[发明专利]一种耐温抗盐共聚物的制备方法

说明书

本发明属于化学合成领域，涉及一种耐温抗盐共聚物的制备方法。所述包括以下步骤：反应器中依次加入水、添加剂、丙烯酰胺、功能单体、模板物质，加入无机碱调节聚合体系pH值，加入引发剂引发聚合反应，聚合体系置于绝热环境，当聚合体系中心温度升高不变，停止反应，得聚合物胶体；将聚合物胶体粉碎成胶粒，加入水解剂进行水解，干燥、粉碎、筛分，即得；模板物质为聚丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵或聚甲基丙烯酰胺丙基三甲基氯化铵，功能单体为含有端烯基的磺酸衍生物及其磺酸盐衍生物；模板物质与功能单体摩尔比为0.1~1:1；功能单体与丙烯酰胺的摩尔比为0.05~0.2:1。本发明各组分相互协同，得到的共聚物耐温抗盐性能显著提升。

技术领域

本发明属于化学合成领域，涉及一种耐温抗盐共聚物的制备方法。

背景技术

随着油田的不断开发，开采油藏条件不断恶化，油田开采正逐步进入高温高盐的二类、三类油藏区块，目前常采用的驱油剂聚丙烯酰胺具有耐温抗盐性差的缺点，难以满足该类油藏的应用，大量研究人员对聚丙烯酰胺进行改性以获得性能更为优异的耐温抗盐共聚物。在聚合物结构中引入耐温抗盐单体是目前提高聚合物性能常用方法之一，其中以含有端烯基的磺酸衍生物及其磺酸盐衍生物的功能单体应用最为广泛。该类单体的磺酸基团，表现出对阳离子的进攻不敏感，从而使得聚合物具有良好的抗盐能力，引入功能单体可以提高聚合物对钙镁离子的容忍能力，不易发生沉淀，提高粘度保留率，故在聚合物中引入含磺酸基功能单体可提高聚合物的耐温抗盐性能，以适应更复杂的油藏条件。在共聚物中引入丙烯酸钠结构单元可提高聚合物的溶解性，同时由于羧基之间存在静电排斥作用，使得聚合物的链分子构象更为伸展，在一定范围条件下增加聚合物粘度。这样的聚合物分子结构设计决定该类聚合物具有良好的水溶性、增粘性以及耐温抗盐性能。但采用传统溶液聚合方式，阴离子功能单元的序列分布是无规，而功能单体单元在大分子链上的序列分布与溶液性能密切相关。

采用模板聚合法是控制共聚物组成及序列分布的有效方法，模板聚合法原理是将能与单体或生长链通过氢键、静电键合、电子转移相互作用、疏水键合、范德华力等相互作用的高分子(模板)，事先放入聚合体系，让单体在模板上进行预组装，当聚合体系大分子链自由基遇到模板，则引发模板上预组装的单体，形成一段单体嵌段结构单元，如此反复则可形成具有嵌段结构的阴离子共聚物。同时采用该方法合成共聚物体系中含有阳离子型模板，在一定分子量与阳离子模板含量条件，聚合物具有良好的溶解性，阳离子模板与大分子链阴离子单体单元之间可以通过离子键形成物理交联，构建超分子网络结构，进而大幅度提高聚合物的溶液性能。同时也避免了模板聚合法除去模板繁琐的提纯步骤，节约成本，具有工业化生产的价值。

中国发明专利申请(CN102060965A)公开了一种提高耐温抗盐性能的部分水解聚丙烯酰胺的制备方法。该方法将聚丙烯酰胺单体和功能性单体以及模板物质三种组分按质量比100:1～10:0.05～5混合，聚合起始温度控制在0～15℃，在此温度条件下模板物质与聚合单体中的功能性单体作用更为明显，有利于形成具有嵌段结构的聚丙烯酰胺产物。该方法使用少量功能性单体在模板物质作用下与丙烯酰胺单体聚合，在聚合过程中其能与模板物质相互作用，提高自身竞争率，获得具有更完整的序列嵌段结构；所述功能单体选自丙烯酸、丙烯酸水溶性衍生物单体、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸水溶性衍生物单体等中的一种。所得产品在总矿化度为30000ppm的盐水中配制成1500ppm的浓度，搅拌两小时能够较好溶解，85℃粘度可达16.2cp。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种具有更高耐温抗盐性能的共聚物的制备方法。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：