[發(fā)明專(zhuān)利]用于制備三次采油用聚合物驅(qū)油劑的引發(fā)劑組合物

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210412614.1
• 申請(qǐng)日: 2012-10-25
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103772559A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-05-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 于志省;夏燕敏;宋曉芳;許匯;蔡紅;朱益興;王蘭
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)石油化工股份有限公司;中國(guó)石油化工股份有限公司上海石油化工研究院
• 主分類(lèi)號(hào): C08F20/56
• 分類(lèi)號(hào): C08F20/56;C08F4/40;C08F4/04
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種制備三次采油用聚合物驅(qū)油劑的復(fù)合型氧化還原引發(fā)劑組合物及其引發(fā)工藝。

背景技術(shù)

丙烯酰胺系聚合物是由丙烯酰胺均聚或共聚而得到的一類(lèi)多功能水溶性高分子。其主鏈上帶有大量活潑側(cè)基（酰胺基）和/或其它基團(tuán)（如羥基、磺酸基或N-取代基團(tuán)等），賦予聚合物許多優(yōu)異的性能，如絮凝性、增黏性、粘結(jié)性、表面活性、耐溫性、抗剪切性和熱穩(wěn)定性等，從而被廣泛應(yīng)用于鉆井、采油、堵水、調(diào)剖、酸化、壓裂、水處理等領(lǐng)域。

丙烯酰胺系聚合物的合成屬于單體自由基聚合，其分子構(gòu)型基本上是帶有側(cè)基和少量支鏈的線性高分子結(jié)構(gòu)，通過(guò)溶解于水中制成溶液而得以應(yīng)用，聚合物的相對(duì)分子質(zhì)量和溶解性是衡量聚合物產(chǎn)品的兩個(gè)重要指標(biāo)，而且是相互矛盾的兩個(gè)方面。如果單單提高聚合物的相對(duì)分子質(zhì)量，聚合過(guò)程中容易發(fā)生交聯(lián)，造成產(chǎn)物溶解困難或成為不溶的凝膠。因而丙烯酰胺系聚合物的研究不只在于提高其相對(duì)分子質(zhì)量或溶解性，而是要在提高其相對(duì)分子質(zhì)量的同時(shí)，不降低或盡量少地降低其溶解速率，或通過(guò)一定途徑改善高分子產(chǎn)品的溶解性，才能使該類(lèi)水溶性聚合物發(fā)揮應(yīng)有的作用。

由于丙烯酰胺的聚合服從自由基聚合理論，因此，單體濃度、引發(fā)劑種類(lèi)及其濃度、聚合體系溫度以及體系中某些雜質(zhì)等均對(duì)丙烯酰胺聚合物的相對(duì)分子質(zhì)量有較大影響，并最終影響聚合物的溶解性能。其中，引發(fā)劑類(lèi)型的選擇直接關(guān)系到聚合體系的引發(fā)溫度和引發(fā)劑的使用含量，優(yōu)良的引發(fā)劑類(lèi)型其反應(yīng)活化能低，可在較低溫度下分解，且產(chǎn)生的自由基含量可得到有效控制，因此，許多學(xué)者把引發(fā)劑的開(kāi)發(fā)當(dāng)作提高丙烯酰胺聚合物相對(duì)分子質(zhì)量的關(guān)鍵，對(duì)自由基聚合引發(fā)體系的研究和開(kāi)發(fā)作了大量的工作，以便制備出性能優(yōu)良的聚合物。

在引發(fā)劑的選用上，早期應(yīng)用較為成熟的無(wú)機(jī)類(lèi)包括過(guò)硫酸鹽和其它過(guò)氧化物，有機(jī)類(lèi)有偶氮類(lèi)化合物等。由于上述引發(fā)體系反應(yīng)活化能較高（約80kJ/mol），聚合溫度也較高，且反應(yīng)一旦發(fā)生，反應(yīng)劇烈，難以控制，聚合物相對(duì)分子質(zhì)量難以提高。對(duì)此，人們將氧化還原引發(fā)體系引入聚合中，可在較低溫度下反應(yīng)，并提高產(chǎn)物的聚合度，其中，最有代表性的是過(guò)硫酸鹽-亞硫酸鹽體系；但該體系產(chǎn)物存在溶解性不佳等問(wèn)題。有學(xué)者以尿素替換亞硫酸鹽，獲得較高轉(zhuǎn)化率且支鏈化少的聚丙烯酰胺；或采用有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)合并帶有活性單體的引發(fā)體系，如甲基丙烯酸N,N-二甲氨基乙酯、N-（N’,N’-二甲氨基亞甲基）甲基丙烯酰胺等含叔胺基的丙烯酰胺衍生物，其本身可以結(jié)合到聚合物分子鏈中，具有引發(fā)和反應(yīng)的雙重功能，故能得到相對(duì)分子質(zhì)量上千萬(wàn)的產(chǎn)物，其缺點(diǎn)是聚合物中支鏈成分反而較多，與相對(duì)分子質(zhì)量相同的直鏈聚合物溶解性差。為此，文獻(xiàn)（陳九順，張貞浴，張鳳蓮，不同引發(fā)體系作用下丙烯酰胺的自由基聚合的機(jī)理探討，廣州化工，1996，24（2）：69-73.）將亞硫酸氫鈉引入過(guò)硫酸鹽-含叔胺基活性單體體系，得到的聚合物相對(duì)分子質(zhì)量高，且水溶性好。之后，該三元引發(fā)體系被廣泛地應(yīng)用于聚丙烯酰胺系聚合物的合成與制備等基礎(chǔ)研究中。從工業(yè)化生產(chǎn)角度來(lái)看，原材料包括引發(fā)劑的成本則不容忽視。如何篩選出可高效引發(fā)、安全生產(chǎn)、成本低廉且來(lái)源簡(jiǎn)單的引發(fā)劑和/或助引發(fā)劑品種至關(guān)重要，而這也成為從事工業(yè)化生產(chǎn)領(lǐng)域的科研人員一直以來(lái)所迫切解決的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是現(xiàn)有技術(shù)中用常規(guī)氧化還原引發(fā)劑制備的聚丙烯酰胺系聚合物存在引發(fā)速率快、不可控，聚合物的相對(duì)分子質(zhì)量與溶解性之間的矛盾，且殘單含量較高的問(wèn)題。該方法制備的聚丙烯酰胺系聚合物具有合成速率可控，產(chǎn)物轉(zhuǎn)化率高，相對(duì)分子質(zhì)量高且溶解性好的特點(diǎn)。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：一種用于制備三次采油用聚合物驅(qū)油劑的復(fù)合型氧化還原引發(fā)劑組合物，以組合物重量百分比計(jì)，包括以下組份：

1)??0.05~40％的過(guò)硫酸鹽；

2)?0.1~60％的氨水、氨氣、脲或硫脲；