[發(fā)明專利]一種兩親高分子及其用途

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110210319.3
• 申請日: 2011-07-26
• 公開（公告）號: CN102382242A
• 公開（公告）日: 2012-03-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王金本;徐曉慧;史學(xué)峰;韓玉淳;王毅琳;閆海科
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院化學(xué)研究所
• 主分類號: C08F220/56
• 分類號: C08F220/56;C08F220/06;C08F232/04;C08F212/14;C08F226/02;C08F220/28;C08F220/58;C09K8/588
• 代理公司: 北京紀凱知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11245
• 代理人: 關(guān)暢

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種兩親高分子及其用途，該兩親高分子適用于油田鉆井、固井、壓裂、原油集輸、污水處理、污泥處理和造紙等領(lǐng)域，可用作強化采油驅(qū)油劑、稠油降粘劑、壓裂液、粘土穩(wěn)定劑、污水處理劑、造紙用助留助濾劑或補強劑等。

背景技術(shù)

三次采油用聚合物的溶液粘度和粘度穩(wěn)定性是衡量其使用效果的重要指標。油藏溫度、地層水和注入水礦化度的高低，直接影響聚合物溶液的增粘能力。對于部分水解聚丙烯酰胺而言，雖然其在淡水中具有明顯的增粘作用，但隨著油田溫度、地層水或注入水礦化度的增加，聚合物大分子流體力學(xué)半徑減小，同時聚合物在巖石表面的吸附量增大也使溶液有效濃度降低，導(dǎo)致溶液粘度不斷下降。兩親高分子是一類重要的水溶性聚合物，通過在親水性大分子鏈上引入少量的疏水基團，產(chǎn)生分子內(nèi)或分子間疏水相互作用，使大分子在溶液中形成空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，因而具有顯著的增粘效果。通過增加高分子鏈上疏水基團含量或增大分子量可以在一定程度上抵御高溫、高鹽度的影響，但也可能導(dǎo)致聚合物溶解能力變差、溶解時間大幅增加以及大分子鏈容易剪切降解和容易吸附于巖層等問題。隨著地層溫度和水礦化度的增大，這些問題尤為嚴重。

稠油資源已經(jīng)成為我國重要的戰(zhàn)略接替資源之一，但開采難度很大，主要原因是稠油的粘度大，膠質(zhì)、瀝青質(zhì)或含蠟量高，在地層、井筒及輸油管線中不易流動，另外由于油水流度比大，還易造成油井見水快、含水率高、地層易出砂等嚴重影響生產(chǎn)的問題。

如何保持高分子溶液的增粘與穩(wěn)粘性、提高其乳化和分散稠油、降低稠油粘度的能力，對于提高原油采收率以及最大限度挖潛地下殘余原油具有重要意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明以下內(nèi)容中，除另有定義外，相同的可變基團、分子式/結(jié)構(gòu)式等均具有相同的定義。

本發(fā)明涉及一種兩親高分子，所述兩親高分子具有如下所述的重復(fù)單元：起調(diào)節(jié)分子量、分子量分布以及荷電特性作用的結(jié)構(gòu)單元A、高空間位阻結(jié)構(gòu)單元B和兩親結(jié)構(gòu)單元C。

在一個實施例中，所述調(diào)節(jié)分子量、分子量分布以及荷電特性作用的結(jié)構(gòu)單元A包括(甲基)丙烯酰胺類單體單元A₁和/或(甲基)丙烯酸類單體單元A₂；優(yōu)選同時包括(甲基)丙烯酰胺類單體單元A₁和(甲基)丙烯酸類單體單元A₂。在本領(lǐng)域中，兩親高分子的分子量通常可根據(jù)需要進行選擇，使用比較多的是100-2000萬之間。

優(yōu)選的，所述(甲基)丙烯酰胺類單體單元A₁具有如下式(1)所示的結(jié)構(gòu)：

式(1)

式(1)中，R₁為H或甲基；R₂和R₃各自獨立的選自H、C₁-C₃的烷基；R₂和R₃優(yōu)選為H。

優(yōu)選的，所述(甲基)丙烯酸類單體單元A₂為(甲基)丙烯酸和/或(甲基)丙烯酸鹽；甲基丙烯酸鹽優(yōu)選為甲基丙烯酸鈉。

優(yōu)選的，所述(甲基)丙烯酰胺類單體單元A₁在整個兩親高分子所有重復(fù)單元中所占的摩爾百分數(shù)為70-99mol％，優(yōu)選為70-90mol％，更優(yōu)選70-78mol％。

優(yōu)選的，所述(甲基)丙烯酸類單體單元A₂在整個兩親高分子所有重復(fù)單元中所占的摩爾百分數(shù)為1-30mol％，優(yōu)選1-28mol％，更優(yōu)選20-28mol％。

在另一個實施例中，所述起調(diào)節(jié)分子量、分子量分布以及荷電特性作用的結(jié)構(gòu)單元A具有如下式(2)所示的結(jié)構(gòu)：

式(2)

其中，R₁為H或甲基；R₂和R₃各自獨立的選自H、C₁-C₃的烷基；R₂和R₃優(yōu)選為H；R₄選自H或甲基；Gr為-OH或-O^-Na⁺；m和n表示該結(jié)構(gòu)單元在整個兩親高分子所有重復(fù)單元中所占的摩爾百分數(shù)；m為70-99mol％，優(yōu)選為70-90mol％，更優(yōu)選70-78mol％；n為1-30mol％，優(yōu)選1-28mol％，更優(yōu)選20-28mol％。