[发明专利]一种丙烯酰胺共聚物及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种丙烯酰胺共聚物及其制备方法，以及丙烯酰胺共聚物作为驱油剂的应用。

背景技术

聚合物驱主要是通过注入一定规模的聚合物溶液，增加驱替液粘度，降低油层水相渗透率来降低流度比、调整吸水剖面，以达到提高驱替相体积的目的，进而提高采收率。

作为主要的聚合物驱油剂，部分水解聚丙烯酰胺（HPAM）在常规油藏三次采油(EOB)技术中，已经得到大规模推广和应用，为油田稳产和增产发挥了重要作用。随着常规油藏储量的减少，高温高盐油藏使得HPAM的应用面临着诸多难题，主要体现在开采高温高盐油藏时的高温、高盐和溶液中溶解氧产生的复合作用使得HPAM溶液粘度大幅降低，导致HPAM驱油效果不显著。研究表明，当温度高于70℃，HPAM的酰氨基水解反应生成羧基显著加剧，当水解度达到40%以上，羧基就很容易和溶液中Ca²⁺、Mg²⁺离子生成沉淀，使溶液粘度损失。此外，在高温下，空气中氧和溶液中存在溶解氧时，也会引起聚合物主链断裂使溶液粘度显著下降。

以丙烯酰胺(AM)和耐温耐盐单体2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)共聚合成二元共聚物在耐温耐盐性能上较HPAM的确有所提高。如题为“AMPS/AM共聚物的低温合成和性能”（常志英，高分子材料科学与工程，1997，13，16）。题为“水溶性AM/AA/AMPS共聚物的高温水解”（朱麟勇，应用化学，2000，17，2）研究发现，在90℃的高温条件下，受临近丙烯酸（AA）单元的分子内催化作用，AMPS单元水解也发生水解反应，尽管随着水解反应，共聚物中丙烯酸结构单元比例增加，提高了其温敏性和盐敏性能，但由于AMPS在高温下易发生水解，因此限制了这类聚合物在水解温度以上的高温高盐条件下的应用。

因此，如何进一步提高丙烯酰胺共聚物的耐温抗盐仍是亟需解决的问题。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的聚合物驱油剂耐温抗盐性能较差的缺陷，提供一种耐温抗盐性能好的丙烯酰胺共聚物及其制备方法和应用。

本发明的一方面提供了一种丙烯酰胺共聚物，其中，该丙烯酰胺共聚物含有丙烯酰胺结构单元和式（I）所示的结构单元A，所述丙烯酰胺共聚物的粘均分子量为3000万以上，

其中，M₁为钠或钾。

本发明另一方面提供了一种丙烯酰胺共聚物的制备方法，该制备方法包括在溶液聚合反应条件下、在引发剂存在下，使单体混合物进行聚合反应，得丙烯酰胺共聚物；其中，所述单体混合物含有丙烯酰胺和单体C，所述单体C为式（IV）所示结构的单体，M₁为钠或钾；

所述溶液聚合反应的条件使得聚合反应后所得丙烯酰胺共聚物的粘均分子量为3000万以上。

本发明还提供了本发明提供的上述丙烯酰胺共聚物作为驱油剂的应用。

本发明提供的丙烯酰胺共聚物不但耐高温，而且在高矿度下具有很好的增粘效果，能广泛用于石油化工领域，特别是作为三次采油驱油剂的应用。究其原因可能为本发明提供的丙烯酰胺类单体中酰胺基周围的一个甲基和一个苯基的疏水作用和空间位阻效应极大的限制了高温条件下羧基对酰胺基的分子内催化水解，因此提高了该丙烯酰胺共聚物的耐水解性能；此外，该单体中的磺酸基对二价盐离子不敏感，因此提高了该丙烯酰胺共聚物的抗盐性能；又由于丙烯酰胺类单体具有较大的体积，使共聚物主链不易发生卷曲，从而使该丙烯酰胺共聚物达到了具有增粘的效果。

具体实施方式

以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

根据本发明提供的一种丙烯酰胺共聚物，其中，该丙烯酰胺共聚物含有丙烯酰胺结构单元和式（I）所示的结构单元A，所述丙烯酰胺共聚物的粘均分子量可以为3000万以上，

其中，M₁可以为钠或钾。

根据本发明，在优选情况下，以所述丙烯酰胺共聚物中结构单元的总摩尔数为基准，所述丙烯酰胺结构单元的含量可以为1-99摩尔%，所述结构单元A的含量可以为1-99摩尔%，所述丙烯酰胺共聚物的粘均分子量可以为3000万-3550万；优选地，所述丙烯酰胺结构单元的含量可以为80-97.5摩尔%，所述结构单元A的含量可以为2.5-20摩尔%，所述丙烯酰胺共聚物的粘均分子量可以为3100万-3500万。