[發(fā)明專利]一種星形聚合物的制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010565501.6
• 申請日: 2010-11-29
• 公開（公告）號: CN102093505A
• 公開（公告）日: 2011-06-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 羅文利;馬德勝;樊劍;林慶霞;韋莉
• 申請（專利權(quán)）人: 中國石油天然氣股份有限公司
• 主分類號: C08F220/58
• 分類號: C08F220/58;C08F220/56;C08F220/18;C08F4/40;C08F2/38
• 代理公司: 北京市德權(quán)律師事務(wù)所 11302
• 代理人: 王建國

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及石油開采技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種高溫高鹽油藏可動凝膠體系用星形聚合物的制備方法。

背景技術(shù)

近年來，應(yīng)用于中低溫油藏(70℃以下)的深部調(diào)驅(qū)技術(shù)發(fā)展很快，并在油田得到了廣泛應(yīng)用。但高溫油藏(70℃以上)的深部調(diào)驅(qū)技術(shù)發(fā)展相對較慢，主要是由于高溫聚合物和高溫交聯(lián)劑產(chǎn)品發(fā)展相對較慢，產(chǎn)品也相對較少。目前，國內(nèi)在126℃的高溫條件下開展的深部調(diào)剖調(diào)驅(qū)技術(shù)的研究很少，在高溫(80℃～110℃)油田條件下應(yīng)用的凝膠體系主要還是聚合物與高溫交聯(lián)劑交聯(lián)形成凝膠體系，這類凝膠體系在120℃以上存在著聚合物的嚴重降解和交聯(lián)劑的成膠速度過快等不利因素。SPE97530(Al-Muntasheri?G.A.et?al.“Investigation?of?High?Temperature?Organic?WaterShut0ff?Gel：Reaction?Mechanisms”，2005)、SPE104071(Al-Muntasheri?G.A.etal.“Gelation?Kinetics?of?an?Organically?Cross-Linked?Gel?at?High?Temperatureand?Pressure”，2006)、SPE105925(Al-Muntasheri?G.A.et?al.“A?Study?ofPolyacrylamide-Based?Gels?Crosslinked?With?Polyethleneimine”，2007)等文獻報道了120～140℃條件下的堵水用高溫凝膠的研究工作，采用改性的聚合物體系和新型交聯(lián)劑，在聚合物濃度5％的極高用量下形成耐高溫凝膠。目前，低聚合物用量條件下的可動凝膠體系應(yīng)用于礦化度為117000mg/L(鈣、鎂離子含量高達3340mg/L)和溫度140℃的高溫高鹽油藏進行深部調(diào)驅(qū)，還存在長期穩(wěn)定性的問題。

星形聚合物是由一個星核和多個超級聚合分子鏈構(gòu)成的具備強抗鹽抗溫性能的水溶性聚合物。聚合物分子主鏈星形化可以有效增大聚合物分子鏈的剛性和分子結(jié)構(gòu)的規(guī)整性，使得聚合物分子鏈的卷曲困難，分子鏈旋轉(zhuǎn)的水力學(xué)半徑增大，增粘性、抗溫、抗鹽能力得到顯著的提高。選擇含星形功能起始劑的多元復(fù)合氧化還原引發(fā)體系可以制備含有多個聚合物分子主鏈的星形聚合物。星形聚合物具有良好的吸附性、抗剪切性、耐溫性、耐酸堿等性能，廣泛應(yīng)用于石油、水質(zhì)處理、紡織、醫(yī)藥、日化及其它工業(yè)。在《油氣開采用締合聚合物合成與溶液性能研究》論文中，鄭焰博士采用骨架構(gòu)型單體對稱四烯丙基乙二胺合成了星型締合聚合物樣品ZS18.35.08，它是四元共聚物R₁₈DMAAC/TAEDA/AM/NaAA，摩爾配比為0.8∶5×10^-5∶64.2∶35，五點法測試其分子量為1.12×10⁶。在《原子轉(zhuǎn)移自由基聚合法合成星形聚合物的研究》論文中，張士福博士以多羥基化合物季戊四醇為起始劑，通過溴乙酰化反應(yīng)得到四官能度引發(fā)劑，引發(fā)苯乙烯、丙烯酸酯聚合，率先合成了四臂星形聚苯乙烯、星形聚丙烯酸酯以及含羥基的星形聚合物。在現(xiàn)有的星形聚合物中，由于核與臂的選用的不同，制備的星形聚合物特性粘度小于9.9dL/g、分子量小于500萬、水溶性較差，在高溫高鹽條件下，增粘性較差，不能滿足高溫高鹽油藏可動凝膠體系應(yīng)用的要求。因此研究適用于高溫高鹽油藏可動凝膠體系的具有抗鹽抗溫功能的星形聚合物是非常必要的。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有星形聚合物特性粘度小、水溶性差、增粘性等缺點，本發(fā)明提供了一種星形聚合物的制備方法，所述方法采用氧化還原引發(fā)體系，將丙烯酸叔丁酯、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙烷磺酸和丙烯酰胺三種水溶性單體進行水溶液自由基共聚合；所述氧化還原引發(fā)體系由如下組分組成：三羥甲基苯酚、過硫酸鹽、過氧化氫、尿素、甲醛合次亞硫酸氫鈉、偶氮二異丁腈、鏈轉(zhuǎn)移劑和表面活性劑。

進一步地，所述三種水溶性單體占總單體的重量百分含量為：單體丙烯酸叔丁酯投料比為5～25％，單體2-丙烯酰胺基-2-甲基丙烷磺酸投料比為10～70％，單體丙烯酰胺投料比為5～85％。

進一步地，所述三種水溶性單體占總單體的重量百分含量為：單體丙烯酸叔丁酯投料比為10～20％，單體2-丙烯酰胺基-2-甲基丙烷磺酸投料比為40～60％，單體丙烯酰胺投料比為20～50％。

進一步地，所述過硫酸鹽為過硫酸銨、過硫酸鉀或過硫酸鈉。

進一步地，所述鏈轉(zhuǎn)移劑為甲酸鈉，所述表面活性劑為司盤-20。