[發(fā)明專利]水溶性微交聯(lián)共聚物及其制備方法和用途

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200810044762.6
• 申請(qǐng)日: 2008-06-23
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101302266A
• 公開(kāi)（公告）日: 2008-11-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鐘傳蓉;王偉;饒明雨;彭秀花
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 成都理工大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): C08F220/56
• 分類(lèi)號(hào): C08F220/56;C08F220/06;C08F212/36;C08F220/54;C08F212/14;C08F2/26;C09K8/588
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一、技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種水溶性微交聯(lián)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(lǐng)域。

二、技術(shù)背景

目前我國(guó)許多大型油田已進(jìn)入開(kāi)采中后期，采出液含水率日漸提高，不少油井產(chǎn)出液含水率高達(dá)90％。因此，采用在注水中添加化學(xué)劑的化學(xué)驅(qū)已成為我國(guó)石油工業(yè)的重要技術(shù)措施，而聚合物驅(qū)油是化學(xué)驅(qū)中行之有效的技術(shù)。聚合物驅(qū)首要的目標(biāo)是研制高性價(jià)比的驅(qū)油聚合物，驅(qū)油用聚合物應(yīng)具有優(yōu)良的水溶性，在油層環(huán)境條件如油層溫度和礦化度下，聚合物仍能保持強(qiáng)的增粘性能，不易發(fā)生降解，抗老化性能良好。此外，由于采油生產(chǎn)消耗的聚合物驅(qū)油劑的量很大，因此，生產(chǎn)成本是聚合物驅(qū)油劑能否被應(yīng)用于現(xiàn)場(chǎng)的重要標(biāo)準(zhǔn)。目前已商品化的工業(yè)產(chǎn)品仍然主要是部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)。HPAM為線型的分子結(jié)構(gòu)，其增粘主要依賴于超高分子量，分子量高達(dá)1.6×10⁷～3.0×10⁷，雖然HPAM在低礦化度油藏中的增粘能力強(qiáng)，但本身的線型分子結(jié)構(gòu)使其在高礦化度油藏中的抗鹽性以及耐溫、抗剪切和抗老化等溶液性能較差。

針對(duì)HPAM溶液性能的不足，國(guó)內(nèi)外研究者通過(guò)如下的途徑對(duì)聚丙烯酰胺進(jìn)行了改性：①在HPAM溶液中添加小分子有機(jī)或無(wú)機(jī)交聯(lián)劑對(duì)HPAM弱交聯(lián)得到可流動(dòng)的水凝膠；②與帶有耐溫抗鹽性能結(jié)構(gòu)單元的功能單體共聚，制備耐溫抗鹽共聚物；③利用大分子基團(tuán)間的氫鍵、靜電庫(kù)侖力與疏水締合等分子間作用力，進(jìn)行大分子自組裝，如兩性離子聚合物、聚合物復(fù)合體系和疏水締合聚合物。由于交聯(lián)結(jié)構(gòu)的存在，聚合物剛性增強(qiáng)，構(gòu)象轉(zhuǎn)變難度增大，在高溫(75-90℃)、高礦化度下能顯示優(yōu)良的耐溫抗鹽性能，保持良好的熱穩(wěn)定性，但體系的交聯(lián)度及其交聯(lián)分布難于控制，使得其流體力學(xué)半徑大，易堵塞石油儲(chǔ)層的小孔隙，尤其是中、低滲透儲(chǔ)層的孔喉，只適用于高滲透油藏。其余上述各類(lèi)丙烯酰胺改性聚合物各有其突出的特點(diǎn)，但為了使這些聚合物具有良好的溶解性，在分子鏈中都引入了離子基團(tuán)，都具有線型的分子結(jié)構(gòu)，因此，也存在鮮明的缺陷，因鹽對(duì)離子的靜電屏蔽作用，鹽的加入不可避免地使線型大分子鏈卷曲，溶液粘度大幅度下降，從而使得采油用聚合物的消耗量大，尚難滿足深部油藏三次采油的要求。因此，研究與開(kāi)發(fā)同時(shí)具有增粘、抗鹽、耐溫、抗剪切和抗老化，能用于不同滲透率油藏的驅(qū)油水溶性聚合物一直是驅(qū)油聚合物研究的難題。邵振波等，油田化學(xué)，2005，22(2)：72-77，研究了驅(qū)油過(guò)程中HPAM的機(jī)械降解，發(fā)現(xiàn)HPAM分子鏈在通過(guò)低滲透率油巖層孔喉部出入口時(shí)由于受到強(qiáng)烈的剪切與拉伸作用，分子量的損失巨大，溶液表觀粘度的保留值只有20％左右。呂靜蘭等，石油化工，2005，34(6)：72-77，合成了線型的甲基丙烯磺酸鈉-N，N-二甲基丙烯酰胺-丙烯酰胺耐溫抗鹽共聚物，并研究了其溶液性能，鹽的加入使得溶液粘度明顯下降，當(dāng)該共聚物濃度為1.5g/L時(shí)，溶液的表觀粘度由淡水中的260mPa.s下降到礦化度為5g/L時(shí)的60mPa.s。劉坤，油田化學(xué)，2007，24(4)：340-343，研究了鉻交聯(lián)劑Water-Cut684與兩種聚合物MO-400和恒聚聚合物形成的弱凝膠，并測(cè)試了弱凝膠提高采收率的情況，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，弱凝膠驅(qū)提高采收率的能力明顯高于線型聚合物驅(qū)，但用于實(shí)驗(yàn)的填砂管均是高滲透率，分別為5.0μm²和1.5μm²。

三、發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是根據(jù)目前驅(qū)油聚合物的研究現(xiàn)狀和不足，改變驅(qū)油聚合物易發(fā)生卷曲的線型主鏈結(jié)構(gòu)，提供了一種水溶性好，具有共聚微交聯(lián)結(jié)構(gòu)，分子內(nèi)卷曲困難，并且具有分子締合能力，在水溶液中能形成可逆的物理超分子聚集結(jié)構(gòu)的水溶性微交聯(lián)共聚物及其制備方法和用途，其特點(diǎn)是以高聚合反應(yīng)活性、聚合物溶解性較好、價(jià)格低的丙烯酰胺(AM)作為主要的親水單體，以共聚反應(yīng)活性好、具有四官能度及含有疏水基團(tuán)苯基的二乙烯基苯為交聯(lián)共聚單體，少量的陰離子單體為增溶親水單體，采用自由基膠束共聚法合成了水溶性微交聯(lián)共聚物PADM(分子結(jié)構(gòu)見(jiàn)附圖1)。