[发明专利]接枝改性超高分子量聚丙烯酰胺及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及三次采油领域，具体涉及一种嵌段型活性可控聚合物接枝改性超高分子量聚丙烯酰胺及其制备方法。

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聚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。

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.)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。专利CN102051165A则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。而上述接枝到大分子链上的聚合物支链，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流变性能、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超高分子量聚丙烯酰胺用于三采采油领域中，存在耐温性、耐盐性和耐老化性以及驱油效率差的问题，提供一种新的接枝改性超高分子量聚丙烯酰胺。该接枝改性超高分子量聚丙烯酰胺具有耐温性、耐盐性和耐老化性好以及驱油效率高的优点。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接枝改性超高分子量聚丙烯酰胺相对应的制备方法。

为解决上述技术问题之一，本发明采用的技术方案如下：一种接枝改性超高分子量聚丙烯酰胺，具有以下化学通式：

HPAM-g-R

其中，HPAM为超高分子量聚丙烯酰胺；

R为选自PEO-b-PS、PPO-b-PS、P(EO-r-PO)-b-PS、PEO-b-PPO-b-PS或PPO-b-PEO-b-PS中的一种；

EO为环氧乙烷；

PO为环氧丙烷；

PEO为聚环氧乙烷；

PPO为聚环氧丙烷；

PS为聚乙烯基芳烃化合物；

该接枝改性超高分子量聚丙烯酰胺的粘均分子量≥2900万。

上述技术方案中，R是采用活性自由基聚合方法制得的分子量可控的嵌段型共聚物，其分子式中的b表示共聚物为嵌段型，r表示共聚物为无规型。PEO、PPO、PS中单体的重复单元数均选自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：一种接枝改性超高分子量聚丙烯酰胺的制备方法，包括以下步骤：

a)以环氧乙烷或环氧丙烷中的至少一种环氧烷烃为原料，以苯环取代酚钠为引发剂，在引发剂与环氧烷烃的摩尔比为1：1～500、反应温度25～125℃、反应时间2～16小时的条件下，反应分别得到X-PEO、X-PPO、X-P(EO-r-PO)、X-PEO-b-PPO或X-PPO-b-PEO的聚合物，X为苯环取代酚基；