[发明专利]一种耐温抗盐型采油化学助剂及其制备方法

说明书

一、技术领域

本发明涉及一种采油化学助剂及其制备方法，具体地说是一种耐温抗盐型采油化学助剂及其制备方法。

二、背景技术

石油已经成为当代最重要的能源材料之一。由于部分水解聚丙烯酰胺(PHPA)作为提高石油采收率的化学助剂时，其耐盐性、耐温性、抗剪切性能和抗氧化性能都不太令人满意，在高温时容易水解，有盐存在时粘度还会剧烈下降，在二价金属离子的存在下，其会产生沉淀而丧失粘度，并且使用温度最高也不能超过75℃。尤其在高温高矿化度的条件下，使用受到了很大的限制。

为了克服聚丙烯酰胺的上述弱点，人们已经研究出了很多耐温抗盐型共聚物。吕茂森等研究了二元耐温抗盐共聚物驱油剂。宋林花等使用溶液聚合合成了采油化学助剂NVP-AM二元共聚物。李俊中、周妮、王贵江等研究了三元耐温抗盐共聚物的合成，唐浩等则研究了四元耐温抗盐共聚物。但是上述合成的共聚物有的是粘度保持率低或者单体转化率不高，有的则是聚合方法比较复杂，反应不好控制。

三、发明内容

本发明旨在提供一种耐温抗盐型采油化学助剂及其制备方法，所要解决的技术问题是使采油化学助剂在提高石油采收率的同时具有较高的热稳定性和粘度保持率。

本发明解决技术问题采用如下技术方案：

本发明耐温抗盐型采油化学助剂的原料为：单体，分散剂，引发剂和分散介质；其中分散剂的添加量为单体质量的10-15％，引发剂的添加量为单体质量的0.5-1.0％，单体的质量为原料总质量的10-25％；所述单体为乙烯基吡咯烷酮(NVP)和丙烯酰胺(AM)，所述乙烯基吡咯烷酮(NVP)和丙烯酰胺(AM)的质量比为1∶1-4；

所述分散剂选自聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、聚乙烯醇(PVA)或聚乙二醇(PEG)

所述引发剂选自偶氮二异丁腈(AIBN)、偶氮二氰基戊酸(ACVA)或过硫酸钾(KPS)；

所述分散介质为乙酸乙酯和乙醇的混合溶液，乙酸乙酯和乙醇的体积比为8-6∶2-4。

所述乙烯基吡咯烷酮(NVP)和丙烯酰胺(AM)的质量比优选1∶1或1∶4；分散介质中乙酸乙酯和乙醇的体积比优选8∶2。

本发明耐温抗盐型采油化学助剂的制备方法是将单体、分散剂和引发剂混合分散于分散介质中，在氮气保护下于60-80℃反应6-7小时，反应结束后依次经离心、洗涤和干燥。

分散聚合体系中主要组分为单体、分散剂、引发剂和分散介质。反应前体系为均相，单体、分散剂和引发剂都溶解在分散介质中，随着反应的进行，生成的聚合物由于分散剂的空间位阻作用从介质中析出来。分散聚合法生产工艺简单且能制备出粒径小、分子量大的聚合物微球，能较好地解决散热问题，产物的粒径一般控制在1-10μm之间。相比与本体或溶液聚合，分散聚合的转化率和反应速率比较高，并具有溶液聚合的反应机理和反应速率；相比于乳液聚合，聚合物的颗粒更大、分散性更好。

本发明采用乙烯基吡咯烷酮(NVP)改性部分水解聚丙烯酰胺(PHPA)，由于乙烯基吡咯烷酮(NVP)含有刚性结构，可有效抑制酰胺基的水解，共聚适量NVP的PAM聚合物于高温下其热稳定性能较PAM有了很大提高，且相比其它共聚物，粘度保持率最高。

【相关测试】

1、表观粘度的测试

本发明模拟中原油田采油二厂产出水，用NaCl、CaCl₂和MgCl₂配制总矿化度为1.6×10⁵mg/L的标准盐水溶液，其中Ca²⁺的浓度为2630mg/L、Mg²⁺的浓度为612mg/L、Na⁺的浓度为59600mg/L。用标准盐水溶液将共聚物配制成浓度为2500mg/L的共聚物溶液，使用LV-DV旋转粘度计在25℃下测定共聚物盐溶液表观粘度。

2、热分解温度的测试

本发明使用TG209F3型热重分析仪测定共聚物的热分解温度，氮气氛围，升温速率为10℃/min，温度范围0-800℃。

3、粘度保持率的测试

取配制的共聚物溶液适量装入除氧的瓶中，密封后置于90℃的烘箱中进行为期30d的老化实验，定期取出，在25℃下测定其表观粘度的保持率。以此来测定其热稳定性。

4、抗盐性测定