[发明专利]耐温抗盐网络结构聚合物乳液的制备方法及应用

说明书

本发明提出一种耐温抗盐网络结构聚合物乳液的制备方法及应用，属于石油开采、输送和化工技术领域。本发明提供的耐温抗盐网络结构聚合物乳液以丙烯酰胺、2‑丙烯酰胺‑2‑甲基丙磺酸、N‑烷基丙烯酰胺为单体分子聚合而成。耐温抗盐网络结构聚合物乳液在温度≤90℃，总矿化度≤32848mg/L的高温高盐油藏、非均质油藏及聚合物驱油油藏中及在温度≤‑20℃的复杂断块、海上油田等环境下实现在线泵送、快速增粘，能够发挥出优异的深部调驱作用，完全满足提高水驱采收率的要求。

技术领域

本发明属于石油开采、输送和化工技术领域，涉及一种耐温抗盐网络结构聚合物乳液及其制备方法和应用。

背景技术

聚合物驱作为油田稳产或增产的重要手段之一，在国内外陆上油田得到了广泛应用。我国陆上老油田经过二次采油和三次采油的长期开发后，原油采收率大幅降低，加之高温高盐非均质等苛刻油藏条件，使得地下仍有大量剩余原油难以有效开采。此外，根据陆上注聚矿场实践经验，聚合物的溶解性能越差，需要的溶解时间越长，聚合物溶液配制过程中需要的溶解、熟化罐数目越多，因此，开发一种能够有效开采出陆上老油田大量剩余油且适合进行海上油田聚驱的速溶聚合物乳液，对聚合物驱采油技术的推广应用具有非常重要的意义。

现有技术中公开了一种反相乳液聚合物（党鑫，《反相乳液聚合物在油田调驱堵水中的应用研究》[J]，长庆油田第一采油厂吴堡作业区，2019），其中所记载的体系单体由丙烯酰胺、2-甲基-2-丙烯酰胺基丙磺酸和N-烷基丙烯酰胺组成，未引入交联剂，因此仅能形成直链聚合物，难以同时形成交联网络和支化链结构，导致聚合物乳液在地层深部难以被驱动、难以实现动态调剖，提高采收率效果有限。此外，专利申请CN112279963B公开了一种耐温抗盐多元共聚预交联凝胶颗粒，其中所记载的制备方法中聚合物样品经烘干和粉碎得到，需要搅拌溶解2小时才能达到较高的粘度，此外，在胜利盐水II矿化度下进行产品性能测定，耐高矿化度能力有限，难以在高温高盐油藏及海上油田中实现快速增粘，进而发挥深部调剖效果。因此，一种兼具部分支化部分交联结构且能够实现快速增粘、耐温抗盐性能更优、稳定性更好、易被驱动，可实现深部动态调剖、在线加注的聚合物乳液亟待开发。

发明内容

本发明提出一种耐温抗盐网络结构聚合物乳液及其制备方法和应用，该聚合物乳液在温度≤90℃、矿化度≤32848mg/L的地层中能够充分发挥快速增粘和深部动态调剖作用，且在-20℃以下仍能够实现在线注入，从而大幅降低加注成本，获得最佳的采收率。

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

向反应容器中加入去离子水和丙烯酰胺，待完全溶解后，向反应体系中先后加入2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸和N-烷基丙烯酰胺，将反应体系pH调至6~8，使反应体系保持在8℃~12℃搅拌至充分混匀，得到水相；

向另一反应容器中加入分散剂和乳化剂，搅拌至充分混匀，得到连续相；

于反应釜中加入连续相并开启搅拌，将水相分2～3批缓慢加入连续相，并高速搅拌乳化至均匀，反应釜内温度控制在10～15℃；

向上述体系中加入交联剂N,N-二甲基丙烯酰胺，待充分混匀后，在氮气保护下，并缓慢向反应体系内加入PMo₁₂型多金属杂多酸盐-甲基丙烯酸二甲氨基乙酯引发体系，密封反应釜，通过调整水浴温度将体系温度保持在40～70℃，继续反应5～8小时，得到白色不透明的耐温抗盐网络结构聚合物乳液。

上述制备方法反应机理说明如下：