[发明专利]一种含有纳米颗粒的耐温抗盐驱油聚合物

说明书

本发明公开了一种含有纳米颗粒的耐温抗盐驱油聚合物。它采用包括如下步骤的方法制备得到：(1)在纳米二氧化硅表面接入氨基，得到改性纳米二氧化硅；(2)将改性纳米二氧化硅、水溶性单体和水混合，调节混合体系的pH至4～8使改性纳米二氧化硅完全分散在水中；向调节pH值后的混合体系中加入乙二胺四乙酸二钠、硫酸亚铁和四甲基乙二胺，然后加入偶氮二异丁脒盐酸盐、过硫酸铵和过氧化氢，在氮气气氛下进行反应Ⅰ，升温后进行反应Ⅱ；将反应Ⅱ的反应产物的pH调节至8～9并进行恒温老化，经干燥后粉碎即可。本发明利用改性纳米二氧化硅本身的分散性能和高温稳定性能，通过与聚合物之间的相互作用，提高聚合物分子的刚性、形成聚合物分子间网络结构，产生优良的耐温抗盐抗老化等性能。

技术领域

本发明涉及一种含有纳米颗粒的耐温抗盐驱油聚合物，属于水溶性高分子合成技术领域。

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，通过聚合物的增粘性扩大驱替液的波及体积，可以实现大幅度提高原油采收率的目的。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。但随着化学驱油技术在油田中不断推广应用，实施化学驱的油藏条件越来越差，低温低矿化度的油藏储量越来越少，今后高温高盐油藏将成为化学驱油技术攻关及推广应用的主阵地，但目前使用的驱油用化学剂普遍存在不耐温不抗盐的缺点，严重影响了化学驱油技术在高温高盐油藏中的应用效果，已经成为制约化学驱技术在高温高盐油藏推广应用的技术瓶颈。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。

中国专利文件CN 102181010A公开了一种耐温抗盐聚合物的制备方法，制备方法如下：将阴离子单体、丙烯基磺酸钠、阳离子单体、丙烯酸酯、α-烯烃和丙烯酰胺溶解在去离子水中，再加入表面活性剂，调节溶液pH为9～10，30～60℃条件下通氮气30分钟，加入过硫酸盐引发剂，于温度30～60℃条件下，反应12h，用丙酮沉淀、洗涤，真空干燥，获得白色粉状的聚合物，所得聚合物可用于聚合物驱提高采收率上。

中国专利文件CN 103320111A公开了一种四元聚合物驱油剂的合成方法，该驱油剂由丙烯酰胺(AM)、丙烯酸(AA)、N-乙烯基吡咯烷酮(NVP)、乙二胺和马来酸酐制备的功能单体(YEML)构成的四元聚合物。其合成方法为先在烧瓶中加入制得的YEML单体，再加入AM、NVP、AA和NaOH，通氮气30min，然后加入引发剂，继续通氮气10～20min，在温度30～60℃下反应4～12h。最后用无水乙醇洗涤、粉碎、烘干制得AM/AA/NVP/YEML四元聚合物，制备的聚合物能用于提高原油采收率。

上述专利均通过引入功能单体而实现聚合物耐温抗盐性能的提升，在此过程中，往往存在以下不足：功能单体制备过程繁琐，存在提纯等后续操作，增加了产品成本；与丙烯酰胺类单体相比，功能单体聚合活性差，聚合物分子量不高，使用过程中，需要的聚合物浓度高；疏水型功能单体、内盐型功能单体的引入，降低了聚合物的溶解性能，使用过程中，聚合物的溶解时间增长，不溶物比例增加，影响产品的使用和推广。

发明内容

本发明的目的是提供一种含有纳米颗粒的耐温抗盐驱油聚合物，本发明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二氧化硅，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。