[發明專利]一種丙烯酰胺共聚物及其制備方法和應用

無效

• 申請號: 201310421080.3
• 申請日: 2013-09-16
• 公開（公告）號: CN104448120A
• 公開（公告）日: 2015-03-25
• 發明（設計）人: 伊卓;林蔚然;張文龍;趙方園;劉希;方昭;杜超;祝綸宇
• 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北京化工研究院
• 主分類號: C08F220/56
• 分類號: C08F220/56;C08F220/58;C08F8/12;C09K8/588
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司 11283
• 代理人: 王崇

技術領域

本發明涉及一種丙烯酰胺共聚物及其制備方法，以及丙烯酰胺共聚物作為驅油劑的應用。

背景技術

聚合物驅主要是通過注入一定規模的聚合物溶液，增加驅替液粘度，降低油層水相滲透率來降低流度比、調整吸水剖面，以達到提高驅替相體積的目的，進而提高采收率。

作為主要的聚合物驅油劑，部分水解聚丙烯酰胺（HPAM）在常規油藏三次采油(EOB)技術中，已經得到大規模推廣和應用，為油田穩產和增產發揮了重要作用。隨著常規油藏儲量的減少，高溫高鹽油藏使得HPAM的應用面臨著諸多難題，主要體現在開采高溫高鹽油藏時的高溫、高鹽和溶液中溶解氧產生的復合作用使得HPAM溶液粘度大幅降低，導致HPAM驅油效果不顯著。研究表明，當溫度高于70℃，HPAM的酰氨基水解反應生成羧基顯著加劇，當水解度達到40%以上，羧基就很容易和溶液中Ca²⁺、Mg²⁺離子生成沉淀，使溶液粘度損失。此外，在高溫下，空氣中氧和溶液中存在溶解氧時，也會引起聚合物主鏈斷裂使溶液粘度顯著下降。

以丙烯酰胺(AM)和耐溫耐鹽單體2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)共聚合成二元共聚物在耐溫耐鹽性能上較HPAM的確有所提高。如題為“AMPS/AM共聚物的低溫合成和性能”（常志英，高分子材料科學與工程，1997，13，16）。題為“水溶性AM/AA/AMPS共聚物的高溫水解”（朱麟勇，應用化學，2000，17，2）研究發現，在90℃的高溫條件下，受臨近丙烯酸（AA）單元的分子內催化作用，AMPS單元水解也發生水解反應，盡管隨著水解反應，共聚物中丙烯酸結構單元比例增加，提高了其溫敏性和鹽敏性能，但由于AMPS在高溫下易發生水解，因此限制了這類聚合物在水解溫度以上的高溫高鹽條件下的應用。

因此，如何進一步提高丙烯酰胺共聚物的耐溫抗鹽仍是亟需解決的問題。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術的聚合物驅油劑耐溫抗鹽性能較差的缺陷，提供一種耐溫抗鹽性能好的丙烯酰胺共聚物及其制備方法和應用。

本發明的一方面提供了一種丙烯酰胺共聚物，其中，該丙烯酰胺共聚物含有丙烯酰胺結構單元和式（I）所示的結構單元A，所述丙烯酰胺共聚物的粘均分子量為3000萬以上，

其中，M₁為鈉或鉀。

本發明另一方面提供了一種丙烯酰胺共聚物的制備方法，該制備方法包括在溶液聚合反應條件下、在引發劑存在下，使單體混合物進行聚合反應，得丙烯酰胺共聚物；其中，所述單體混合物含有丙烯酰胺和單體C，所述單體C為式（IV）所示結構的單體，M₁為鈉或鉀；

所述溶液聚合反應的條件使得聚合反應后所得丙烯酰胺共聚物的粘均分子量為3000萬以上。

本發明還提供了本發明提供的上述丙烯酰胺共聚物作為驅油劑的應用。

本發明提供的丙烯酰胺共聚物不但耐高溫，而且在高礦度下具有很好的增粘效果，能廣泛用于石油化工領域，特別是作為三次采油驅油劑的應用。究其原因可能為本發明提供的丙烯酰胺類單體中酰胺基周圍的一個甲基和一個苯基的疏水作用和空間位阻效應極大的限制了高溫條件下羧基對酰胺基的分子內催化水解，因此提高了該丙烯酰胺共聚物的耐水解性能；此外，該單體中的磺酸基對二價鹽離子不敏感，因此提高了該丙烯酰胺共聚物的抗鹽性能；又由于丙烯酰胺類單體具有較大的體積，使共聚物主鏈不易發生卷曲，從而使該丙烯酰胺共聚物達到了具有增粘的效果。

具體實施方式

以下對本發明的具體實施方式進行詳細說明。應當理解的是，此處所描述的具體實施方式僅用于說明和解釋本發明，并不用于限制本發明。

根據本發明提供的一種丙烯酰胺共聚物，其中，該丙烯酰胺共聚物含有丙烯酰胺結構單元和式（I）所示的結構單元A，所述丙烯酰胺共聚物的粘均分子量可以為3000萬以上，

其中，M₁可以為鈉或鉀。

根據本發明，在優選情況下，以所述丙烯酰胺共聚物中結構單元的總摩爾數為基準，所述丙烯酰胺結構單元的含量可以為1-99摩爾%，所述結構單元A的含量可以為1-99摩爾%，所述丙烯酰胺共聚物的粘均分子量可以為3000萬-3550萬；優選地，所述丙烯酰胺結構單元的含量可以為80-97.5摩爾%，所述結構單元A的含量可以為2.5-20摩爾%，所述丙烯酰胺共聚物的粘均分子量可以為3100萬-3500萬。