[發(fā)明專利]兩親改性殼聚糖可降解驅(qū)油劑及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410469692.4
• 申請日: 2014-09-15
• 公開（公告）號: CN104327821A
• 公開（公告）日: 2015-02-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蒲萬芬;劉銳;孫琳;閆召鵬;尚曉培;趙磊
• 申請（專利權(quán)）人: 西南石油大學(xué)
• 主分類號: C09K8/588
• 分類號: C09K8/588;C08F251/00;C08F220/06;C08F220/56;C08F220/58
• 代理公司: 成都市輔君專利代理有限公司 51120
• 代理人: 楊海燕

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及兩親分子鏈雜化殼聚糖可降解聚合物及其制備方法，屬于新材料及油田化學(xué)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

石油作為一項(xiàng)不可再生的戰(zhàn)略資源，關(guān)系國計(jì)民生。我國主體油田及海上的渤海灣經(jīng)過多年的注水開發(fā)，進(jìn)入開發(fā)的高含水期，可采儲量的可動(dòng)用程度高，產(chǎn)出液的含水率高，整體處于“雙高”階段。同時(shí)，受注入水的長期沖刷，油藏的平面和縱向矛盾突出，水竄嚴(yán)重，穩(wěn)產(chǎn)難度大。因此，改善高含水油藏的注水開發(fā)效果，達(dá)到老油田的增油控水的目標(biāo)迫在眉睫。鑒于我國陸上油田及渤海灣開展聚合物驅(qū)及聚/表二元驅(qū)的成功經(jīng)驗(yàn)，聚合物驅(qū)及其復(fù)合驅(qū)是提高高含水油藏采收率的重要戰(zhàn)略技術(shù)。

目前，油田用常規(guī)聚合物部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)，在注入水配制的條件下，易發(fā)生分子鏈卷曲，剪切降解嚴(yán)重，增黏性差。大分子主鏈上引入耐溫抗鹽單體或改變聚合物分子鏈的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)形成的功能性聚合物能顯著提高聚合物的增黏性、抗剪切性、耐溫抗鹽及長期穩(wěn)定性能。如羅平亞等報(bào)道的疏水締合聚合物(AP)系列(“水溶性疏水締合聚合物驅(qū)油劑及合成方法”，專利號ZL2011103049919，“一種抗剪切聚合物及其制備方法”，專利號ZL201210117149)；程杰成等報(bào)道的梳形聚合物(程杰成等，新型梳形抗鹽聚合物的流變性，高分子材料科學(xué)與工程，2004，20(4)：119-121)；蒲萬芬等報(bào)道的兩親耐溫抗鹽聚合物(R.Liu,W.F.Pu,H.Jia,et?al.Rheological?Properties?of?Hydrophobically?Associative?Copolymers?Prepared?in?a?Mixed?Micellar?Method?Based?on?Methacryloxyethyl-dimethyl?Cetyl?Ammonium?Chloride?as?Surfmer[J].International?Journal?of?Polymer?Science.2014(2014),Article?ID875637,14pages)及超支化聚合物(“聚酰胺-胺雜化納米二氧化硅超支化聚合物及其制備方法”，專利號ZL2014101211743)。

隨著石油的開發(fā)，特別是提高采收率技術(shù)朝著低碳、環(huán)保的方向推進(jìn)，油田用聚合物需經(jīng)濟(jì)性、有效性和綠色環(huán)保性能有機(jī)統(tǒng)一，同時(shí)具備生物相容性和可降解性能。但是，無論HPAM還是功能性聚合物其分子主鏈的生物相容性不高、可降解差，導(dǎo)致采出液的后期處理工序復(fù)雜，成本高并且環(huán)境污染風(fēng)險(xiǎn)高。破解油田用聚合物生物可降解性的關(guān)鍵思路是：基于天然高分子的生物活性和綠色環(huán)保性質(zhì)，以天然大分子為主鏈，引入親水基團(tuán)和少量疏水基團(tuán)，構(gòu)筑以天然大分子為主鏈、兩親分子鏈為支鏈的驅(qū)油劑。

殼聚糖(聚葡萄糖胺(1-4)-2-氨基-B-D葡萄糖)是由自然界廣泛存在、僅次于纖維素的第二大天然高分子幾丁質(zhì)經(jīng)過脫乙酰作用得到的。殼聚糖具有復(fù)雜的雙螺旋結(jié)構(gòu)，表面豐富的氨基(-NH2)和羥基(-OH)而表現(xiàn)出優(yōu)異的物理化學(xué)特性。通過分子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和組裝制備功能性的改性殼聚糖生物聚合物，在電導(dǎo)材料、臨床醫(yī)學(xué)、藥物傳輸、基因工程及納米材料自主裝等科學(xué)和技術(shù)領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用。該類生物聚合物能在有機(jī)酸、生物酶的作用下降解或水解成葡萄糖胺、葡萄糖胺-N-乙酰-葡萄糖胺及N-乙酰-葡萄糖胺，也能通過氧化還原反應(yīng)和自由基降解。陶永新等報(bào)道的殼聚糖改性-聚合物復(fù)合膜具有較低的甲醇滲透率及較高的質(zhì)子電導(dǎo)率(“一種殼聚糖改性-聚合物復(fù)合膜的制備方法”，專利號2013105960296)，趙文報(bào)道的殼聚糖聚合物法能夠作為醫(yī)學(xué)生物工程支架及攜載活性生長因子的載體(“一種殼聚糖聚合物及其制備方法”，專利號2011102423558)。楊越冬等報(bào)道的馬來酰化殼聚糖聚合物微球可作為藥物控制與釋放催化劑的載體(“馬來?；瘹ぞ厶蔷酆衔镂⑶虻闹苽浞椒ā?，專利號2011101999086)。王藝峰等報(bào)道的羧甲基殼聚糖與殼聚糖的蛋白質(zhì)印跡聚合物表現(xiàn)出良好的選擇性吸附與分離模板蛋白質(zhì)的能力(“羧甲基殼聚糖與殼聚糖的蛋白質(zhì)印跡聚合物的制備方法”，專利號2010102623884)。但是，基于殼聚糖的生物聚合物驅(qū)油劑鮮有報(bào)道，究其根本原因表現(xiàn)在：①殼聚糖的水溶性差，改性困難；②兩親改性殼聚糖需加大量的乳化劑，經(jīng)濟(jì)成本高、純度低，后期提純工藝繁瑣；③單體的轉(zhuǎn)化率低，致使生物聚合物的分子量低，達(dá)不到驅(qū)油用聚合物的增稠標(biāo)準(zhǔn)。本發(fā)明在深刻剖析殼聚糖生物可降解的優(yōu)勢及傳統(tǒng)方式改性殼聚糖存在的薄弱環(huán)節(jié)后，采用無皂化一步法制備兩親改性的殼聚糖可降解聚合物。該類聚合物以殼聚糖為主鏈，柔性單元為支鏈，分子結(jié)構(gòu)成“蠕蟲”狀，使其驅(qū)油性能與生物可降解性質(zhì)達(dá)到有機(jī)統(tǒng)一。