[发明专利]耐温抗盐纳米聚合物乳液及其合成方法和应用

说明书

本发明提出一种耐温抗盐纳米聚合物乳液及其合成方法和应用，属于石油开采、输送和化工技术领域。本发明提供的聚合物乳液以纳米二氧化硅、双键硅烷偶联剂、丙烯酰胺、2‑丙烯酰胺‑2‑甲基丙磺酸多元共聚而成，在温度≤80℃，总矿化度≤19334mg/L的低渗地层中依然能够协同发挥出优异的深部调驱作用。

技术领域

本发明属于石油开采、输送和化工技术领域，涉及一种耐温抗盐纳米聚合物乳液及其合成方法和应用。

背景技术

化学驱技术是三次采油中较成熟的驱油技术，现已在各大油田均取得了良好的降水增油的效果。由于海上油田平台面积小，配备大型溶解、熟化设备困难，因此对聚合物的溶解速度提出了更高的要求，常用的聚合物干粉溶解时间一般为 2h~3h，且大多溶解后不能形成均一溶液，难以满足海上平台的要求。聚合物乳液溶解速度快，能够实现在线混配、在线注入，大大减少了海上平台大型配注设备所需的占地空间，使得海上油田能够有效稳油控水。

近年来，纳米材料受到广泛关注，由于构成物质的基本颗粒在达到纳米尺度以后，其性能将产生一系列变化即纳米效应，如小尺寸效应、体积效应、表面效应、量子尺寸效应、宏观量子隧道效应等，因此，将纳米材料的新奇特性应用于提高原油采收率的研究，具有广阔的应用前景。

专利CN101857801A公开了纳米驱油剂及其制备方法，所述的纳米驱油剂组分中聚硅纳米材料和聚合物直接复配，两者之间不存在共价键，仅有较弱的物理作用，使得纳米粒子在地层运行过程中，表面的部分水解聚丙烯酰胺容易脱落，因而纳米粒子极易团聚、长大，粒径尺寸远超出纳米级别，失去纳米粒子的独特优势。专利CN103725278B公开了一种耐温、耐盐的纳米驱油剂的制备方法，合成原料为纳米二氧化硅、双键硅烷偶联剂和丙烯酰胺，因未引入其他耐温抗盐单体，耐温抗盐效果欠佳。此外，所使用的表面活性剂也均为直链烷烃，与聚丙烯酰胺修饰的二氧化硅纳米粒子分散液形成的分子间作用力较弱，协同作用效果不明显。因此，耐温抗盐性能更好、稳定性更好、协同增效的纳米聚合物乳液驱油体系，对于进一步提高油藏采收率具有重要意义。

发明内容

本发明提出一种耐温抗盐纳米聚合物乳液的合成及应用，该纳米聚合物乳液在温度≤80℃、矿化度≤19334mg/L的低渗地层中依然能够协同发挥出优异的深部调驱作用。

为了达到上述目的，本发明提供了一种耐温抗盐纳米聚合物乳液的制备方法，包括如下步骤：

向反应釜中依次加入去离子水、纳米二氧化硅和双键硅烷偶联剂，混合均匀后于25-30℃下反应2~3小时，随后依次加入丙烯酰胺和2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸，待完全溶解后，再加入离子液体，将反应体系保持在25℃~30℃搅拌至充分混匀；

按油水比为1:3向上述反应体系中加入溶有乳化剂的白油，于氮气保护下，调节反应釜内pH，并缓慢向反应体系内加入过硫酸钾-亚硫酸氢钠引发体系引发水溶液预聚合，将反应釜密封处理，升温至75~80℃反应4~6h，制得纳米聚合物乳液。

作为优选，所加入的纳米二氧化硅：双键硅烷偶联剂：丙烯酰胺：2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸：去离子水的质量比为 (0.2-0.3) : (0.04-0.1) : (0.15-0.5) : (0.01-0.05):1；所加入的离子液体占反应单体总质量的0.5%~1%。