[发明专利]一种树枝聚合物/SiO2纳米驱油剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及聚合物驱提高采收率技术领域，特别涉及一种树枝聚合物/SiO₂纳米驱油剂及其制备方法。

背景技术

聚合物驱是在注入水中加入少量水溶性高分子聚合物，通过增加水相粘度和降低水相渗透率来改善流度比、提高波及系数。从20世纪60年代至今，全世界有200多个油田或区块进行了聚合物驱试验。目前聚合物驱使用最多的为线性聚丙烯酰胺和部分水解聚丙烯酰胺，它们在注入地层过程中会受到泵、管线、炮眼、近井地带等的剧烈剪切作用，而线性聚丙烯酰胺和部分水解聚丙烯酰胺的抗剪切性能较差，被剪断的分子链难以恢复，粘度会大幅降低。

树枝聚合物具有高度支化的三维球形结构，具有许多线性聚合物没有的优异性能，如流变性、抗剪切性及热稳定性等。高度支化的三维球形结构能够减小剪切作用对聚合物分子链的影响，而且经过剪切后被剪断的聚合物分子链能够在一定程度上恢复，从而使其具有较高的粘度保留率。

近些年，聚合物/二氧化硅纳米材料以其独特的性能引起了广泛的重视并取得了较快的发展。纳米SiO₂对聚合物基体的吸附作用，纳米SiO₂表面羟基可以与聚合物材料中的某些合适的基团形成氢键，以及纳米SiO₂表面高活性的羟基可与聚合物基体生成共价键(Si-O-C)，可以增强纳米颗粒和聚合物基体之间的结合力，使复合材料的机械性、热稳定性、抗氧化性有很大的提高。因此，在树枝聚合物中加入纳米材料SiO₂，制备出的树枝聚合物/SiO₂纳米驱油剂可以进一步增强树枝聚合物的抗剪切性能，提高树枝聚合物的驱油效果。发    明内容

本发明的目的是提供一种具有良好抗剪切性能的驱油剂及其制备方法，其原理可靠，制备方法可行。该调驱剂能够在多孔介质中建立起比较高的阻力系数和残余阻力系数，同时具有良好的驱油能力，能够有效提高原油采收率。

本发明技术方案如下：

一种树枝聚合物/SiO₂纳米驱油剂，树枝聚合物是由丙烯酰胺(C₃H₅ON)，丙烯酸钠(C₃H₃O₂Na)和功能化树状骨架单体(C₉₄H₁₄₄O₃₆N₂₆)通过自由基聚合反应合成；采用共混法由合成的树枝聚合物与纳米SiO₂制备出树枝聚合物/SiO₂纳米驱油剂，该驱油剂的结构式如下：

-(C₃H₅ON)_x-(C₃H₃O₂Na)_y-(C₉₄H₁₄₄O₃₆N₂₆)_z-(SiO₂)_1-x-y-z-

其摩尔百分比x为45～55％，y为35～45％，z为0.01～0.05％。

所述的树枝聚合物/SiO₂纳米驱油剂的制备方法，步骤如下：

(1)按照丙烯酰胺45～55摩尔％、丙烯酸35～45摩尔％、功能化树状骨架单体0.01～0.05摩尔％的投料比，分别将丙烯酰胺、丙烯酸和功能化树状骨架单体加入到反应容器中，配成总浓度为30％(w/w)的溶液；

(2)用Na₂CO₃将反应容器中的丙烯酸中和成丙烯酸钠，pH＝5～6，在磁力加热搅拌器上搅拌溶解，使其完全溶解；

(3)将反应容器置于45℃恒温水浴中，在搅拌的条件下，以功能化树状骨架单体的重量为参照，加入0.03wt％的亚硫酸氢钠和0.03wt％的过硫酸铵作为引发剂，反应体系在30～45℃恒温水浴中放置4～6小时后停止反应；

(4)将合成的树枝聚合物取出，用乙醇提纯后，放在烘箱烘干备用；

(5)用蒸馏水将聚合物溶解后，加入纳米SiO₂(SiO₂摩尔百分比为1-x-y-z)，在45～60℃下用超声波下分散20～30min，制得树枝聚合物/SiO₂纳米驱油剂。

所述的制备方法，所述纳米SiO₂的颗粒半径为30～50nm。