[发明专利]一种水溶性孪尾疏水缔合聚合物驱油剂及合成方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于石油工业油田驱油提高原油采收率的孪尾疏水缔合聚合物驱油剂及其合成方法。

背景技术

水溶性疏水缔合聚合物（简称 HAWSP，Hydrophobically Associating Water Soluble Polymer），是指在水溶性聚合物亲水性大分子链上带有少量疏水基团的一类水溶性聚合物。在疏水缔合水溶性聚合物的水溶液中，疏水基团之间由于疏水作用而发生聚集。在临界缔合浓度（简称 CAC, Critical Association Con-centration）以上，分子间疏水缔合形成聚合物链三维网络的超分子结构﹣动态物理交联网络，聚合物分子的流体力学体积增加，溶液粘度能够显著增加。小分子电解质的加入可增加溶液的极性以及屏蔽分子内正负离子的基团的相互作用使内盐键破坏，溶液增粘效果明显，产生明显的抗盐性能。在高剪切作用下，疏水缔合形成的动态物理交联网络被破坏，溶液粘度下降，剪切作用降低或消除后大分子链间的物理交联又重新形成，粘度又将恢复，不发生一般高分子的聚合物在高速剪切下的不可逆机械降解。由于其独特的溶液性质，水溶性疏水缔合聚合物在生物技术、可控药物纳米材料、水溶性涂料和三次采油等方面均展示了重要的应用前景，近年来其相关研究倍受工业和学术界十分关注。

在国内，疏水缔合聚合物最先研究起于石油行业，由于疏水缔合聚合物具有良好的抗温、抗盐能力，能够基本满足油气勘探和采收矿藏的要求。西南石油大学的罗平亚院士从油气开采的实际要求出发，开发耐温耐盐水溶性聚合物应能在溶液中形成结构的设想，并提出了将水溶性疏水缔合聚合物应用于油气开采，通过长时间的室内、室外研究，成功开发出具有良好抗温抗盐性能的工业化驱油用水溶性疏水缔合聚合物（AP-P4），并已投入现场实际应用。2004年，张熙等人通过自由基胶束聚合方法合成了非离子型疏水缔合聚合物 PBAM，研究了丙烯酰胺的水相聚合反应动力学仍然适用于胶束共聚合过程；在聚合过程中由于表面活性剂胶束的存在， 疏水单体在反应初期的嵌入率很高，而后期主要以丙烯酰胺均聚物为主，导致严重的微观结构非均匀性，而这种非均匀性对共聚物的增粘性能有很大的影响。2005年，耿同谋等人采用用氧化还原体系，在较低的温度和较高的总单体浓度下合成了孪尾疏水缔丙烯酰胺/丙烯酸钠/N,N-二辛基丙烯酰胺共聚物(P(AM/NaAA/DiC8AM))，考察了不同条件对聚合物特性粘数的影响，通过对聚合物溶液的评价，结果表明 P(AM/NaAA/DiC8AM) 的粘度性质和缔合行为取决于其特性粘数[η]的大小、疏水单体用量及其嵌段长度和分布。2010年，王斌采用自由基聚合方法合成了三元疏水缔合聚合物P(AM/NaSS/C16DMAAC)，研究了研究了聚合物浓度、聚合物组成、电解质浓度、表面活性剂等因素对聚合物溶液表观粘度的影响。通过对该聚合物溶液的性能评价，结果表明该三元聚合物的水溶液具有明显的疏水缔合作用，聚合物具有一定的耐盐性和增粘性。2011年，吴晓燕等人采用自由基胶束共聚后加碱水解法合成了孪尾疏水缔合三元共聚物P(AM/NaA/BDAM)。通过对聚合物溶液的流变性能测试，该聚合物具有较强的增粘能力，此疏水缔合聚合物具有较强的耐温抗盐能力，体系的弹性大于粘性，溶液内部可形成较强的空间网络结构。