[发明专利]一种壳聚糖改性聚合物及其制备方法和应用

说明书

本发明属于化工生产技术领域，尤其涉及一种壳聚糖改性聚合物及其制备方法和应用，聚糖改性聚合物的制备方法，包括以下步骤：1)称取壳聚糖溶于乙酸溶液中，得到壳聚糖酸溶液，备用；2)称取丙烯酰胺溶于纯水中，再加入2‑丙烯酰胺基‑2‑甲基丙磺酸，搅拌溶解，同时加入步骤1)中得到的壳聚糖酸溶液，调节反应体系的pH值，搅拌预热反应体系，同时持续通入惰性气体；3)称取硝酸铈铵溶于纯水中得到引发剂，预热后，滴加至反应体系，恒温反应，得到聚合反应产物；4)取出步骤3)中的聚合反应产物，乙醇洗涤后粉碎，真空干燥；本发明的壳聚糖改性聚合物具有较优的增黏性、耐温抗盐性、抗剪切性及生物降解能力，有效地降低采出液处理难度。

技术领域

本发明属于化工生产技术领域，尤其涉及一种壳聚糖改性聚合物及其制备方法和应用。

背景技术

目前，石油仍是人类日常生活中不可或缺的主要能源。大部分油气田通过一次及二次采油的注水或注气手段进行驱油后，油田中仍残留着约50％的石油未被采收出来。目前三次采油主要分为：化学驱、气驱、热力驱、微生物驱四大方向，其中化学驱因为技术简单，成本低廉成为三次采油的主攻方向。截止目前，化学驱发展形成了3种主要的工艺技术：表面活性剂驱、聚合物驱和碱水驱。

聚合物驱成熟有效地提高了原油采收率，常用的聚合物有以下几种，聚丙烯酰胺(PAM)，部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)，交联聚合物，改性聚合物，它们基本都是以线性结构为基础的线性聚合物。然而持续向地层中注入聚合物，使油井采出液中含有大量残留的聚丙烯酰胺，这导致采出液出现严重的水质变化，引起液相黏度过高、油水乳化加重，大部分聚合物的生物降解性较差，在后续处理中不易降解、絮凝困难。

采出液处理主要包括物理、化学、生物方法。目前，已有部分石油研究者们研究出多种采出液处理方法，例如通过离心分离技术可以基本实现油、水、固三相的有效分离；通过将优选出的脱水型破乳剂与脱油型破乳剂进行复配，获得破乳效果较优的复配破乳剂配方，但从处理效果、经济性和应用范围等方面，认为目前使用的方法在很大程度上已无法满足现阶段油田污水排放和回注的要求。油井含聚采出液的处理方法已至瓶颈，鉴于聚合物自身性质对采出液处理起关键作用。基于此，本发明考虑从分子结构出发，在聚合物中引入可降解的壳聚糖，以提升现阶段驱油用聚合物的生物降解性，从而有效降低采出液处理难度。

发明内容

本发明为了解决上述技术问题提供一种壳聚糖改性聚合物及其制备方法和应用。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种壳聚糖改性聚合物，其由下述结构式(1)或结构式(2)表示：

本发明还提供一种壳聚糖改性聚合物的制备方法，包括以下步骤：

1)称取壳聚糖溶于乙酸溶液中，得到壳聚糖酸溶液，备用；

2)称取丙烯酰胺溶于纯水中，再加入2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸，搅拌溶解，同时加入步骤1)中得到的壳聚糖酸溶液，调节反应体系的pH值，搅拌预热反应体系，同时持续通入惰性气体；其中，丙烯酸铵与2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸的质量比为8.7:1，丙烯酸铵与2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸占反应体系总质量的质量分数为27.6wt.％，所述搅拌预热温度控制在39.3℃，所述pH为4.0，壳聚糖占丙烯酸铵与2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸总质量的质量分数为0.49wt.％；

3)称取硝酸铈铵溶于纯水中得到引发剂，预热后，滴加至步骤2)中预热后的反应体系，搅拌混匀后，恒温反应，得到聚合反应产物；其中，硝酸铈铵占丙烯酸铵与2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸总质量的质量分数为0.63wt.％；

4)取出步骤3)中的聚合反应产物，乙醇洗涤后粉碎，真空干燥，得到本发明的壳聚糖改性聚合物。

进一步地，在步骤1)中，所述乙酸溶液的浓度为1wt.％。