[發明專利]接枝改性超高分子量聚丙烯酰胺及其制備方法

有效

• 申請號: 201210239976.5
• 申請日: 2012-07-12
• 公開（公告）號: CN103539947A
• 公開（公告）日: 2014-01-29
• 發明（設計）人: 于志省;夏燕敏
• 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上海石油化工研究院
• 主分類號: C08G81/02
• 分類號: C08G81/02;C08F293/00;C08G65/28;C09K8/588
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技術領域

本發明涉及三次采油領域，具體涉及一種嵌段型活性可控聚合物接枝改性超高分子量聚丙烯酰胺及其制備方法。

背景技術

油氣田開采用水溶性聚合物的通用性能要求主要有：水溶性、增粘性、懸浮性、剪切稀釋性和觸變性、穩定性以及滲流特性滿足油氣開采工程的要求等。雖然在無氧、無二價離子環境中超高分子量聚丙烯酰胺仍可于較高溫度下(如120℃)提高采油率，但目前三次采油中常用的水溶性聚合物用于驅油時還存在許多問題。如在溫度較高時聚丙烯酰胺水解嚴重；地層溫度超過75℃后，隨著地層溫度升高，超高分子量聚丙烯酰胺沉淀形成加快；高溫高鹽易導致超高分子量聚丙烯酰胺從水溶液中沉淀出來，并且水解度越高這種現象越顯著；溶液粘度對溫度和鹽度非常敏感，在高溫高鹽環境中溶液的保留粘度很低。因此，國內外研究者對驅油用聚丙烯酰胺類大分子進行了大量的研究以使其滿足油田應用時的特殊油藏條件。

文獻(Büyükya?c??A,?Tuzcu?G,?Aras?L.?Synthesis?of?copolymers?of?methoxy?polyethylene?glycol?acrylate?and?2-acrylamido-2-methyl-1-propanesulfonic?acid:?Its?characterization?and?application?as?superplasticizer?in?concrete.?Cement?and?Concrete?Research,?2009,?39(7):?629-635.)報道了作為高分子表面活性劑的聚丙烯酰胺接枝共聚物的合成與應用，所采用的大單體主要是在酸或堿性條件下易水解的聚氧乙烯醚丙烯酸酯類。專利CN102051165A則公開了一種作為驅油劑的黃原膠接枝共聚物的制法和應用，采用接枝共聚合方法將耐溫型功能單體引入黃原膠大分子鏈上，提高了生物大分子的黏彈性和生物穩定性。而上述接枝到大分子鏈上的聚合物支鏈，支鏈長度不一且不可控，這為進一步研究聚合物接枝鏈長度和分子量等分子結構因素對接枝共聚物的流變性能、耐溫抗鹽抗老化性能以及三次采油驅替研究等帶來困難。

發明內容

本發明所要解決的技術問題之一是現有技術中超高分子量聚丙烯酰胺用于三采采油領域中，存在耐溫性、耐鹽性和耐老化性以及驅油效率差的問題，提供一種新的接枝改性超高分子量聚丙烯酰胺。該接枝改性超高分子量聚丙烯酰胺具有耐溫性、耐鹽性和耐老化性好以及驅油效率高的優點。本發明所要解決的技術問題之二是提供一種與解決技術問題之一的接枝改性超高分子量聚丙烯酰胺相對應的制備方法。

為解決上述技術問題之一，本發明采用的技術方案如下：一種接枝改性超高分子量聚丙烯酰胺，具有以下化學通式：

HPAM-g-R

其中，HPAM為超高分子量聚丙烯酰胺；

R為選自PEO-b-PS、PPO-b-PS、P(EO-r-PO)-b-PS、PEO-b-PPO-b-PS或PPO-b-PEO-b-PS中的一種；

EO為環氧乙烷；

PO為環氧丙烷；

PEO為聚環氧乙烷；

PPO為聚環氧丙烷；

PS為聚乙烯基芳烴化合物；

該接枝改性超高分子量聚丙烯酰胺的粘均分子量≥2900萬。

上述技術方案中，R是采用活性自由基聚合方法制得的分子量可控的嵌段型共聚物，其分子式中的b表示共聚物為嵌段型，r表示共聚物為無規型。PEO、PPO、PS中單體的重復單元數均選自1～200中的任一整數。

為解決上述技術問題之二，本發明采用的技術方案如下：一種接枝改性超高分子量聚丙烯酰胺的制備方法，包括以下步驟：

a)以環氧乙烷或環氧丙烷中的至少一種環氧烷烴為原料，以苯環取代酚鈉為引發劑，在引發劑與環氧烷烴的摩爾比為1：1～500、反應溫度25～125℃、反應時間2～16小時的條件下，反應分別得到X-PEO、X-PPO、X-P(EO-r-PO)、X-PEO-b-PPO或X-PPO-b-PEO的聚合物，X為苯環取代酚基；