[发明专利]一种三元共聚物和一种聚合物及其制备方法与应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种三元共聚物，一种聚合物的制备方法和由该方法制备得到的聚合物，以及所述三元共聚物和聚合物作为所述聚合物驱油剂的应用。

背景技术

在国内油田已普遍进入高含水开发期的今天，以高分子量部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)为主要代表的聚合物驱提高原油采收率技术已经日见成效，且在低温、低盐的一、二类油藏中得到广泛使用。但针对三类油藏中高温、高盐的地层条件特点，高分子量部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)存在耐盐性差、易水解、易降解、与钙、镁等二价金属离子络合易生成沉淀等问题，使其在三类油藏中的实际驱油效率大幅度下降。

目前针对三类地层条件的油藏资源(地层温度70-95℃，地层矿化度10000-30000mg/L)，全世界范围内仍没有成熟的、工业化、商品化的聚合物驱油剂产品问世。为了解决上述问题、提高三类油藏采收率，研发适应高温、高盐地层条件的驱油剂已经成为工业界、学术界研发的重点领域。

目前，采用耐温抗盐单体，如2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)、N-乙烯基吡咯烷酮(NVP)或N，N-二甲基丙烯酰胺(DMAM)与丙烯酰胺共聚一定程度上提高了聚丙烯酰胺耐温抗盐性能，但仍无法完全满足三类油藏的要求，主要由于上述丙烯酰胺类二元共聚物存在以下缺点：①由于难以制备相对分子质量较高的二元共聚物，其溶液在高温高盐地层条件下的表观粘度不高；②由于上述功能性单体与丙烯酰胺共聚合活性相差较大，共聚物中功能性单体的含量不高，其耐热稳定性与耐盐性有待进一步提高；③在注入井口时，抗高速剪切性能亟需提高；④溶解时间需缩短。

如CN1240797A公开了一种磺化单体和丙烯酰胺共聚物的制备方法：向反应容器中加入丙烯酰胺和磺化单体，充分搅拌使单体完全溶解，加入氧化还原引发体系，聚合温度控制在15-30℃，得到磺化单体和丙烯酰胺共聚物，分子量为1×10⁶-1×10⁷，产物具有优良的使用性能，其耐温抗盐性较聚丙烯酰胺有了一定程度的改善，但相对分子质量及表观粘度仍需进一步提高，其抗高速剪切性能、抗吸附性能亟需提高，其溶解时间需一步缩短。

硬葡聚糖(Scleroglucan)、黄原胶(Xanthan gum，XG)都是高分子聚多糖，是集增稠、悬浮、乳化、稳定作用于一体，性能较为优越的生物胶。与HPAM相比，硬葡聚糖与黄原胶因其具有的独特的多糖结构单元，使其作为驱油剂使用具有以下优点：其溶液在高温、高矿化度条件下仍具有极高的粘度值；抗机械剪切能力强；溶解时间短且溶液不易被储层岩石吸附等。但是如何将多糖结构单元引入仍是一个尚未解决的问题。

借鉴硬葡聚糖和黄原胶等聚多糖的结构特点，将带有糖基单元的可聚合单体通过三元共聚的方法，引入到丙烯酰胺、上述耐温抗盐性能的单体(AMPS/NVP/DMAM)的大分子链上，在保持线性大分子优异黏弹性的同时可以提高在高温热高盐地质条件下的表观粘度，改善其溶液的抗剪切性能及抗岩石吸附性能，可进一步提高三类油藏的采收率。

文献(Properties of Biomedical Pressure-Sensitive Adhesive Copolymer Films with Pendant Monosaccharides，J Appl Polym Sci，1995，56：1615)报道了一种丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸葡糖氧基乙基酯共聚物的制备方法：在玻璃试管中，加入一定量的二甲基亚砜、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸葡糖氧基乙基酯、偶氮二异丁腈，通氮气除氧，70℃下反应12小时，将产物用水/丙酮沉淀，得到丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸葡糖氧基乙基酯共聚物，但丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸葡糖氧基乙基酯共聚物水溶性很差，无法作为三次采油驱油剂使用。

发明内容

本发明的目的是克服上述现有技术的缺陷，提供一种分子量超高、表观粘度高、耐热和耐盐性好、抗高剪切性能好，水溶性好以及溶解时间短的聚合物及其制备方法和应用。