[發(fā)明專利]一種疏水締合聚合物及其制備方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201511017302.0
• 申請(qǐng)日: 2015-12-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105482037A
• 公開(kāi)（公告）日: 2016-04-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郭擁軍;李華兵;馮春輝;蔡術(shù)威;毛慧斐
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 四川光亞聚合物化工有限公司
• 主分類號(hào): C08F220/56
• 分類號(hào): C08F220/56;C08F220/58;C08F220/06;C08F220/18
• 代理公司: 北京集佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 趙青朵

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于聚合物技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種疏水締合聚合物及其制備方 法。

背景技術(shù)

在油田開(kāi)發(fā)應(yīng)用技術(shù)中，通常需要對(duì)地層環(huán)境進(jìn)行改造施工等，需要使 用一定性能的流體進(jìn)行傳質(zhì)、輸送，通過(guò)向地層注入這些流體，將某些物質(zhì) 帶入地層產(chǎn)生作用以改造地層環(huán)境，達(dá)到油氣田開(kāi)發(fā)和增產(chǎn)的目的。同時(shí)， 相關(guān)的應(yīng)用技術(shù)也要求這些流體本身也具備某些特定的性能，例如增稠性、 粘彈性、減阻、滲透性、改善流度比等。其中，最常用的流體就是水溶液， 它具有來(lái)源廣、經(jīng)濟(jì)、便于施工等優(yōu)點(diǎn)，通過(guò)向水中加入天然或者合成水溶 性高分子，即可獲得具有以上高性能的水溶液。這類水溶性高分子具有增稠 性強(qiáng)和良好的粘彈性，且分子鏈上具有很多活性基團(tuán)，以便于對(duì)流體性能進(jìn) 行物理的、化學(xué)的改造，同時(shí)具備施工方便，用量少，成本低等諸多優(yōu)點(diǎn)， 可以為油田帶來(lái)更高的經(jīng)濟(jì)利益。因此，這類水溶性高分子被廣泛應(yīng)用于油 田技術(shù)中。

現(xiàn)有技術(shù)中，使用的水溶性高分子主要包含天然或者合成的水溶性高分 子。天然高分子的產(chǎn)量和品質(zhì)由于受到時(shí)令、地區(qū)的限制，性能穩(wěn)定性不能 得到保障，并且相對(duì)于合成高分子，其用量大、易生物降解，較高的參展也 會(huì)嚴(yán)重傷害地層內(nèi)環(huán)境，給后期開(kāi)發(fā)帶來(lái)諸多新的問(wèn)題。目前，合成高分子 使用最廣泛的是聚丙烯酰胺，雖然其各方面性能均可達(dá)到施工要求，但是在 泵送過(guò)程中很容易造成機(jī)械降解，溶液粘度下降快，同時(shí)在某些高溫高礦化 度油藏環(huán)境下，聚丙烯酰胺不耐鹽，且在高溫下極易降解，從而導(dǎo)致各項(xiàng)性 能大幅度下降，而在其現(xiàn)有分子結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上已很難進(jìn)一步的克服，因此， 從聚合物分子結(jié)構(gòu)上對(duì)其改性，以提高其抗剪切、耐溫耐鹽性能已是迫在眉 睫。

針對(duì)上述存在的問(wèn)題，研究者們?cè)诖嘶A(chǔ)上提出了水溶性疏水締合聚合 物。水溶性疏水締合聚合物(HAWSP)是指在聚合物親水性大分子鏈上帶有 少量疏水基團(tuán)的水溶性聚合物。在水溶液中，HAWSP濃度高于臨界締合濃度 后，大分子鏈通過(guò)疏水締合物作用聚集，無(wú)需化學(xué)交聯(lián)即形成分子間締合動(dòng) 態(tài)物理交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，使溶液粘度大幅度提高。同時(shí)，某些表面活性劑的加入也 會(huì)增強(qiáng)聚合物分子鏈間的疏水作用，使得分子間締合動(dòng)態(tài)物理交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)度 增大，HAWSP與表面活性劑溶液中存在的超分子物理交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)也使得具有良 好的粘彈性。此外，該超分子動(dòng)態(tài)物理交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)具有在高剪切速率下破壞而 在低剪切速率下又可逆恢復(fù)的特點(diǎn)，使得其性能穩(wěn)定，且具備優(yōu)異的耐溫、 耐鹽性，良好的剪切稀釋性、粘彈性等。這些優(yōu)異的性能均表明疏水締合聚 合物具有作為替代現(xiàn)行普通油田用水溶性高分子的潛力。但現(xiàn)有疏水締合聚 合物的制備方法條件復(fù)雜且不易控制。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供一種疏水締合物聚合物及 其制備方法，該制備方法較簡(jiǎn)便。

本發(fā)明提供了一種疏水締合聚合物，包括式(I)與式(II)所示的重復(fù) 單元：

其中，所述x：y＝1：(0.001～0.2)；所述A為疏水單體的單體單元；所 述疏水單體選自N-烷基取代丙烯酰胺、丙烯酸烷基酯、甲基丙烯酸烷基酯、 氟取代的丙烯酸烷基酯、氟取代的甲基丙烯酸烷基酯、烯丙基烷基季銨鹽與 丙烯酰胺烷基磺酸及其磺酸鹽中的一種或多種；所述N-烷基取代丙烯酰胺、 丙烯酸烷基酯、甲基丙烯酸烷基酯、氟取代的丙烯酸烷基酯與氟取代的甲基 丙烯酸烷基酯中烷基的碳原子數(shù)大于等于4；烯丙基烷基季銨鹽與丙烯酰胺烷 基磺酸及其磺酸鹽中烷基的碳原子數(shù)大于20。

優(yōu)選的，所述氟取代的丙烯酸酯與氟取代的甲基丙烯酸烷基酯中氟取代 的個(gè)數(shù)為4～10；烯丙基烷基季銨鹽與丙烯酰胺烷基磺酸及其磺酸鹽中烷基的 碳原子數(shù)各自獨(dú)立地為21～40。

優(yōu)選的，還包括式(III)所示的重復(fù)單元：

其中，所述x：z＝1：(0.005～0.2)；所述D為功能單體的單體單元；所 述功能單體選自含有端烯基的磺酸衍生物及其磺酸鹽衍生物與含有端烯基的 雜環(huán)衍生物中的一種或多種。

優(yōu)選的，還包括式(IV)所示的重復(fù)單元：

其中，x：m＝1：(0.03～0.2)。

優(yōu)選的，所述疏水締合聚合物的粘均分子量為50～1000萬(wàn)。

本發(fā)明還提供了一種疏水締合聚合物的制備方法，包括：

將丙烯酰胺單體溶于水中，得到水相；