[發明專利]一種丙烯酰胺共聚物及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201610909416.4
• 申請日: 2016-10-19
• 公開（公告）號: CN107964067B
• 公開（公告）日: 2020-10-20
• 發明（設計）人: 伊卓;黃鳳興;張文龍;祝綸宇;劉希;方昭;杜超;胡曉娜
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司北京化工研究院
• 主分類號: C08F220/56
• 分類號: C08F220/56;C08F220/58;C08F8/12;C09K8/588
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司 11283
• 代理人: 王崇;李婉婉

本發明涉及石油化工領域，公開了一種丙烯酰胺共聚物及其制備方法和應用，該丙烯酰胺共聚物含有結構單元A和結構單元B，所述結構單元A包括式(1)所示的結構單元，所述結構單元B為式(2)所示的結構單元，以丙烯酰胺共聚物中結構單元的總摩爾數為基準，結構單元A的含量為1?99摩爾％且結構單元B的含量為1?99摩爾％，所述丙烯酰胺共聚物的粘均分子量為2700?3200萬。將能夠提供上述結構單元的單體進行聚合即可得到本發明的丙烯酰胺共聚物。本發明的丙烯酰胺共聚物具有水溶性好、殘余單體含量低的特點，特別是在高溫和高鹽的條件下，溶液的表觀粘度和增稠性能較常規聚丙烯酰胺有大幅提升。

技術領域

本發明涉及石油化工領域，具體地，涉及一種丙烯酰胺共聚物及其制備方法和應用。

背景技術

聚合物驅油主要是通過注入一定規模的聚合物溶液，增加驅替液粘度，降低油層水相滲透率來降低流度比、調整吸水剖面，以達到提高驅替相體積的目的，進而提高采收率。

作為主要的聚合物驅油劑，部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)在常規油藏三次采油(EOB)技術中，已經得到大規模推廣和應用，為油田穩產和增產發揮了重要作用。隨著常規油藏儲量的減少，高溫高鹽油藏使得HPAM的應用面臨著諸多難題，主要體現在開采高溫高鹽油藏時的高溫、高鹽和溶液中溶解氧產生的復合作用使得HPAM溶液粘度大幅降低，導致HPAM驅油效果不顯著。研究表明，當溫度高于70℃，HPAM的酰氨基水解反應生成羧基顯著加劇，當水解度達到40％以上，羧基就很容易和溶液中Ca²⁺、Mg²⁺離子生成沉淀，使溶液粘度損失。此外，在高溫下，空氣中氧和溶液中存在溶解氧時，也會引起聚合物主鏈斷裂使溶液粘度顯著下降。

以丙烯酰胺(AM)和耐溫耐鹽單體2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)共聚合成二元共聚物在耐溫耐鹽性能上較HPAM的確有所提高。如題為“AMPS/AM共聚物的低溫合成和性能”(常志英，高分子材料科學與工程，1997，13，16)。題為“水溶性AM/AA/AMPS共聚物的高溫水解”(朱麟勇，應用化學，2000，17，2)研究發現，在90℃的高溫條件下，受臨近丙烯酸(AA)單元的分子內催化作用，AMPS單元水解也發生水解反應，盡管隨著水解反應，共聚物中丙烯酸結構單元比例增加，提高了其溫敏性和鹽敏性能，但由于AMPS在高溫下易發生水解，因此限制了這類聚合物在水解溫度以上的高溫高鹽條件下的應用。

因此，如何進一步提高丙烯酰胺共聚物的耐溫抗鹽仍是亟需解決的問題。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的上述缺陷，提供一種丙烯酰胺共聚物、一種丙烯酰胺共聚物的制備方法、由該方法制備的丙烯酰胺共聚物以及所述丙烯酰胺共聚物的應用。

為了實現上述目的，本發明提供了一種丙烯酰胺共聚物，其中，該丙烯酰胺共聚物含有結構單元A和結構單元B，所述結構單元A包括式(1)所示的結構單元，所述結構單元B為式(2)所示的結構單元，以丙烯酰胺共聚物中結構單元的總摩爾數為基準，結構單元A的含量為1-99摩爾％且結構單元B的含量為1-99摩爾％，所述丙烯酰胺共聚物的粘均分子量為2700-3200萬，

其中，R₁和R₂各自獨立地為氫或C1-C4的烷基；M₁為氫、鉀或鈉。

本發明還提供了一種制備丙烯酰胺共聚物的方法，該方法包括：在溶液聚合反應條件下，在引發劑存在下，使單體混合物進行聚合反應；其中，所述單體混合物含有式(5)所示的單體E和式(6)所示的單體F；以所述單體混合物中單體的總摩爾數為基準，單體E的含量為1-99摩爾％，單體F的含量為1-99摩爾％，所述丙烯酰胺共聚物的粘均分子量為2700-3200萬，