[發明專利]耐溫水溶性共聚物及其制備方法和用途

無效

• 申請號: 200810044312.7
• 申請日: 2008-04-29
• 公開（公告）號: CN101274974A
• 公開（公告）日: 2008-10-01
• 發明（設計）人: 鐘傳蓉;饒明雨;王偉
• 申請（專利權）人: 成都理工大學
• 主分類號: C08F220/56
• 分類號: C08F220/56;C08F220/06;C08F212/14;C08F220/58;C08F226/02;C08F220/34;C08F2/22;C09K8/588
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一、技術領域

本發明涉及一種耐溫水溶性共聚物及其制備方法和用途，屬于高分子材料和提高石油采收率領域。

二、技術背景

隨著社會經濟的快速發展，我國對石油需求量不斷增加，因此，發展提高石油采收率技術，提高油田的開發效果和儲量動用程度，具有重要的經濟和社會意義。聚合物驅油技術因其實施工藝簡單，并且能顯著提高石油采收率，已成為提高石油采收率的重要方法之一，該技術已應用于我國大慶、勝利和大港等大型油田，獲得了良好的經濟效益。

在一定礦化度和溫度的儲層環境下，達到一定溶液粘度的聚合物依賴于其高分子量，目前，對于油田現場大量采用的超高分子量(1.6×10⁷～3.0×10⁷)的部分水解丙烯酰胺(HPAM)在溶液泵送與注入及在地層內流動過程中會發生明顯的剪切降解，粘度保留率只有22～30％；HPAM的耐溫性能和抗老化性能較差，HPAM的溶液表觀粘度隨溫度的增加明顯下降，而且當油層溫度為75℃及其以上時，HPAM在地層環境中易于老化，溶液粘度大幅度下降。另外，HPAM溶液的抗鹽性能差，鹽的加入使溶液粘度顯著降低。因此，HPAM只能用于低溫、低礦化度油田。為了提高HPAM的耐溫、抗鹽和抗剪切性能，國內外研究者對HPAM進行了各種途徑的改進。在分子鏈中引入含量較多的大側基或剛性基團，但因較多大基團的引入使獲得超高分子量聚合物幾乎不可能；對HPAM進行輕度交聯，溶液粘度在高溫(75-90℃)和高礦化度下有明顯的提高，但體系的交聯度及其分布的控制等是這一技術能否應用的關鍵，而且HPAM交聯聚合物易堵塞低滲透儲層。在丙烯酰胺共聚物中進行疏水締合改性，這類聚合物是通過分子鏈中的疏水基團形成分子間締合的動態超分子結構而增粘。與超高分子量HPAM相比，這類聚合物的分子量低，不會發生如HPAM那樣的不可逆機械降解，具有優異的抗剪切性能，但目前這類聚合物的耐溫性能有限，溫度高于55℃后，溫度增稠效應消失，隨溫度增加，溶液粘度顯著下降，而且大部分疏水單體在高于80℃的溫度后水解，導致其疏水締合功能喪失。耿同謀等，精細化工2005，22(9)：671-673，合成了三元疏水締合水溶性共聚物丙烯酰胺/丙烯酸鈉/N，N-二正辛基丙烯酰胺(P(AM/NaAA/DiC₈AM)，并研究了其溶液性能，在低于45℃以下時，該共聚物的溶液表觀粘度隨溫度的增加而升高，但溫度超過45℃以后，分子間的疏水締合被嚴重破壞，溶液表觀粘度急劇下降。王云芳等，油田化學，2004，21(4)：333-335，研究合成了含氟共聚物PAMF丙烯酰胺/丙烯酸/含氟丙烯酸酯，這種聚合物具有良好的溶液性能，但在20-90℃內，這種聚合物的溶液表觀粘度均隨溫度的增加而下降，而且70℃以后下降更劇烈，抗鹽只有25000mg/L?？装貛X，石油勘探與開發，2001，28(1)：66-67，研究了污水聚丙烯酰胺溶液的高溫穩定性，結果發現，在高溫時，因氧化降解，相對分子質量2100萬，水解度23％的HPAM溶液的抗老化性能差，氧含量8.0mg/L，礦化度為5002mg/L，濃度為1g/L的HPAM污水溶液于75℃老化110天后，溶液表觀粘度由初始的23.2mPa·s下降到6.0mPa·s。

三、發明內容

本發明的目的是根據目前的驅油聚合物的耐溫、抗鹽和高于90℃高溫下的抗老化性能有待進一步改善的研究現狀，提供了一種在25～75℃范圍內，溶液表現為粘度隨溫度升高而增加的溫度增稠效應，溶液在90℃時仍具有高的粘度，在高鹽和110℃下具有良好的抗老化性能的耐溫水溶性共聚物及其制備方法和用途，其特點是以丙烯酰胺(AM)作為主要的親水單體，少量的陰離子單體(ANMO)或/和陽離子單體(CAMO)為增溶親水單體，以含氟疏水單體2，3，4，5，6-五氟苯乙烯、2，4，6-二氟苯乙烯、2，6-二氟苯乙烯、2-(三氟甲基)苯乙烯、3-(三氟甲基)苯乙烯、4-(三氟甲基)苯乙烯、3，5-二(三氟甲基)苯乙烯、或/和4-(全氟C_1-16烷基)苯乙烯(分子式：C_8+nF_2n+1H₇，n＝2-16)中的至少一種為疏水單體，采用自由基膠束共聚法合成了共聚物PATF。