[发明专利]一种黄原胶接枝共聚物驱油剂及其制法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及三次采油领域水溶性聚合物，具体涉及一种黄原胶接枝共聚物驱油剂及其制备方法和用途。

背景技术

在国内油田已普遍进入高含水开发期的今天，以高分子量部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)为主要代表的聚合物驱提高原油采收率技术已经日见成效，且在低温、低盐的一、二类油藏中得到广泛使用。但针对三类油藏中高温、高盐的地层条件特点，高分子量部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)存在耐盐性差、易水解、易降解、与钙、镁等二价金属离子络合易生成沉淀等问题，使其在三类油藏中的实际驱油效率大幅度下降。

目前针对三类地层条件的油藏资源(地层温度70～95℃，地层矿化度10000～30000mg/L)，全世界范围内仍没有成熟的、工业化、商品化的聚合物驱油剂产品问世。为了解决上述问题、提高三类油藏采收率，研发适应高温、高盐地层条件的驱油剂已经成为工业界、学术界研发的重点领域。

黄原胶(Xanthan gum，XG)是由D-葡萄糖、D-甘露糖、D-葡萄糖醛酸、乙酰基、丙酮酸组成的高分子酸性杂多糖，是集增稠、悬浮、乳化、稳定作用于一体，性能较为优越的生物胶。与HPAM相比，黄原胶作为驱油剂使用具有以下优点：其溶液在高温、高矿化度条件下仍具有相对较高的黏度值；抗机械剪切能力强；溶液不易被储层岩石吸附等。

对于高温高盐的三类油藏条件下，虽然黄原胶较HPAM具有较明显的优势，但仍无法完全满足三类油藏的要求，主要由于黄原胶存在以下缺点：①黄原胶溶液耐生物降解能力差，容易造成溶液黏度损失；②耐热稳定性差，在高温高盐的条件下易发生降解；③提高原油采收率程度不明显。

通过对黄原胶进行接枝共聚改性，将丙烯酰胺及带有耐温抗盐性能的单体接枝到黄原胶上，在保持黄原胶原有耐温耐盐优异性能的同时可以提高其黏弹性、耐热及生物稳定性。

对比文献1(黄原胶与丙烯酰胺接枝共聚反应的研究，应用化工，2007，36(12)：1163)公开了一种黄原胶-g-丙烯酰胺接枝共聚物(XG-g-AM)的制备方法：在250mL三口烧瓶中，加入1g黄原胶和100mL蒸馏水，放置过夜，充分搅拌使黄原胶完全溶解。将三口烧瓶放在恒温水浴锅中，在反应温度下搅拌并通氮气保护，加入一定量的过硫酸铵和丙烯酰胺，反应至预定时间后，中止反应，冷却。将产物用过量丙酮沉淀，50℃下完全干燥，得到接枝共聚粗产物。将粗产品用体积比为80∶20的甲醇-水混合溶剂在索氏提取器中萃取12h以上，以除去PAM均聚物，抽提剩余物用蒸馏水反复洗涤，得到XG-g-AM接枝共聚物。

对比文献2(Synthesis and Study of Metal Ion Sorption Capacity of Xanthan Gum-g-2-Acrylamido-2-Methyl-1-Propane Sulphonic Acid，J Appl Polym Sci，2007，104：470)公开了一种黄原胶-g-(2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸)接枝共聚物(XG-g-AMPS)的制备方法：在三口烧瓶中，加入定量的黄原胶蒸馏水，使黄原胶完全溶解，加入一定量的硫脲、AMPS和硫酸溶液，通氮气除氧，30分钟后加入定量的溴酸钾溶液引发聚合，反应至预定时间后，中止反应，冷却。将产物用过量丙酮沉淀，得到接枝共聚粗产物。将粗产品用甲醇-水混合溶剂洗去均聚物，得到XG-g-AMPS接枝共聚物。

与黄原胶相比，对比文献报道的XG-g-AM、XG-g-AMPS耐温性及生物稳定性有了一定程度的改善，但仍无法作为三次采油驱油剂使用，主要由于：XG-g-AM溶解速度太慢、滤过比高，不符合油田现场作业的要求；而XG-g-AMPS接枝率低，注入到地层中易沉积，无法起到驱油作用。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：

针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种耐温抗盐型黄原胶接枝共聚物驱油剂，提高黄原胶驱油剂的黏弹性、耐热及生物稳定性，在高温高盐油藏使用时，驱油效果提高。

本发明的产品技术方案是：

一种黄原胶接枝共聚物驱油剂，其结构式如(1)式所示：

式中黄原胶重复单元可缩写为XG。

在(1)式中：

n值为所选用的黄原胶大分子上的重复单元数，所选用的黄原胶大分子的相对分子质量为200万～600万，n值的范围相应确定。

[X]为下列中的至少两种形成的重复单元：丙烯酰胺(AM)、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)、N-乙烯基吡咯烷酮(NVP)和N，N-二甲基丙烯酰胺(DMAM)；