[发明专利]一种星型聚丙烯酰胺类聚合物作为驱油剂的应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种星型丙烯酰胺类聚合物作为驱油剂的应用，特别涉及一种聚乙烯亚胺为核的星型丙烯酰胺类聚合物作为驱油剂的应用。

背景技术

聚合物用于油田驱油时，在其配制(搅拌器)、运输(管线构件、泵、阀)、注入(套管炮眼)和流经空隙介质的过程中常常发生机械剪切降解，造成聚合物溶液的粘度下降，有时甚至可以下降60-70％。改变聚合物的结构可有效的改善聚合物的抗机械剪切性，US Patent 4620048中介绍到支化星型聚合物的抗机械剪切性要明显优于线型聚合物。目前通过原子转移自由基聚合、可逆加成-断裂链转移聚合和开环聚合等常用星型聚合物合成方法制得的聚合物通常为油溶性、分子量分布窄、小分子量的星型聚合物，并不适合制备水溶性好、分子量大的油田常用聚合物驱油剂聚丙烯酰胺。专利CN1594369中将聚丙烯亚胺改性后得到了树枝状硫杂蒽酮光引发剂，利用光引发自由基聚合在水和二甲基亚砜的混合溶剂中制备得到了树核星型聚丙烯酰胺，不过由于改性后的树枝状硫杂蒽酮光引发剂水溶性较差，且反应在混合溶剂中进行，其产物分子量较小不能满足驱油剂使用要求。同时引发剂中所用原料聚丙烯亚胺目前并没有工业品，成本高，不利于工业生产。

发明内容

本发明的目的是提供一种聚乙烯亚胺为核的星型聚丙烯酰胺类聚合物作为驱油剂的应用。

上述聚乙烯亚胺为核的星型聚丙烯酰胺类聚合物，其结构式如式(I)所示：

其中，核A为式(II)所示硫杂蒽酮改性聚乙烯亚胺，其中聚合度N＝1-16；臂B为丙烯酰胺均聚物或由丙烯酰胺与共聚单体形成的共聚物。

上述的聚合物中，式(II)所示硫杂蒽酮改性聚乙烯亚胺可按照包括如下步骤的方法制备：将2-环氧丙氧基硫杂蒽酮和聚乙烯亚胺在溶剂中反应，得到产品；其中，所述聚乙烯亚胺的聚合度可为1-16，重均分子量Mw可为600g/mol-10000g/mol，具体可为600-1800g/mol，1800-3000g/mol，3000-10000g/mol；所述2-环氧丙氧基硫杂蒽酮和所述聚乙烯亚胺的质量份数比可为5∶2。

上述的聚合物中，所述溶剂可为氯仿、二氯亚砜、N，N-二甲基甲酰胺或二硫化碳；所述反应的时间为16小时-36小时，优选24h；所述反应的温度为40℃-70℃，优选60℃。

上述的聚合物中，所述共聚单体与所述丙烯酰胺的摩尔比可为0.3％-0.6％，具体可为0.3％-0.35％、0.35％-0.4％、0.4％-0.5％或0.5％-0.6％。

上述的聚合物中，当臂B为丙烯酰胺均聚物时，所述聚乙烯亚胺为核的星型聚丙烯酰胺类聚合物的重均分子量Mw可为3800000g/mol-4200000g/mol，数均分子量Mn可为1800000g/mol-2900000g/mol，支化因子g可为0.49-0.77。

上述的聚合物中，当臂B为由丙烯酰胺与共聚单体形成的共聚物时，所述聚乙烯亚胺为核的星型聚丙烯酰胺类聚合物的特性粘数可为16dL/g-21dL/g。

上述的聚合物中，所述共聚单体选自苯乙烯磺酸钠、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸钠和十八烷基二甲基丙烯基氯化铵中任一种。

可以用以下方法来证实聚乙烯亚胺为核的星型聚丙烯酰胺均聚物的支化结构：采用支化因子g来描述星型聚丙烯酰胺均聚物(星型PAM)的支化程度，其定义为：当分子量相同时，支化高分子链的均方旋转半径R_g，L与线型高分子链的均方旋转半径R_g，S之比。g＜1，而且g值随分子中支化数目的增加而减小。图3中给出了线型聚丙烯酰胺均聚物和星型聚丙烯酰胺均聚物的均方旋转半径R_g与分子量Mw的关系式。由图3可知，随着聚乙烯亚胺(PEI)分子量的增大，相应星型PAM的支化因子随之减小，同时验证了星型PAM的支化结构。