油剂的 制备方法基础上，将所制得的胶状驱油剂进行切碎、烘干、粉碎、筛分，W得到颗粒状的驱油 剂。
[0012] 在本发明所述的=元胺参与合成交联型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，与过硫酸钟和亚硫酸氨钢的加入量相关，排出氧气的 程度高，加入过硫酸钟和亚硫酸氨钢的量可W少一些，排出氧气的程度低，加入过硫酸钟和 亚硫酸氨钢的量可大一些，适当配合则都能够引发聚合反应。
[0013] 在本发明所述的=元胺参与合成交联型聚合物驱油剂的制备方法中，丙締酷胺溶 液、五甲基二乙締=胺溶液最好依次加入反应器，在揽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钟溶液和亚硫酸氨钢溶液。
[0014] 在本发明所述的=元胺参与合成交联型聚合物驱油剂的制备方法中，聚合反应的 引发溫度低，则反应进行较慢；引发溫度过高，则反应进行太快，会带来交联不完整，聚合反 应引发溫度一般可控制在10~30°c范围。
[0015] 在本发明所述的=元胺参与合成交联型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份丙締 酷胺溶于150~360份的去离子水中配成溶液；0. 025~0. 108份的五甲基二乙締=胺溶 于10-50份的去离子水中配成溶液；0. 03~0. 05份过硫酸钟溶于10~50份去离子水中 配成溶液；0. 03~0. 05份亚硫酸氨钢溶于10~50份去离子水中配成溶液。
[0016] 与现有技术相比，本发明具有W下十分突出的优点和技术效果：
[0017] 1、本发明制备的交联型聚合物驱油剂兼具交联聚丙締酷胺和线性聚丙締酷胺的 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W达到90% W上，1000ym间距下流变仪测得的粘度可高达330. 2mPaS，其交联结构提供了良好的弹性 和抗剪切能力，200ym间距下流变仪测得的弹性模量可W达到11. 9Pa。
[001引2、由于在本发明制备的交联型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締酷胺粘度低，易沉降等缺点。
[0019] 3、本发明制备的交联型聚合物驱油剂与W往的线性丙締酷胺驱油剂相比，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 W在很长的一段时间内保留在一个较高的水平，于85°C、30000矿化度盐水中老化90天，其 粘度保留率仍高达141%。
[0020] 4、本发明制备的交联型聚合物驱油剂在岩屯、中能够很好地运移，双管岩屯、渗流实 验表明其具有高效的剖面调整作用。
【附图说明】
[0021] 图1为HPAM在不同盐度下粘度随剪切速率的变化曲线。
[0022] 图2为本发明部分支化部分交联型聚合物驱油剂在不同盐度下粘度随剪切速率 的变化曲线。
[0023] 图1和图2分别为HPAM和本发明的实施例4产品在不同矿化度下粘度随剪切速 率变化曲线，可W看出，随着矿化度的增大，HPAM粘度依次降低；部分交联部分支化型聚丙 締酷胺驱油剂在纯水中的々-5^曲线明显高于其在盐水中的曲线，但矿化度从6666mg/L增 加到50000mg/L，其g-y曲线变化不大，其粘度对溶液中盐水的增加不敏感。运是由于本发 明产物特殊的部分交联部分支化结构的存在，使得未水解多支化链的分子结构及空间位阻 对阳离子进攻双电层和高价金属离子络合簇基离子均有较强的抑制