[发明专利]AM/NaAA/APO三元聚合物驱油剂及合成

说明书

技术领域

本发明涉及到油田化学剂技术领域，特别涉及到一种新型水溶性聚合物驱油剂P(AM/NaAA/APO)及其合成。

背景技术

石油开采过程可分为一次采油、二次采油和三次采油。一次和二次采油均通过物理方法采油，其采收率可达到30%～40%，但经过一、二次采油的地层中还残留了大部分原油。我国的主要油田（如大庆、胜利、辽河等）已经相继进入二次采油后期阶段，为了提高现有油田的采收率，三次采油技术得到日益广泛的应用。聚合物驱、聚表二元驱和聚表碱三元驱是三次采油提高原油采收率的重要手段，在技术和经济上都表现出极大的潜力，在国内得到广泛地应用，具有广阔的应用前景。

传统的聚合物驱油剂主要是部分水解的聚丙烯酰胺(HPAM)，然而随着油气田开发程度的加深、油藏开发难度的加大，现有的聚丙烯酰胺类产品在耐温、抗盐、流变性能和经济成本等方面还需要改进。

早在1983年，Shepitka等人就针对部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)的缺点，通过分子内亚胺化成环，制备出两种改性的丙烯酰胺聚合物，这两种产品比HPAM显示出更好的性能，在盐水中仍保留较高的粘度(Shepitka J S,Case C E,Donaruma L G,et al.Partially Imidized,Water-soluble Polymeric Amides.I.Partially Imidized Polyacrylamide and Polymethacrylamide[J].J Appl Polym Sci,1983,28(12):3611-3617)。1987年Moradi-Araghi等人以丙烯酰胺（AM）和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸钠（NaAMPS）为原料制备了P(AM/NaAMPS)共聚物，实验结果表明该聚合物具有优良的耐温与抗盐性能(Moradi-Araghi A,Cleveland D H,Westerman I J,etal.Development and Evaluation of EOR Polymers Suitable for Hostile Environments:II-Copolymers of Acrylamide and Sodium AMPS[J].SPE,16273-MS,1987.)。1999年，Ye等人将N-乙烯基吡咯烷酮（NVP），2-甲基丙烯酰氧乙基-二甲基十二烷基溴化铵（DMDA）引入到丙烯酰胺共聚物中，制备出了一种水溶性聚合物P(AM-NVP-DMDA)(Ye L,Huang R.Study of P(AM-NVP-DMDA)Hydrophobically Associating Water-soluble Terpolymer[J].J Appl Polym Sci,1999,74(1):211-217.)。由于吡咯烷酮的引入，该聚合物水溶液与HPAM相比，在高矿化度下仍然有较高的黏度保持率。2001年Sabhapondit等人以丙烯酰胺(AM)、N,N-二甲基丙烯酰胺（NND）和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸钠（NaAMPS）聚合制得三元共聚物P(NND/AM/NaAMPS)，该聚合物在砂表面有很好的吸附，有助于提高原油采收率(Sabhapondit A,Borthakur A,Haque I.Adsorption Behavior of Poly(N,N-dimethyl acrylamide-co-na2-acrylamido-2-methylpropanesulfonate)on Sand Surface[J].J Appl Polym Sci,2004,91(4):2482–2490.)。2009年，Zhong等人利用胶束聚合的方式，合成了一种新型的共聚物驱油剂PAAN(Zhong C,Luo P,Ye Z,et al.Characterization and Solution Properties of a Novel Water-soluble Ter-polymer for Enhanced Oil Recovery[J].Polym Bull,2009,62(1):79-89.)。实验结果表明，采用该方法合成的共聚物分子量分布窄，在高剪切作用下未发生分子链断裂，该驱油剂表现出很好的增稠效果和抗剪切稀释能力。2012年，Ye等人通过自由基聚合合成了侧链上含有苯环的磺化二元水溶性共聚物，并研究了该聚合物以及水溶液的性能(Ye Z,Gou G,Gou S,Jiang W,Liu T.Synthesis and Characterization of a Water-Soluble Sulfonates Copolymer of Acrylamide and N-allylbenzamide as Enhanced Oil Recovery Chemical[J].J Appl Polym Sci,2013,123(5):2003-2011.)。结果表明，该聚合物有一定的增粘能力和较好的抗剪切能力，配制7000mg/L的该聚合物用于室内模拟原油驱替实验，能有效提高原油采收率10.6%。