[发明专利]一种耐温抗盐驱油聚合物及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种耐温抗盐驱油聚合物及其制备方法与应用。所述耐温抗盐驱油聚合物的制备方法包括如下步骤：将改性纳米纤维素和水溶性单体分散于水中，然后加入乙二胺四乙酸二钠、硝酸铈铵、四甲基乙二胺、偶氮二异丁脒盐酸盐、叔丁基过氧化氢和过氧化氢进行反应；所述反应结束后，调节所述反应体系的pH值至8～9，进行老化即得。本发明采用的改性纳米纤维素本身具有很好的分散性能和高温稳定性能，通过其与聚合物之间较强的相互作用，可以提高聚合物分子的刚性、形成很好的聚合物分子间网络结构，从而产生优良的耐温抗盐抗老化等性能。

技术领域

本发明涉及一种耐温抗盐驱油聚合物及其制备方法与应用，属于油田化学技术领域。

背景技术

化学驱技术是我国提高原油采收率的主要技术措施之一，其中水溶性聚合物是实施化学驱的关键化学剂之一，聚合物驱油技术以提高注入驱替相粘度、改善油藏流体中油水流动的流度比为手段，从而达到扩大波及程度、提高油藏采收率的目的。目前，聚合物驱油、二元复合驱(聚合物-表面活性剂)、三元复合驱油(碱-聚合物-表面活性剂)等三次采油技术在胜利、大庆、辽河等东部主力油田得到了广泛的应用，并取得了显著的增油降水效果和良好的经济社会效益。部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)是油田现场最常用的驱油聚合物，在高温高盐油藏中，HPAM的应用存在一定的技术弱点，比如，盐敏效应明显，对Ca²⁺、Mg²⁺离子尤为敏感；耐温性能不佳，在高温下的增粘性能急剧下降；长期稳定性差，在油藏运移过程中，容易发生水解、氧化降解、机械降解等，使溶液粘度降低，驱油效果变差。因此，研究开发耐温抗盐、高效、稳定的驱油用聚合物产品迫在眉睫。

从聚合物的结构与性能的角度看，要维持丙烯酰胺类聚合物在盐溶液和高温下的粘度，可以采取的办法主要有：(1)在聚合物主链上引入具有大的空间位阻的聚合物链，提高聚合物链的刚性；(2)提高聚合物分子链之间的相互作用，以维持其在盐溶液和高温下的流体力学体积，防止粘度的大幅度降低。然而，过多功能单体的引入，一方面会增加产品的成本，另一方面，与丙烯酰胺相比，功能单体往往聚合活性较差，由此会导致共聚物的分子量偏低，其增粘性能不佳，这将提高产品的使用浓度。

纳米纤维素是从天然纤维素纤维中提取出的一种纳米级的纤维素，它不仅具有纳米颗粒的特征，还具有一些独特的强度和化学性质，具有广阔的应用前景。因此，可以对纳米纤维素进行改性并应用于驱油聚合物中。

发明内容

本发明的目的是提供一种耐温抗盐驱油聚合物，首先将纳米纤维素和聚乙烯亚胺进行反应，得到表面具有较高氨基密度的改性纳米纤维素，然后在常规丙烯酰胺类聚合物的基础上，引入与聚合物分子具有较强相互作用的改性纳米纤维素，从而起到提高聚合物分子的刚性、提高聚合物分子中侧基的高温稳定性、构建聚合物分子间网络等作用。

本发明所提供的耐温抗盐驱油聚合物的制备方法，包括如下步骤：

将改性纳米纤维素和水溶性单体分散于水中，然后加入乙二胺四乙酸二钠、硝酸铈铵、四甲基乙二胺、偶氮二异丁脒盐酸盐、叔丁基过氧化氢和过氧化氢进行反应；所述反应结束后，调节所述反应体系的pH值至8～9，进行老化，即得所述耐温抗盐驱油聚合物。

上述的制备方法中，所述改性纳米纤维素按照包括如下步骤的方法制备：

(1)采用高碘酸钠氧化纳米纤维素，得到醛基化纳米纤维素；

(2)将所述醛基化纳米纤维素先后与聚乙烯亚胺和硼氢化钠进行反应，即得所述改性纳米纤维素。

上述的制备方法中，步骤(1)中，所述氧化在水中进行；

所述高碘酸钠和所述纳米纤维素的混合液中，所述纳米纤维素的质量体积浓度为1～50g/L；

所述高碘酸钠与所述纳米纤维素的质量比为0.1～2：1；

所述纳米纤维素的粒径为50～800nm；