一种绿色耐盐接枝聚合物驱油剂及其制备方法与流程

本发明涉及聚合物驱油，尤其涉及一种绿色耐盐接枝聚合物驱油剂及其制备方法。

背景技术：

1、聚合物驱是海上油田提高采收率的重要方法之一。聚合物驱提高采收率的主要原理是通过向地层注入高粘度聚合物水溶液，减小原油与注入水之间的流度比，扩大波及范围，从而提高原油采收率。目前部分海上油田周围淡水资源匮乏，如果开展聚合物驱，需要选择以海水为溶剂配制聚合物溶液。海水矿化度高（大于3万mg/l）、钙镁离子浓度高（钙离子浓度大于350 mg/l、镁离子浓度大于1100 mg/l），常用的聚合物驱油剂线形部分水解聚丙烯酰胺（hpam）由于抗盐性较差无法适用（增粘效果差），因此迫切需要开发出能适应海水特性的增粘聚合物。

2、向hpam中引入少量疏水单体，制备疏水改性聚丙烯酰胺是提高hpam抗盐性常用方法之一。疏水改性聚丙烯酰胺可以通过分子间疏水基团的缔合作用，形成超分子聚集体，甚至网状结构，克服高矿化度下hpam分子链易卷曲的缺点，从而提高聚合物的抗盐性。不过疏水单体加入过高时会影响聚合物的水溶性。改变线形hpam的结构为支化或者星形结构，是提高其抗盐性的另外一种方法。支化和星形结构聚合物的分子链抗卷曲性能强，因此抗盐性比线形聚合物好。目前未见海藻酸钠接枝聚合物作为驱油剂的报道。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种绿色耐盐接枝聚合物驱油剂及其制备方法，采用海藻酸钠、丙烯酰胺、非离子疏水单体为反应原料，通过先低温绝热聚合再水解的工艺制备得到绿色耐盐接枝聚合物驱油剂，该绿色耐盐接枝聚合物驱油剂中海藻酸钠含量大于10%，能有效增粘海水，实现高温条件下聚合物海水溶液驱提高原油采收率。

2、为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、第一方面，本发明提供一种绿色耐盐接枝聚合物驱油剂的制备方法，包括如下步骤：

4、s1、在氧化还原引发剂和偶氮引发剂的作用下，丙烯酰胺、包含碳碳双键的非离子疏水单体和海藻酸钠在惰性气体保护下于水中进行聚合反应，得到聚合物；

5、s2、将所述聚合物在碱性溶液中进行水解，得到所述绿色耐盐接枝聚合物驱油剂。

6、基于以上技术方案，本发明采用海藻酸钠、丙烯酰胺和非离子疏水单体为原料，通过先低温引发绝热聚合再水解的工艺制备一种支化形海藻酸钠接枝疏水改性聚丙烯酰胺。海藻酸钠自身与钙镁离子有强相互作用，可以削弱钙镁离子对聚丙烯酰胺分子链的影响，同时利用支化结构和疏水结构提高聚合物的抗盐性。另外，海藻酸钠为天然高分子，其在本发明驱油剂中的含量较高，满足了绿色化学品的特征。

7、上述的绿色耐盐接枝聚合物驱油剂的制备方法中，所述聚合反应的温度可为0～80℃，如5℃，在绝热反应器中进行（反应器密封），聚合反应至体系温度不再上升时结束。

8、上述的绿色耐盐接枝聚合物驱油剂的制备方法中，所述海藻酸钠可为中粘海藻酸钠，优选粘度为150～500 mpa·s，如200±20mpa·s；其中，粘度测定方法为：配制10%的海藻酸钠水溶液，35℃下采用布氏粘度计，0#转子，转速1rpm测定；

9、所述海藻酸钠具体可以10 wt%的水溶液的形式添加；

10、所述海藻酸钠的质量可为单体总量（海藻酸钠、丙烯酰胺和非离子疏水单体）的10%～15%，如10%、15%。

11、上述的绿色耐盐接枝聚合物驱油剂的制备方法中，所述包含碳碳双键的非离子疏水单体为烯丙基脂肪醇聚氧乙烯醚；

12、所述包含碳碳双键的非离子疏水单体的质量可为单体总量（海藻酸钠、丙烯酰胺和非离子疏水单体）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备，包括如下步骤：

14、将脂肪醇聚氧乙烯醚o-9和氢氧化钠于惰性气体中加热进行第一次反应，反应完毕后加入烯丙基氯进行第二次反应，得到所述烯丙基脂肪醇聚氧乙烯醚。

15、具体地，所述脂肪醇聚氧乙烯醚o-9和所述氢氧化钠的摩尔比为1：1.2。

16、具体地，所述第一次反应的温度为120℃，时间为2小时；

17、具体地，所述烯丙基氯与所述脂肪醇聚氧乙烯醚o-9的摩尔比为1.1：1；

18、具体地，所述第二次反应的温度小于60℃，在不加热的条件下反应2小时。

19、上述的绿色耐盐接枝聚合物驱油剂的制备方法中，所述丙烯酰胺、包含碳碳双键的非离子疏水单体和海藻酸钠三种单体的总质量可占整个反应体系的18%～23%，如18%、20%~23%、20%、23%。

20、上述的绿色耐盐接枝聚合物驱油剂的制备方法中，所述氧化还原引发剂为过硫酸钾和亚硫酸氢钠；

21、所述过硫酸钾或所述亚硫酸氢钠在整个反应体系中的浓度可为10 mg/l～36 mg/l，如10 mg/l、20 mg/l、30 mg/l或36 mg/l；

22、所述过硫酸钾和所述亚硫酸氢钠的质量比可为1：1；

23、所述偶氮引发剂为2,2'-氮杂双(2-咪唑啉)二盐酸盐（v-044）；

24、所述偶氮引发剂在整个反应体系中的浓度可为20 mg/l～30 mg/l，如20 mg/l、25mg/l或30 mg/l。

25、上述的绿色耐盐接枝聚合物驱油剂的制备方法中，所述惰性气体保护具体可为氮气保护。

26、上述的绿色耐盐接枝聚合物驱油剂的制备方法中，所述碱性溶液可为氢氧化钠溶液；

27、所述氢氧化钠的质量可为所述聚合物的2%～2.5%，如2%、2.5%。

28、上述的绿色耐盐接枝聚合物驱油剂的制备方法中，所述水解的温度可为60～90℃，时间可为2～6小时，具体可在80℃下水解4h。

29、本发明中，所述整个反应体系是指由丙烯酰胺、烯丙基脂肪醇聚氧乙烯醚、海藻酸钠、过硫酸钾、亚硫酸氢钠、v-044和水组成的初始体系。

30、第二方面，本发明提供上述任一项所述的制备方法得到的绿色耐盐接枝聚合物驱油剂。

31、第三方面，本发明提供所述的绿色耐盐接枝聚合物驱油剂提高海上油田采收率中的应用，其中，所述绿色耐盐接枝聚合物驱油剂以海水为溶剂。

32、其中，绿色耐盐接枝聚合物驱油剂溶于海水后，具有良好的长期高温稳定性，其海水溶液能有效提高原油采收率。

33、本发明具有如下有益效果：

34、海藻酸钠具有价格便宜、安全无毒性、可生物降解等优点，作为线形聚糖醛酸高分子聚合物，分子链上分布的羟基和羧基可与ca2+、mg2+发生螯合作用，更有利于提高聚合物的抗盐性。本发明的绿色耐盐接枝聚合物驱油剂中海藻酸钠含量大于10%，能有效增粘海水，实现高温条件下聚合物海水溶液驱提高原油采收率。海水中绿色耐盐接枝聚合物驱油剂比线形高分子量部分水解聚丙烯酰胺具有更高的粘度、更好的长期稳定性、以及更好的提高原油采收率效果。

技术特征：

1.一种绿色耐盐接枝聚合物驱油剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的绿色耐盐接枝聚合物驱油剂的制备方法，其特征在于：所述聚合反应的温度为0～80℃，在绝热反应器中进行。

3.根据权利要求1-2中任一项所述的绿色耐盐接枝聚合物驱油剂的制备方法，其特征在于：所述海藻酸钠为中粘海藻酸钠，优选粘度为150～500 mpa·s；

4.根据权利要求1-3中任一项所述的绿色耐盐接枝聚合物驱油剂的制备方法，其特征在于：所述包含碳碳双键的非离子疏水单体为烯丙基脂肪醇聚氧乙烯醚；

5.根据权利要求1-4中任一项所述的绿色耐盐接枝聚合物驱油剂的制备方法，其特征在于：所述丙烯酰胺、包含碳碳双键的非离子疏水单体和海藻酸钠三种单体的总质量占整个反应体系的18%～23%。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的绿色耐盐接枝聚合物驱油剂的制备方法，其特征在于：所述氧化还原引发剂为过硫酸钾和亚硫酸氢钠；

7.根据权利要求1-6中任一项所述的绿色耐盐接枝聚合物驱油剂的制备方法，其特征在于：所述碱性溶液为氢氧化钠溶液；

8.根据权利要求1-7中任一项所述的绿色耐盐接枝聚合物驱油剂的制备方法，其特征在于：所述水解的温度为60～90℃，时间为2～6小时。

9.权利要求1-8中任一项所述的制备方法得到的绿色耐盐接枝聚合物驱油剂。

10.权利要求9所述的绿色耐盐接枝聚合物驱油剂提高海上油田采收率中的应用，其中，所述绿色耐盐接枝聚合物驱油剂以海水为溶剂。

技术总结本发明公开了一种绿色耐盐接枝聚合物驱油剂及其制备方法。本发明绿色耐盐接枝聚合物驱油剂的制备方法，包括如下步骤：S1、在氧化还原引发剂和偶氮引发剂的作用下，丙烯酰胺、包含碳碳双键的非离子疏水单体和海藻酸钠在惰性气体保护下于水中进行聚合反应，得到聚合物；S2、将所述聚合物在碱性溶液中进行水解，得到所述绿色耐盐接枝聚合物驱油剂。本发明的绿色耐盐接枝聚合物驱油剂中海藻酸钠含量大于10%，能有效增粘海水，实现高温条件下聚合物海水溶液驱提高原油采收率；海水中绿色耐盐接枝聚合物驱油剂比线形高分子量部分水解聚丙烯酰胺具有更高的粘度、更好的长期稳定性、以及更好的提高原油采收率效果。技术研发人员：李仕超,王秀军,王志伟,张健,赵春花,孙哲,华朝,唐青青,刘庆,方聂受保护的技术使用者：中海石油（中国）有限公司技术研发日：技术公布日：2024/9/9