[發(fā)明專利]一種締合強度可控的聚合物體系

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610242325.X
• 申請日: 2016-04-19
• 公開（公告）號: CN107304240A
• 公開（公告）日: 2017-10-31
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 曹緒龍;楊勇;季巖峰;宋新旺;郭蘭磊;祝仰文;姜祖明
• 申請（專利權(quán)）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勝利油田分公司勘探開發(fā)研究院
• 主分類號: C08F251/00
• 分類號: C08F251/00;C08F220/06;C08F220/56;C08K9/06;C08K3/36;C08J3/09;C09K8/584;C09K8/588
• 代理公司: 濟南日新專利代理事務(wù)所37224
• 代理人: 劉亞寧

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種締合強度可控的聚合物體系，體系粘度動態(tài)可調(diào)，適用于油田驅(qū)油聚合物體系的研制。

背景技術(shù)

疏水締合聚合物指的是親水基和親油基團同時出現(xiàn)在分子中的，同時具備水溶性質(zhì)的高分子聚合物。少量的疏水基團的存在，使疏水締合聚合物在水溶液中有臨界聚集濃度(CAC)。當(dāng)水溶液中聚合物濃度高于CAC時，疏水基團發(fā)生分子間締合作用，形成聚集體結(jié)構(gòu)，聚合物溶液的流體力學(xué)體積增大，溶液具有較高粘度。現(xiàn)有技術(shù)中的油田驅(qū)油所用的疏水締合聚合物，一旦制備完成，其高分子疏水基團的締合強度不可控，在一定濃度下所形成的聚集體流體力學(xué)半徑不變，體系粘度不可調(diào)控，不能針對不同的地質(zhì)條件改變分子構(gòu)型，從而增加了設(shè)計及合成成本。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述現(xiàn)有技術(shù)，為了解決疏水締合聚合物驅(qū)油體系的油藏適應(yīng)性問題，本發(fā)明提供了一種締合強度可控的聚合物體系，其具有環(huán)糊精側(cè)鏈丙烯酰胺，由于環(huán)糊精特有的外親水、內(nèi)疏水的分子結(jié)構(gòu)，可以與不同疏水單體結(jié)構(gòu)的表面活性劑發(fā)生包合作用，從而形成一種締合強度可控的高分子體系。

本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：

一種締合強度可控的聚合物體系，包括主體環(huán)糊精聚合物，客體表面活性劑；

所述環(huán)糊精聚合物選自線性環(huán)糊精聚合物、改性Nano-SiO₂星形高分子環(huán)糊精聚合物；

所述表面活性劑選自金剛烷-八烷基硫酸鈉、金剛烷-十二烷基硫酸鈉、金剛烷-十六烷基硫酸鈉、芐基-八烷基硫酸鈉、芐基-十二烷基硫酸鈉、芐基-十六烷基硫酸鈉。

優(yōu)選的，所述環(huán)糊精聚合物與表面活性劑的配比關(guān)系為：環(huán)糊精分子與金剛烷或苯環(huán)的摩爾比為1:0.01～1。

所述線性環(huán)糊精聚合物是通過自由基聚合法制備而成的，分子量為1200萬，水解度為25％；其制備方法如下：烯丙基-β-環(huán)糊精、丙烯酰胺和丙烯酸鈉在水中發(fā)生聚合反應(yīng)，得到線性環(huán)糊精聚合物，其中，烯丙基-β-環(huán)糊精、丙烯酰胺和丙烯酸鈉三者的摩爾比為5:70:25，反應(yīng)條件為：三種反應(yīng)原料在水中的總質(zhì)量濃度為25wt％；反應(yīng)溫度為15～40℃；過硫酸銨/亞硫酸氫鈉氧化還原引發(fā)體系，其濃度為1～5wt％；其合成路線如圖1所示。

所述改性Nano-SiO₂星形高分子環(huán)糊精聚合物，是由Nano-SiO₂表面硅烷偶聯(lián)化形成表面 含有烯烴的改性納米顆粒后，再與烯丙基-β-環(huán)糊精、丙烯酰胺和丙烯酸鈉發(fā)生自由基聚合形成的，分子量800萬，水解度25％；其制備方法如下：首先，對Nano-SiO₂表面進行硅烷偶聯(lián)化，形成表面含有烯烴(乙烯基)的改性納米顆粒，然后，再與烯丙基-β-環(huán)糊精、丙烯酰胺和丙烯酸鈉(三者摩爾比為5:70:25)在水中發(fā)生自由基聚合，其中，反應(yīng)條件為：三種反應(yīng)原料在水中的總質(zhì)量濃度為25wt％；反應(yīng)溫度為15～40℃；過硫酸銨/亞硫酸氫鈉氧化還原引發(fā)體系，其濃度為1～5wt％：其合成路線如圖2所示。

本發(fā)明的締合強度可控的聚合物體系，應(yīng)用時，將環(huán)糊精聚合物配置成濃度為0.1～0.5g/ml的水溶液，然后與表面活性劑(終濃度為0.01～0.05g/ml)混合，通過環(huán)糊精優(yōu)勢包合金剛烷或苯環(huán)，而烷基疏水鏈裸漏在環(huán)糊精疏水空腔以外，以實現(xiàn)締合強度可控的聚合物體系，進而改變體系粘度，從而達到體系粘度動態(tài)可調(diào)的目的(通過調(diào)控表面活性劑類型及其疏水鏈疏水強度，以及表面活性劑的添加量，表面活性劑的添加量不同，則所得體系的粘度不同)。

本發(fā)明的締合強度可控的高分子體系，包括帶有環(huán)糊精分子的線性聚丙烯酰胺聚合物和帶有環(huán)糊精分子側(cè)鏈的納米SiO₂無機顆粒為中心的星形高分子，線性聚丙烯酰胺高分子以及無機顆粒中心星形高分子上接枝聚合環(huán)糊精基團(接枝率為1mol％)，應(yīng)用時，與帶有剛性疏水基團的表面活性劑互溶于水中，形成主客體包合體系(其機理如圖3所示)，由于裸漏在環(huán)糊精疏水空腔以外的疏水基團不同的疏水性，實現(xiàn)體系締合強度可控。本發(fā)明的體系可用于石油化工、礦石遴選、涂料等領(lǐng)域，特別是用作油田三次采油驅(qū)油劑。

附圖說明

圖1：線性環(huán)糊精聚合物的合成路線。

圖2：改性Nano-SiO₂星形高分子環(huán)糊精聚合物的合成路線。

圖3：主體環(huán)糊精聚合物與帶有剛性疏水基團的表面活性劑包合作用機理示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步的說明。