[發明專利]一種含殼聚糖的疏水締合聚合物驅油劑及其制備方法

有效

• 申請號: 201410578505.6
• 申請日: 2014-10-24
• 公開（公告）號: CN104327278A
• 公開（公告）日: 2015-02-04
• 發明（設計）人: 滕大勇;滕厚開;徐俊英;牛心蕙
• 申請（專利權）人: 中國海洋石油總公司;中海油天津化工研究設計院;中海油能源發展股份有限公司
• 主分類號: C08G81/02
• 分類號: C08G81/02;C08F220/56;C08F220/06;C08F226/02;C08B37/08;C09K8/588
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域：

本發明涉及一種用于提高油田聚合物驅驅油效率的含殼聚糖的疏水締合聚合物驅油劑及其制備方法。

背景技術：

在油氣開采過程中，尤其是在三次采油中，水溶性聚合物用量很大并且無法替代。現在應用最廣泛的是聚丙烯酰胺類聚合物和黃原膠，但是聚丙烯酰胺存在的問題是對高溫、高鹽以及機械剪切的耐受力差，而黃原膠在高溫下易生物降解并且價格昂貴。而疏水締合聚合物上的親水部分可以使聚合物溶于水相體系，疏水部分可使其發生聚集，從而在溶液中形成可逆的締合結構，與常規聚合物溶液相比，具有高效增粘性以及強耐溫抗鹽抗剪切的性能。因此疏水締合聚合物將會成為常規聚合物良好的替代品，以滿足現場施工的需要，應用于油氣開采中的鉆井、堵水調剖和三次采油領域。

然而，由于疏水締合結構的引入，一定程度上影響了聚合物的水溶性，多數疏水締合聚合物都是粘度雖高，但溶解性很差。而且高溫高鹽地層環境中，聚合物溶液會面臨降解而損失粘度，使其實際使用能力大打折扣，疏水締合作用以及由此形成的空間網絡結構并未能完善的解決這個問題。由于以上原因，在油田現場開展應用研究的過程中，發現疏水締合聚合物在溶解性、污水穩定性等方面都存在許多不足。

殼聚糖，是甲殼素脫乙酰基的產物，是天然多糖中唯一的堿性氨基多糖物質。殼聚糖是多個氨基葡萄糖通過β-1,4-糖苷鍵連接而成的直鏈狀高分子。殼聚糖分子中均含有酰胺基以及氨基、羥基，隨著氨基的質子化，表現出陽離子型聚電解質的作用，不僅對金屬離子有螯合作用、電中和作用，還具有一定的吸附架橋作用。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種含殼聚糖的疏水締合聚合物驅油劑，以提高聚合物驅的驅油效率、疏水締合聚合物的溶解性以及溶液穩定性。

本發明是通過下述技術方案實現的：

本發明為一種含殼聚糖的疏水締合聚合物，其特征在于，該疏水締合聚合物是由丙烯酰胺、丙烯酸、帶有長疏水側鏈的季銨鹽單體共聚并在聚合物鏈端基接入巰基殼聚糖而合成，呈淡黃色，其結構式如下：

其中R1為帶有季銨鹽結構的疏水側鏈，碳原子數為12-20的整數；R2為殼聚糖，脫乙酰度達到80％以上，分子量在1000至30萬之間；x、y、z為結構單元摩爾百分數，其中x＝69～80mol％，y＝20～30mol％，z＝0～1mol％。

本發明提供含殼聚糖的疏水締合聚合物的制備方法，所述制備方法包括如下步驟：

在反應器中依次加入丙烯酰胺單體、丙烯酸單體和蒸餾水，攪拌至單體溶解后將溶液溫度控制在0-10℃，用NaOH調節體系pH值至5～7，期間控制溶液溫度在5-15℃，之后將帶有疏水側鏈的季銨鹽單體加入反應溶液，再調節水量使總單體質量百分濃度為20～30％；向溶液中通高純氮氣20-40分鐘，緩慢滴加引發劑，當溶液溫度升至35-45℃后，滴加巰基殼聚糖水溶液，滴加完后繼續反應1-3小時，得到透明的聚合物產品；將產物用甲醇多次洗滌，在35-45℃真空干燥，取出造粒，得到淡黃色顆粒的含殼聚糖的疏水締合聚合物驅油劑；

其中，

所述丙烯酰胺單體添加量占單體總摩爾量的69～80％；

所述丙烯酸單體添加量占單體總摩爾量的20～30％；

所述帶有疏水側鏈的季銨鹽單體添加量占單體總摩爾量的0～1％；

所述引發劑為過硫酸銨/亞硫酸氫鈉或焦亞硫酸鈉氧化還原引發劑、偶氮類引發劑或過氧化物類引發劑，引發劑添加量占單體總重量的0.02～0.05％；

所述巰基殼聚糖添加量占單體總重量的1～5％。

在上述制備方法的技術方案中，優選包括以下步驟：

在反應器中依次加入丙烯酰胺單體、丙烯酸單體和蒸餾水，攪拌至單體溶解后將溶液溫度控制在5-10℃，用NaOH調節體系pH值至5～7，期間控制溶液溫度在10-15℃，之后將帶有疏水側鏈的季銨鹽單體加入反應溶液，再調節水量使總單體質量百分濃度為20～30％；向溶液中通高純氮氣30分鐘，緩慢滴加引發劑，當溶液溫度升至40℃后，滴加巰基殼聚糖水溶液，滴加完后繼續反應2小時，得到透明的聚合物產品；將產物用甲醇多次洗滌，在40℃真空干燥，取出造粒，得到淡黃色顆粒的含殼聚糖的疏水締合聚合物驅油劑。

本發明與現有技術相比，具有以下有益效果：

本發明的疏水締合聚合物中引入殼聚糖，一方面可以通過天然多糖改善疏水締合聚合物的溶解性，另一方面，殼聚糖可以起到絡合劑的作用，降低聚合物對高溫高鹽環境的敏感度，加強疏水締合聚合物的耐用性。

附圖說明