[发明专利]疏水聚合物接枝改性丙烯酰胺系聚合物及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及三次采油领域，具体涉及一种疏水聚合物接枝改性丙烯酰胺系聚合物及其制备方法。

背景技术

油气田开采用水溶性聚合物的通用性能要求主要有：水溶性、增粘性、悬浮性、剪切稀释性和触变性、稳定性以及渗流特性满足油气开采工程的要求等。虽然在无氧、无二价离子环境中超高分子量聚丙烯酰胺仍可于较高温度下(如120℃)提高采油率，但目前三次采油中常用的水溶性聚合物用于驱油时还存在许多问题。如在温度较高时聚丙烯酰胺水解严重；地层温度超过75℃后，随着地层温度升高，超高分子量聚丙烯酰胺沉淀形成加快；高温高盐易导致超高分子量聚丙烯酰胺从水溶液中沉淀出来，并且水解度越高这种现象越显著；溶液粘度对温度和盐度非常敏感，在高温高盐环境中溶液的保留粘度很低。因此，国内外研究者对驱油用丙烯酰胺类大分子进行了大量的研究以使其满足油田应用时的特殊油藏条件。虽然将适量耐温、抗盐单体与丙烯酰胺进行共聚合，一定程度上可以提高聚合物的耐温抗盐性能，但仍然无法满足当前高或特高含水、高矿化度油藏的要求。

接枝型聚合物由于其较大的分子链结构而展示出较好的流变性能和稳定性能。专利CN102051165A公开了一种作为驱油剂的黄原胶接枝共聚物的制法和应用，采用接枝共聚合方法将耐温型功能单体引入黄原胶大分子链上，提高了生物大分子的黏弹性和生物稳定性。文献(Büyükya?c? A, Tuzcu G, Aras L. Synthesis of copolymers of methoxy polyethylene glycol acrylate and 2-acrylamido-2-methyl-1-propanesulfonic acid: Its characterization and application as superplasticizer in concrete. Cement and Concrete Research, 2009, 39(7): 629-635.)则报道了作为高分子表面活性剂的聚丙烯酰胺接枝共聚物的合成与应用，所采用的大单体主要是在酸或碱性条件下易水解的聚氧乙烯醚丙烯酸酯类。还有研究者根据聚合物分子设计原理，加长新型单体的侧基，得到分子链的卷曲更为困难、分子链旋转的水力学半径更大的梳形抗盐聚合物，并已在油田三次采油和深部调驱应用中取得较好的增油、降成本和保护环境的效果。而上述接枝到大分子链上的聚合物支链的分子量分布均较宽，支链长度不一且不可控，这为进一步研究聚合物接枝链长度和分子量等分子结构因素对接枝共聚物的耐温抗盐抗老化性能以及三次采油驱替研究等带来困难。

发明内容

本发明所要解决的技术问题之一是现有技术中通用丙烯酰胺系聚合物在用于三采领域中时，存在耐温抗盐耐老化性能及驱替效果差的问题，提供一种新的疏水聚合物接枝改性丙烯酰胺系聚合物。该疏水聚合物接枝改性丙烯酰胺系聚合物具有耐温抗盐耐老化性能好及驱替效果高的优点。本发明所要解决的技术问题之二是提供一种与解决技术问题之一的疏水聚合物接枝改性丙烯酰胺系聚合物相对应的制备方法。

为解决上述技术问题之一，本发明采用的技术方案如下：一种疏水聚合物接枝改性丙烯酰胺系聚合物，具有以下化学通式：

P-g-X

其中，P为聚丙烯酰胺或丙烯酰胺系共聚物；

X为分子链结构呈均聚型、无规共聚型或嵌段共聚型的疏水聚合物；

该疏水聚合物接枝改性丙烯酰胺系聚合物的粘均分子量≥1700万。

上述技术方案中，X是采用氮氧化物调聚自由基聚合方法制得的活性可控的疏水聚合物。X中的单体重复单元数选自1～200中的任一整数。

为解决上述技术问题之二，本发明采用的技术方案如下：一种疏水聚合物接枝改性丙烯酰胺系聚合物的制备方法，包括以下步骤：

a)以疏水单体为原料，以官能化的3-(1-苯基乙氧基)-3-氮杂己烷衍生物为调聚剂，在调聚剂、自由基引发剂与疏水单体的摩尔比为1：0.1～10：1～500、反应温度30～130℃、反应时间2～20小时的条件下，引发疏水单体发生调聚自由基聚合，得到分子链呈均聚型、无规共聚型或嵌段共聚型结构的疏水聚合物X；

b)将上述所得疏水聚合物与丙烯酰胺系聚合物混合，于介质和回流作用下发生接枝共聚合反应，得到支链呈疏水型的接枝改性丙烯酰胺系聚合物P-g-X，其中，g表示产物为接枝型。