[发明专利]一种超分子线性聚丙烯酰胺驱油剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于油田三次采油技术领域，具体的说，涉及一种超分子线性聚丙烯酰胺驱油剂及其制备方法。

背景技术

目前，我国的老油田总体进入高采出程度，高含水的开发中后期。确保高含水油田持续稳产上产是我国石油开采行业面临的重大挑战之一。三次采油是高含水期油田提高采收率的重要技术，而聚合物驱是三次采油的主要方法之一。聚丙烯酰胺及丙烯酰胺共聚物是聚合物驱使用最多的一种化学驱油剂。聚丙烯酰胺依靠高分子量来提高驱替液的粘度进而提高波及体积，但是由于合成条件的限制，分子量提高程度有限，目前使用的超高分子量聚丙烯酰胺的分子量通常在2.0-4.0×10⁷左右，因此其增粘能力、耐温抗盐性均不理想。为了克服传统聚丙烯酰胺的缺点，人们在水溶性聚合物主链中引入少量疏水基团，开发出疏水缔合型聚丙烯酰胺。虽然疏水缔合型聚合物的增粘效果较好，但是由于疏水单体的引入导致其溶解性受到影响，不溶物较多。

发明内容

为了解决现有聚丙烯酰胺及丙烯酰胺共聚物粘度低、溶解性差、抗温耐盐性差的问题，本发明的目的在于提供一种超分子线性聚丙烯酰胺驱油剂及其制备方法。该驱油剂的粘度不受聚合物分子量的限制，溶解性好，具有一定的抗温耐盐性。

1、本发明目的是这样实现的一种超分子线性聚丙烯酰胺驱油剂，其关键在于由以下重量百分比的组分组成：

本发明首先制备得到结构独特的金刚烷基封端的聚丙烯酰胺，再通过金刚烷和β-环糊精的主客体识别作用形成包合物进而构筑成以超分子线性聚合物为主的驱油剂。

上述金刚烷封端的聚丙烯酰胺的结构式为：

上述金刚烷封端的聚丙烯酰胺的制备方法为：向溶剂二甲基甲酰胺中加丙烯酰胺，溶解搅拌均匀；通入氮气鼓泡除氧，再加入引发剂过氧化金刚烷甲酰，于70℃水浴加热；在氮气保护下反应，然后抽滤，得到白色固体，再用溶剂二甲基甲酰胺冲洗固体，然后在80℃下真空干燥至恒重，得到白色粉末状固体，即为金刚烷封端的聚丙烯酰胺。

上述β-环糊精二聚体的制备：向水水中依次加入β-环糊精和氢氧化钠，搅拌溶解均匀；冰浴加热，边搅拌边缓慢滴加对甲苯磺酰氯，滴加时间控制在1-1.5小时，然后反应6-7小时；将混合物经多孔滤膜过滤，将滤液的pH值调节到6-7，并于0-3℃的冰浴中处理12小时，得到白色晶体；将白色晶体及对苯二胺溶解于二甲基甲酰胺中，再将溶液升温至100℃，在搅拌及氮气保护作用下反应36小时；经减压蒸馏除去溶剂，将残余物经丙酮洗涤过滤，得到白色粉末状固体，即为β-环糊精二聚体。

上述过氧化金刚烷甲酰的结构式为：

2、一种超分子线性聚丙烯酰胺驱油剂的制备方法，其关键在于由以下步骤组成：

a、向溶剂二甲基甲酰胺中加丙烯酰胺，溶解搅拌均匀；通入氮气鼓泡除氧，再加入引发剂过氧化金刚烷甲酰，于70℃水浴加热；在氮气保护下反应，然后抽滤，得到白色固体，再用溶剂二甲基甲酰胺冲洗固体，然后在80℃下真空干燥至恒重，得到白色粉末状固体，即为金刚烷封端的聚丙烯酰胺；

b、按上述重量百分比称量各组分，然后向水中加入添加剂和除氧剂，搅拌均匀，再加入金刚烷封端的聚丙烯酰胺，并在40摄氏度下搅拌2-3小时，放置8-12小时，再加入β-环糊精二聚体，在40摄氏度下搅拌3-4小时，放置5-6小时，所得溶液即为超分子线性聚丙烯酰胺驱油剂。

上述金刚烷封端的聚丙烯酰胺的结构式为：

上述过氧化金刚烷甲酰的结构式为：

上述添加剂为氯化钠、氯化镁、氯化钙、硫酸钠、碳酸氢钠、碳酸钠中的一种或者一种以上组合而成，用于模拟不同矿化度的注入水；

上述除氧剂为亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、硫代硫酸钠、甲醛、联胺、硫脲、丙酮肟、吗啉中的一种或者一种以上组合而成，用于除去水中的溶解氧。

3、β-环糊精二聚体的浓度对驱油剂粘度的影响：使用布氏粘度计测定超分子线性聚丙烯酰胺体系的粘度随β-环糊精二聚体浓度的变化情况，数据如图1所示。从图1中可以看出，随着β-环糊精二聚体的浓度提高，超分子体系的粘度不断提高，但是当β-环糊精二聚体的浓度超过60mg/L后，体系粘度变化逐渐不显著，趋于平衡状态。

4、超分子线性聚丙烯酰胺驱油体系高温老化后的粘度考察