一種丙烯酰胺共聚物及其制備方法和應(yīng)用的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種丙烯酰胺共聚物及其制備方法和應(yīng)用，其中，該丙烯酰胺共聚物含有丙烯酰胺結(jié)構(gòu)單元和式（Ⅰ）所示的結(jié)構(gòu)單元A，所述丙烯酰胺共聚物的粘均分子量為3000萬以上。M1為鈉或鉀。本發(fā)明還公開了該丙烯酰胺共聚物的制備方法以及作為驅(qū)油劑的應(yīng)用，采用本發(fā)明的丙烯酰胺共聚物耐高溫，在高礦度下具有很好的增粘效果，能廣泛用于石油化工領(lǐng)域，特別是作為三次采油驅(qū)油劑。
【專利說明】-種丙婦醜胺共聚物及其制備方法和應(yīng)用

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種丙帰醜胺共聚物及其制備方法，W及丙帰醜胺共聚物作為驅(qū)油劑 的應(yīng)用。

【背景技術(shù)】
[0002] 聚合物驅(qū)主要是通過注入一定規(guī)模的聚合物溶液，增加驅(qū)替液粘度，降低油層水 相滲透率來降低流度比、調(diào)整吸水剖面，W達(dá)到提高驅(qū)替相體積的目的，進(jìn)而提高采收率。
[0003] 作為主要的聚合物驅(qū)油劑，部分水解聚丙帰醜胺（HPAM)在常規(guī)油藏H次采油 巧0B)技術(shù)中，已經(jīng)得到大規(guī)模推廣和應(yīng)用，為油田穩(wěn)產(chǎn)和增產(chǎn)發(fā)揮了重要作用。隨著常規(guī) 油藏儲(chǔ)量的減少，高溫高鹽油藏使得HPAM的應(yīng)用面臨著諸多難題，主要體現(xiàn)在開采高溫高 鹽油藏時(shí)的高溫、高鹽和溶液中溶解氧產(chǎn)生的復(fù)合作用使得HPAM溶液粘度大幅降低，導(dǎo)致 HPAM驅(qū)油效果不顯著。研究表明，當(dāng)溫度高于7(TC，HPAM的醜氨基水解反應(yīng)生成駿基顯著 加劇，當(dāng)水解度達(dá)到40% W上，駿基就很容易和溶液中Ca2\Mg"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(shí)，也會(huì)引起聚合物主鏈斷裂使溶液 粘度顯著下降。
[0004] W丙帰醜胺（AM)和耐溫耐鹽單體2-丙帰醜胺基-2-甲基丙賴酸（AMP巧共聚合 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(xué)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(yīng)用化學(xué)，2000,17, 2)研究發(fā)現(xiàn)，在9(TC的高溫條件下，受臨近丙 帰酸(AA)單元的分子內(nèi)催化作用，AMI^S單元水解也發(fā)生水解反應(yīng)，盡管隨著水解反應(yīng)，共 聚物中丙帰酸結(jié)構(gòu)單元比例增加，提高了其溫敏性和鹽敏性能，但由于AMI^S在高溫下易發(fā) 生水解，因此限制了該類聚合物在水解溫度W上的高溫高鹽條件下的應(yīng)用。
[0005] 因此，如何進(jìn)一步提高丙帰醜胺共聚物的耐溫抗鹽仍是亟需解決的問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的聚合物驅(qū)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帰醜胺共聚物及其制備方法和應(yīng)用。
[0007] 本發(fā)明的一方面提供了一種丙帰醜胺共聚物，其中，該丙帰醜胺共聚物含有丙帰 醜胺結(jié)構(gòu)單元和式（I )所示的結(jié)構(gòu)單元A，所述丙帰醜胺共聚物的粘均分子量為3000萬W 上，
[0008]

【權(quán)利要求】
1. 一種丙烯酰胺共聚物，其特征在于，該丙烯酰胺共聚物含有丙烯酰胺結(jié)構(gòu)單元和式 (I)所示的結(jié)構(gòu)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。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的丙烯酰胺共聚物，其中，以所述丙烯酰胺共聚物中結(jié)構(gòu)單元 的總摩爾數(shù)為基準(zhǔn)，所述丙烯酰胺結(jié)構(gòu)單元的含量為1-99摩爾％，所述結(jié)構(gòu)單元A的含量為 1-99摩爾％，所述丙烯酰胺共聚物的粘均分子量為3000萬-3550萬；優(yōu)選地，所述丙烯酰胺 結(jié)構(gòu)單元的含量為80-97. 5摩爾％，所述結(jié)構(gòu)單元A的含量為2. 5-20摩爾％，所述丙烯酰胺 共聚物的粘均分子量為3100萬-3500萬。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的丙烯酰胺共聚物，其中，所示丙烯酰胺共聚物還含有式（Π) 和/或式(ΠΙ)所示的結(jié)構(gòu)單元B，
其中，R1為C1-C4的亞烷基；R2和R3相同或不同，各自為C1-C4的烷基；M2和M3相同或 不同，各自為鈉或鉀。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的丙烯酰胺共聚物，其中，以所述丙烯酰胺共聚物中結(jié)構(gòu)單 元的總摩爾數(shù)為基準(zhǔn)，所述丙烯酰胺結(jié)構(gòu)單元的含量為1-98摩爾％，所述結(jié)構(gòu)單元A的含量 為1-98摩爾％，所述結(jié)構(gòu)單元B的含量為0. 1-40摩爾％;優(yōu)選地，所述丙烯酰胺結(jié)構(gòu)單元的 含量為60-87. 5摩爾％，所述結(jié)構(gòu)單元A的含量為10-30摩爾％，所述結(jié)構(gòu)單元B的含量為 12. 5-40摩爾 ％。
5. -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(yīng)條件下、在引發(fā) 劑存在下，使單體混合物進(jìn)行聚合反應(yīng)，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為具有式(IV)所示結(jié)構(gòu)的單體，M1為鈉或鉀；
所述溶液聚合反應(yīng)的條件使得聚合反應(yīng)后所得丙烯酰胺共聚物的粘均分子量為3000 萬以上。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中，以所述單體混合物中單體的總摩爾數(shù)為基準(zhǔn)，所 述丙烯酰胺的用量為1-99摩爾％，所述單體C的用量為1-99摩爾％，所述溶液聚合反應(yīng)的 條件使得聚合反應(yīng)后所得丙烯酰胺共聚物的粘均分子量為3100萬-3500萬。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中，所述單體混合物中還含有單體D，所述單體D為 具有式（V)所示結(jié)構(gòu)的單體.
其中，R1為C1-C4的亞烷基；R2和R3相同或不同，各自為C1-C4的烷基；M2為鈉或鉀。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，以所述單體混合物中單體的總摩爾數(shù)為基準(zhǔn)，所 述丙烯酰胺的用量為1-98摩爾％，所述單體C的用量為60-87. 5摩爾％，所述單體D的用量 為0. 1-40摩爾％ ;優(yōu)選所述丙烯酰胺的用量為60-80摩爾％，所述單體C的用量為2. 5-20 摩爾％,所述單體D的用量為10-30摩爾％。
9. 根據(jù)權(quán)利要求5-8中任意一項(xiàng)所述的方法，其中，該方法還包括在單體混合物進(jìn)行 聚合反應(yīng)后，在水解條件下，將聚合得到的丙烯酰胺共聚物與無機(jī)堿性化合物接觸，水解條 件使得共聚物中的丙烯酰胺結(jié)構(gòu)單元部分水解成為具有式(III)所示結(jié)構(gòu)的單元，
其中，M3為鈉或鉀。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中，所述水解條件包括：水解溫度為50-1KTC，水解 時(shí)間為〇. 5-6h。
11. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中，所述溶液聚合反應(yīng)在惰性氣體存在下進(jìn)行，所 述溶液聚合反應(yīng)條件包括：溫度為-KTC至20°C，時(shí)間為1-20小時(shí)，pH值為4-12。
12. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中，所述引發(fā)劑包括水溶性偶氮系引發(fā)劑、胺類 還原助劑、亞硫酸鹽還原劑和氧化劑，且以100重量份單體混合物為基準(zhǔn)，水溶性偶氮系 引發(fā)劑的用量為〇. 0001-0. 1重量份，優(yōu)選為〇. 001-0. 05重量份；胺類還原助劑的用量為 0. 0001-0. 1重量份，優(yōu)選為0. 001-0. 05重量份；亞硫酸鹽還原劑的用量為0. 0001-0. 1重 量份，優(yōu)選為〇. 001-0. 05重量份；氧化劑的用量為0. 0001-0. 1重量份，優(yōu)選為0. 001-0. 05 重量份；所述水溶性偶氮系引發(fā)劑為2, 2' -偶氮（2-脒基丙烷）二鹽酸鹽、2, 2' -偶 氮（2-咪唑啉丙烷）二鹽酸鹽和4, 4' -偶氮雙（4-氰基戊酸）中的一種或多種，優(yōu)選為 2, 2'-偶氮（2-脒基丙烷）二鹽酸鹽；所述胺類還原助劑為N，N-二甲基乙醇胺，N，N-二甲基 丙醇胺，N，N-二甲基哌嗪，Ν，Ν' -二甲基哌嗪，四甲基脲素，N，N-二甲基脲素，Ν，Ν，Ν'，Ν' -四 甲基乙二胺，N，N-二甲基乙二胺中的一種或多種，優(yōu)選為Ν，Ν，Ν'，Ν' -四甲基乙二胺；所述 亞硫酸鹽還原劑為水溶性亞硫酸鹽，優(yōu)選為亞硫酸銨、亞硫酸鉀和亞硫酸氫鈉中的一種或 多種；所述氧化劑為過硫酸銨、過硫酸鈉、過硫酸鉀中的一種或多種，優(yōu)選為過硫酸銨和/ 或過硫酸鉀。
13. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中，所述聚合反應(yīng)在水中進(jìn)行，所述單體混合物的 重量與水和單體混合物的總重量的比值為〇. 15-0. 4 :1，優(yōu)選為0. 2-0. 3 :1。
14. 權(quán)利要求5-13中任意一項(xiàng)所述的方法制得的丙烯酰胺共聚物。
15. 權(quán)利要求1-4和14中任意一項(xiàng)所述的丙烯酰胺系共聚物作為驅(qū)油劑的應(yīng)用。
【文檔編號(hào)】C08F220/58GK104448123SQ201310421504
【公開日】2015年3月25日 申請(qǐng)日期:2013年9月16日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月16日
【發(fā)明者】伊卓, 張文龍, 祝綸宇, 林蔚然, 趙方園, 劉希, 方昭, 杜超 申請(qǐng)人:中國(guó)石油化工股份有限公司, 中國(guó)石油化工股份有限公司北京化工研究院