一种涉及提高原油采收率的抗剪切聚合物的合成方法.pdf

本发明涉及一种抗剪切驱油用聚合物及其制备方法，是丙烯酰胺类单体、AMPS类单体，耐剪切单体在氧化-还原引发体系下进行的水溶液共聚合，再经过造粒、烘干、粉碎得到耐剪切驱油用聚合物，可以达到增粘并且抗剪切的目的。所述丙烯酰胺类单体、AMPS类单体，耐剪切单体是2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、丙烯酸、N-乙烯基吡咯烷酮、N，N-二甲基丙烯酰胺中至少一种，当选择两种或两种以上时配比任意。本发明所述的抗剪切且提高采收率的驱油用聚合物及其制备方法，在大分子链中引入可抑制酰胺基分解的单体(耐剪切单体)，提高聚合物耐剪切性能，可使聚合物的性能提高，从而提高驱油用聚合物的耐剪切性能，并且粘度很高，可用于提高采收率。

1.  一种耐剪切驱油用聚合物的制备方法，其特征在于：所述的丙烯酰胺类单体、AMPS类单体，耐剪切类单体是以下聚合单体中的至少一种，当选择两种或两种以上时配比任意：2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、丙烯酸、N-乙烯基吡咯烷酮和N，N-二甲基丙烯酰胺；配制成水溶液中丙烯酰胺类单体、AMPS类单体在水溶液中的总质量浓度为5％～45％，其中丙烯酰胺类单体的质量比为25％～55％，耐水解单体的质量比为0.5％～5％，余量为丙烯酰胺。

2.  如上述权利要求1涉及的一种耐剪切驱油用聚合物制备方法特征在于：使用的碱溶液为碳酸钠或氢氧化钠水溶液，调节溶液的pH值为4～12；

3.  如上述权利要求1涉及的一种耐剪切驱油用聚合物制备方法特征在于：所述的络合剂为EDTA-2Na；络合剂的加入量为丙烯酰胺、丙烯酰胺类单体和耐剪切单体总质量的0.5％～12％，

4.  如上述权利要求1涉及的一种耐剪切驱油用聚合物制备方法特征在于：尿素的加入量为丙烯酰胺类单体、AMPS类单体，耐剪切单体总质量的0.05％～11％；

5.  如上述权利要求1涉及的一种耐剪切驱油用聚合物制备方法特征在于：所述的引发剂为过硫酸盐氧化剂与亚硫酸盐还原剂组成的氧化-还原引发剂体系，所述的过硫酸盐氧化剂的加入量为丙烯酰胺类单体、AMPS类单体和耐剪切单体总质量的0.01％～0.1％，所述的亚硫酸盐还原剂的加入量为丙烯酰胺类单体、AMPS类单体和耐剪切单体总质量的0.001％～0.051％；所述的过硫酸盐氧化剂为0.1％的过硫酸钾水溶液或0.1％的过硫酸铵水溶液；所述的亚硫酸盐还原剂为0.05％的亚硫酸氢钾水溶液或0.05％亚硫酸氢钠水溶液；

6.  如上述权利要求1涉及的一种耐剪切驱油用聚合物制备方法特征在于：控制温度为0℃～30℃温度，在氮气保护条件下，加入引发剂后，聚合时间为1～10小时；升温到20℃～60℃，继续聚合时间为1～8小时。

一种涉及提高原油采收率的抗剪切聚合物的合成方法
技术领域
本发明涉及有效利用高分子合成的方法制备一种具有抗剪切和高粘度的驱油用聚合物，属于油田化学领域。
发明背景
三次采油提高采收率主要依靠化学驱油技术。其中,聚合物是提高采收率幅度较大、适用较广、具有发展潜力的一种化学驱油剂。化学驱中，聚合物驱油技术为进一步开发利用现有原油储量展示了广阔的前景。然而,现大幅使用的驱油用聚合物为聚丙烯酰胺(HPAM)，它存在抗剪切能力差、易水解等一系列问题。近年来先后开发了表面活性剂驱、聚合物表面活性剂驱、表面活性剂-碱以及聚合物-碱等二元驱油技术，而碱的加入又会引起地层结垢等一系列问题。聚合物的使用已在国内外许多油田试验区的矿场试验研究中取得显著效果，因此选取合适的驱油用聚合物对提高原油采收率起着至关重要的作用。
本发明针对克拉玛依油田油藏特征，利用水溶液聚合的方法合成出了一种具有高粘度、耐水解且抗剪切能力强的驱油用聚合物。
发明内容
一种耐水解驱油用聚合物，其特征在于：第1步，称取一定量丙烯酰胺类单体、AMPS类单体和耐剪切类单体配成水溶液，其中丙烯酰胺类单体、AMPS类单体在水溶液中的总质量浓度为5％～45％，其中丙烯酰胺类单体的质量比为25％～55％，耐水解单体的质量比为0.5％～5％，余量为丙烯酰胺。用碱溶液调节溶液的pH值为4～12；
第2步，加入络合剂EDTA-2Na水溶液和尿素水溶液，络合剂的加入量为丙烯酰胺、丙烯酰胺类单体和耐剪切单体总质量的0.5％～12％，尿素的加入量为丙 烯酰胺类单体、AMPS类单体，耐剪切单体总质量的0.05％～11％；
第3步，控制温度为0℃～30℃温度，在氮气保护条件下，加入引发剂，聚合1～10小时；所述的引发剂是由过硫酸盐氧化剂与亚硫酸盐还原剂组成的氧化-还原引发体系，所述的过硫酸盐氧化剂的加入量为丙烯酰胺类单体、AMPS类单体和耐剪切单体总质量的0.01％～0.1％，所述的亚硫酸盐还原剂的加入量为丙烯酰胺类单体、AMPS类单体和耐剪切单体总质量的0.001％～0.051％；所述的过硫酸盐氧化剂为0.1％的过硫酸钾水溶液或0.1％的过硫酸铵水溶液；所述的亚硫酸盐还原剂为0.05％的亚硫酸氢钾水溶液或0.05％亚硫酸氢钠水溶液；
第4步，升温到20℃～60℃，继续聚合1～8小时；
第5步，将所得胶体取出，切割、造粒、干燥、粉碎、过筛便可得到白色耐水解、抗剪切的驱油用聚合物
附图说明
图1为实施例1中所制样品在不同剪切速率下的粘度变化。
图2为实施例1中所制样品在不同剪切速率下的粘度变化。
图3为实施例1中所制样品在不同剪切速率下的粘度变化。
具体实施方式
实施例1:
将6.0g丙烯酰胺、3.7g2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸加入到聚合反应瓶中，加入去离子水23.0g溶解，再加入氢氧化钠调节PH为9.0，然后依次加入1％的EDTA-2Na水溶液2.0g、1％的尿素水溶液0.5g，将聚合反应瓶放入恒温水浴中，通氮气驱氧30分钟后，加入0.1％的过硫酸铵水溶液5.0g和0.1％的亚硫酸氢钠水溶液5.0g，于0℃引发反应，继续通氮气五分钟后停止，聚合反应6小时后，升温至50℃继续反应3小时，得到胶块。取出胶块，切割、造粒、粉碎、过筛得白色耐水解驱油用聚合物。经测试聚合物的分子量为22万，0.01％聚合物在0.5s^-1 稳态剪切下粘度为50mPa.s。
实施例2:
将5.0g丙烯酰胺、4.9g2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸和0.1g耐剪切单体加入到聚合反应瓶中，加入去离子水23.0g溶解，再加入氢氧化钠调节PH为8.0，然后依次加入1％的EDTA-2Na水溶液1.0g、1％的尿素水溶液1.0g，将聚合反应瓶放入恒温水浴中，通氮气驱氧30分钟后，加入0.1％的过硫酸铵水溶液2.0g和0.1％的亚硫酸氢钾水溶液2.0g，于5℃引发反应，继续通氮气五分钟后停止，聚合反应2小时后，升温至50℃继续反应4小时，得到胶块。取出胶块，切割、造粒、粉碎、过筛得白色耐水解驱油用聚合物。经测试聚合物的分子量为30万，0.01％聚合物在0.5s^-1稳态剪切下粘度为65mPa.s。
实施例3:
将6.0g丙烯酰胺、3.5g2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸和0.5g耐剪切单体加入到聚合反应瓶中，加入去离子水23.0g溶解，再加入氢氧化钠调节pH为7.0，然后依次加入1％的EDTA-2Na水溶液1.0g、1％的尿素水溶液0.5g，将聚合反应瓶放入恒温水浴中，通氮气驱氧30分钟后，再加入0.1％的过硫酸钾水溶液1.0g和0.1％的亚硫酸氢钾水溶液1.0g，于5℃引发反应，继续通氮气五分钟后停止，聚合反应2小时后，升温至50℃继续反应3小时，得到胶块。取出胶块，切割、造粒、粉碎、过筛得白色耐水解驱油用聚合物。经测试聚合物的分子量为35万，0.01％聚合物在0.5s^-1稳态剪切下粘度为48mPa.s。
尽管上述对本发明做了详细说明，但不限于此，本技术领域的技术人员可以根据本发明的原理进行修改，因此，凡按照本发明的原理进行的各种修改都应当理解为落入本发明的保护范围。