[发明专利]一种丙烯酰胺系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系共聚物及其制备方法和应用。

背景技术

近年来，随着我国油田开发的不断深入，采出液中含水率逐渐上升，部分油田综合含水率甚至达到90％以上。为进一步提高原油采收率，聚合物驱油、二元复合驱油(碱-聚合物)、三元复合驱油(碱-表面活性剂-聚合物)等三次采油技术先后在大庆、辽河、大港、胜利等东部主力油田得到了广泛的应用，并且取得了显著的增油降水效果和良好的经济社会效益。聚合物驱油技术以提高注入驱替相粘度、改善油藏流体中油水流度比为手段，从而达到扩大波及体积、提高油藏采收率的目的。目前驱油用聚合物主要是部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)，但由于部分水解聚丙烯酰胺在高温下会发生明显分子链的断链，引起其粘度大幅度降低，因而不适应高温油藏。

此外，由于三次采油周期长，聚合物的化学稳定性能非常重要。但目前使用的HPAM分子中的酰胺基在酸性、碱性条件下会发生水解反应，而且反应速度非常迅速；即使在中性水溶液中，当温度超过70℃的条件时，也会发生迅速的水解反应。水解度越大，HPAM分子链在高矿化度尤其是二价离子条件下会发生卷曲，甚至产生沉淀丧失驱油能力。由此说明HPAM不适应于高温高盐油藏。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的聚合物驱油剂耐温耐盐性能较差的缺陷，提供一种耐温抗盐性能优良的丙烯酰胺系共聚物及其制备方法和该丙烯酰胺系共聚物在作为驱油剂中应用。

本发明的发明人经过深入的研究发现，通过在在本发明的共聚物的主链中引入本发明特定的耐温抗盐单体结构单元(即所述结构单元C)，从而能够显著提高驱油用聚合物的耐温抗盐性能，由此完成了本发明。

为了实现上述目的，本发明提供了一种丙烯酰胺系共聚物，其特征在于，该丙烯酰胺系共聚物含有结构单元A、结构单元B和结构单元C，其中，所述结构单元A为具有式(1)所示结构的单元，所述结构单元B为具有式(2)-式(5)所示结构的单元中的至少一种，所述结构单元C为具有式(6)所示结构的单元，且所述结构单元A、结构单元B和结构单元C的摩尔比为100：0.5-200：0.1-100，

其中，R₁、R₂、R₄、R₅、R₆、R₇、R₁₀、R₁₁和R₁₂各自独立地为氢或C1-C4的烷基，R₃为C1-C14的亚烷基；R₈和R₉各自独立地为C1-C4的烷基，M₁和M₂各自独立地为H、Na和K中的至少一种。

本发明还提供了一种丙烯酰胺系共聚物的制备方法，该制备方法包括以下步骤，在溶液聚合反应条件下，在引发剂存在下，使一种单体混合物在水中进行聚合反应，其特征在于，所述单体混合物含有单体E、单体F和单体G，所述单体E为具有式(9)所示结构的单体，所述单体F为具有式(10)-式(13)所示结构的单体中的至少一种，所述单体G为具有式(14)所示结构的单体，且所述单体E、所述单体F和所述单体G的摩尔比为1：0.005-2：0.001-1，

其中，R₁’、R₂’、R₄’、R₅’、R₆’、R₇’、R₁₀’、R₁₁’和R₁₂’各自独立地为氢或C1-C4的烷基，R₃’为C1-C14的亚烷基；R₈’和R₉’各自独立地为C1-C4的烷基，M₄和M₅各自独立地为H、Na和K中的至少一种。

本发明提供了由以上方法所制得的丙烯酰胺系共聚物。

本发明还提供了上述丙烯酰胺系共聚物作为驱油剂的应用。

本发明的丙烯酰胺系共聚物主链主要由丙烯酰胺与耐温抗盐单体结构单元构成，在保证聚合物水溶性同时，可以提高聚合物分子的耐温抗盐性能，特别适合作为高温高盐油藏三次采油驱油剂。

本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明