[发明专利]水分散性疏水增稠剂

说明书

本发明涉及含有可用水分散的聚合物，它可用作增加水介质粘度的增稠剂。

美国专利NO.4432881揭示了一种增稠剂，该增稠剂包括一种具有疏水侧基的水溶性聚合物和一种可用水分散的表面活性剂，它具有疏水基团并能和聚合物的疏水基团相结合。专利权人指出增稠剂的两种组份的有关比例是这样的，当增稠剂以占水0.5%（w/w）浓度分散于水中时，水的粘度至少加倍，含增稠剂的水可用于加工机械剪切而不致明显地减少粘度。另外，所述的增稠剂在诸如氯化钠等电解质液存在下增稠剂的粘度也不致减少。

对于上面所述专利揭示的共聚物可用以生产增稠剂，其组成包括一种诸如丙烯酰胺的水溶性单体和具有疏水基团的共聚用单体诸如丙烯酸十二烷酯或甲基丙烯酸酯。专利权人指出当这样的共聚物与含疏水基团的表面活性剂结合时，结果形成增稠剂加入水时水粘度增加。

申请人发现表面活性剂不是必需的，因为其必要性可通过用第三种单体如水溶性单体与其它两种单体共聚时产生了一种水溶性三聚体而消除。据美国4432881所揭示的共聚物在产生一定高分子量时是水不溶性的并且即使指定量的表面活性剂存在时也无这里所述的功能。因此，所述专利的共聚物事实上为了其水溶性而使分子量受到限定。

申请人发现有用的增稠剂是含有很高分子量的聚合物，例如，直到10，000，000可以在没有美国专利4432881所指出的必需的表面活性剂。因此，含有很高分子量的聚合物的增稠剂可被应用，该聚合物根据美国4432881生产时不能有这里所述的功能。此剂表现出热稳定性、电解质耐受力和良好的抗剪切能力。

本发明旨在发现一种增稠剂，它主要包括具有疏水侧基的水溶性聚合物和一种水溶性无机盐。当增稠剂分散于水中时，水的粘度明显增加。含有本发明增稠剂的介质可受到坚固的机械剪切而不明显减少粘度。即使在水介质中加入含相当浓度的电解质诸如硬水或盐水中。实际粘度能明显增加。因此，在高温、高电解质浓度和高机械剪切，诸如需用高剪切泵汲送的水介质。这里的瞬时增稠剂都有各种不同的应用以使水介质增加粘度。诸如钻探泥浆的配制、压裂液体、液体流动控制剂、无机盐水溶液、液压用的流体、润滑剂、摩擦减少剂、悬浮剂及不溶性微粒的水悬浮液中如涂料配方的应用是有效的。

本发明也与含一定量能有效地增加介质粘度的增稠剂的水介质有关。

本发明提出的一个优选的具体例子中，含增稠剂的水介质在增加油回收过程中是一种有用的流动控制液。本发明在此具体化的实施中，增稠的水介质通过一个注射油井注入后由所说的油井渗透形成的多孔地下层并流过开采油的井。

本发明的再一个应用是将增稠剂用作钻探泥浆配制或压裂液，在这其中增稠剂以一定量存在下，增加到配制液或液体所需的粘度。

本发明旨在寻找一种作为增稠的水溶液的水溶性组成物，它必须包括：

A）一种水溶性增稠剂，它主要包括

一种有疏水侧基的水溶性聚合物，所述的聚合物是两种水溶性含烯键不饱和单体及一种有至少8个碳原子疏水基团的水不溶性含烯键的不饱和单体所组成的三聚体。

a）一种水溶性单体是含烯键的不饱和酰胺，

b）另一种水溶性单体是不饱和含烯键的酰胺的N取代衍生物、不饱和含烯键的羧酸、不饱和含烯键的季铵盐、不饱和羧酸的磺化烷基酯、不饱和羧酸氨基链烷酯、二烯丙基胺、二烯丙基铵化合物或磺酸乙烯基芳香基酯，及，

c）水不溶性单体是不饱和α，β-含烯键的羧酸高级烷酯、不饱和烯羧酸芳烷酯、N-链烷基不饱和含烯键的酰胺、乙烯基链烷醚或键烷基苯乙烯，及，

B）一种水溶性的无机盐。

这里三聚物的分子量是这样的，在相同浓度下，只有相同分子量的化合物a）和c）的共聚物是水不溶的，单体b）的浓度可用单体a）的相等浓度替代。

与发明的目的相适应，水溶性聚合物与水结合时形成了热力学稳定的混合物。此混合物自然形成，包括在真溶液之中的聚合物分子与微胞一样地分散良好，或者在胶体溶液中聚合物分子在某种程度上聚合，但该聚合不大于胶体的颗粒尺寸。