[发明专利]一种部分水解聚丙烯酰胺弱凝胶及其制备方法

说明书

本发明一种部分水解聚丙烯酰胺弱凝胶及其制备方法，所述的方法包括步骤1，将部分水解聚丙烯酰胺溶液在室温下放置，得到熟化后的部分水解聚丙烯酰胺溶液，之后向熟化后的部分水解聚丙烯酰胺溶液中加入水溶性酚醛树脂得到混合体系A；步骤2，将聚阴离子纤维素溶液加入到混合体系A中，得到混合体系B；步骤3，将混合体系B在60～110℃下反应12～72h，得到部分水解聚丙烯酰胺弱凝胶；形成了空间三维网络结构的聚合物，具有良好的强度、稳定性、抗盐性和分散性，能溶于任何硬度的水中，水溶液化学稳定性好，作为油田调剖具有良好的耐温抗盐性，在油田堵水调剖领域具有极大的应用潜力。

技术领域

本发明属于聚丙烯酰胺弱凝胶领域，具体为一种部分水解聚丙烯酰胺弱凝胶及其制备方法。

背景技术

部分水解聚丙烯酰胺是应用最广泛的水溶性聚合物之一，被大量用于油田工业的调剖驱油，但该聚合物在矿化度环境下分子链会发生收缩，并且与高价金属离子作用会产生沉淀，加速水解，导致性能严重降低。因此，为了提高部分水解聚丙烯酰胺水溶液在高温和高盐环境中的稳定性，常在部分水解聚丙烯酰胺分子上引入具有亲水、耐温和抗盐功能的基团，或以耐温抗盐单体合成聚合物来改善部分水解聚丙烯酰胺凝胶体系在高温和高盐油藏的稳定性。

杜忠磊等研究发现，在部分水解聚丙烯酰胺分子链上引入磺酸基后，使改性后的部分水解聚丙烯酰胺(简写为HPAM)凝胶的热稳定性大大提高，可在100～150℃下使用，且在该温度范围内对岩心封堵率最高可达92％。此外，袁瑞等人和王惠厦等人分别利用计算机分子模拟方法研究了疏水官能团改性HPAM分子在水溶液中的构型和性质的变化，理论研究发现磺酸基和烷基等疏水基团的引入可明显增强HPAM的抗盐性和耐温性。

在部分水解聚丙烯酰胺分子链上引入适当的阴离子和阳离子基团，理论上可使部分水解聚丙烯酰胺在盐离子环境中产生反聚电解质效应，正电荷和负电荷在盐离子环境中会发生静电屏蔽，消除因电荷作用引起的分子链卷曲作用，增强分子间缔合作用，增大部分水解聚丙烯酰胺及其弱凝胶产物在盐溶液中的成胶黏度，从而具有良好的耐温性和抗盐性，但目前还没有相关的报道。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种部分水解聚丙烯酰胺弱凝胶及其制备方法，操作方便、所用原料易得且环保、成本低，得到的弱凝胶具有良好的耐温性和抗盐性。

本发明是通过以下技术方案来实现：

一种部分水解聚丙烯酰胺弱凝胶的制备方法，包括如下步骤，

步骤1，将部分水解聚丙烯酰胺溶液在室温下放置，得到熟化后的部分水解聚丙烯酰胺溶液，之后向熟化后的部分水解聚丙烯酰胺溶液中加入水溶性酚醛树脂得到混合体系A，其中部分水解聚丙烯酰胺溶液的浓度为(0.5～6)g/L，水溶性酚醛树脂的质量与熟化后的部分水解聚丙烯酰胺溶液的体积之比为(0.1～0.8)：100；

步骤2，将聚阴离子纤维素溶液加入到混合体系A中，得到混合体系B，其中聚阴离子纤维素与混合体系A的质量之比为(0.00098～0.098)：50；

步骤3，将混合体系B在60～110℃下反应12～72h，得到部分水解聚丙烯酰胺弱凝胶。

优选的，步骤1中所述的部分水解聚丙烯酰胺溶液的浓度为(1～5)g/L，水溶性酚醛树脂与熟化后的部分水解聚丙烯酰胺溶液的质量之比为(0.2～0.5)：100。

优选的，步骤1中所述的部分水解聚丙烯酰胺的分子量为2000～3000万，部分水解聚丙烯酰胺的水解度为20％～30％。

优选的，步骤1中部分水解聚丙烯酰胺溶液放置的时间为12～36h。

优选的，所述的时间为12～24h。

优选的，步骤1中向熟化后的部分水解聚丙烯酰胺溶液中加入水溶性酚醛树脂后搅拌均匀得到混合体系A。