[发明专利]耐高温驱油用聚丙烯酰胺的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种耐高温驱油用聚丙烯酰胺的制备方法。

背景技术

国内各大油田经过一次、二次采油，原油含水率不断增加，部分大油田先后进入三次采油阶段。聚合物驱是三次采油的主要技术方法，驱油机理清楚，工艺相对简单，技术日趋成熟，是一项有效的提高采收率技术措施。聚合物的驱油机理主要是利用水溶性聚丙烯酰胺分子链的粘度，改善驱替液的流度比，提高驱替效率和波及体积，从而达到提高采收率的目的。

由于三次采油周期长，深层油井温度高，因此，三次采油用聚合物必须有良好的增粘、耐温、抗盐性，性能稳定。

近年来，有关耐温抗盐型聚丙烯酰胺的研究主要通过在聚合物主链上引入大侧基或刚性侧基提高聚合物的热稳定性、引入抑制水解的单体或对盐不敏感的单体进行共聚来提高聚合物的耐水解及抗盐性能，或通过疏水基团的疏水缔合作用来改善聚合物的耐温抗盐性能。但由于共聚单体的质量或价格使得聚合物难以达到高分子量或产品具有较高的成本，在工业生产或在三次采油实际应用上会受到一些限制。目前三次采油中，能满足耐温抗盐要求的聚合物很少，不是价格太高就是性能不稳定，特别是不能满足矿化度10000mg/L左右，能耐90℃以上高温的聚合物。

蒙脱土(Montmorillonite,简称MMT)矿藏资源十分丰富,价格低廉,性能优良,可用于轻工、石油、冶金、沙漠治理、污水处理、药品等多种行业,被人们誉为“万能材料”。天然蒙脱土是一种层状结构、片状结晶的含水铝硅酸盐的土状矿物,主要成分为氧化硅和氧化铝, 晶胞平行叠置,属于2∶1型三层夹心结构,具有很高的刚性,层间不易滑移，这种特殊的晶体结构赋予蒙脱土独特的性质,如较大的表面活性、较高的阳离子交换能力、异常含水特征的层间表面、强烈改变液体流动特性的能力等。对其进行无机、有机或有机－无机复合改性处理后大大拓宽了应用领域，特别是在絮凝剂材料、聚合物复合材料方面有广泛应用。但是将改性的蒙脱土引入丙烯酰胺聚合中以提高聚合物的热稳定性却鲜见报道，经专利检索没有查到，只有少数文献在吸水性树脂或增稠剂等方面有有类似的研究。如舒小伟、沈上越等(中国粉体技术，2005，2：9－11)以N,N－亚甲基双丙烯酰胺为交联剂，过硫酸钠为引发剂，采用水溶液法制备出高岭土复合聚丙烯酸－丙烯酰胺超吸水性树脂，高岭土的加入量为丙烯酸单体的50%；安景云、刘红宇等(河南化工，2008，31(3)：19－20，30)使用AM、AA、AMPS 和钠基蒙脱土合成了一种具有较高抗电解质性能的增稠剂，蒙脱土含量在1%～5%的范围内。特别是将蒙脱土改性聚丙烯酰胺作为三次采油用驱油剂尚未见到报道。

本发明利用无机或有机改性的蒙脱土与丙烯酰胺原位聚合后蒙脱土纳米层与聚丙烯酰胺分子链相互作用，提高了聚合物的耐热及稳定性，本发明所述的适合于耐高温驱油用聚合物的制备方法、二元复合及其在三次采油中的应用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是现有技术中存在的聚合物耐温抗盐及热稳定性能不能满足三次采油要求的问题，提供一种新的耐高温驱油用聚丙烯酰胺的制备方法.该方法所制得的聚合物具有较高分子量并具有良好耐温抗盐及热稳定性能，能在三次采油中满足耐高温驱油用聚合物的要求。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：一种驱油用耐高温聚丙烯酰胺的制备方法，包括以下步骤：

a) 将丙烯酰胺单体配成质量浓度为10～40%的水溶液Ⅰ；

b) 向溶液Ⅰ中加入丙烯酰胺单体重量0.05～5%的无机或有机改性蒙脱土，混合均匀后得到溶液Ⅱ；

c) 向溶液Ⅱ中通氮除氧10～40分钟后加入相对于单体质量浓度0.02～5%的复合引发体系组合物，得溶液Ⅲ；

d) 向溶液Ⅲ中通氮除氧10～40分钟后，在5～25℃下引发，聚合2～10小时后得胶状产物Ⅰ；

e) 将胶状产物Ⅰ剪碎后加入质量浓度5～50%的碱液进行水解反应1～5小时，其中温度为80～95℃，得胶状产物Ⅱ；

f) 将胶状产物Ⅱ经干燥、粉碎、过筛后得细颗粒状耐高温型聚丙烯酰胺；