[发明专利]AM/NaAA/NAC水溶性聚合物驱油剂及合成方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于石油工业油田提高原油采收率的聚合物驱油剂及合成方法。 

背景技术

聚丙烯酰胺PAM是一类非常重要的有机水溶性聚合物，它对许多固体表面和溶解物质有良好的粘附力；而部分水解的聚丙烯酰胺HPAM，主要是由于羧基间的静电斥力导致主链的伸展从而具有较高的粘度。因此，油田常用高分子量的PAM或HPAM，但是高分子量的PAM或HPAM在泵送和管流的高剪切作用下粘度保留率低。分子量越高，剪切稀释程度越大，此外由于无机离子的作用，使得HPAM羧基间的斥力减小而使聚合物链收缩，从而使HPAM的粘度随矿化度的升高而急剧下降；同时，在较高温度下HPAM易水解和降解等不利现象，从而使HPAM的粘度急剧下降，达不到工程施工的要求，从而影响了聚丙烯酰胺的广泛应用。

在国内外，为了提高聚合物的耐温抗盐性能，主要是通过耐温、耐盐功能性单体与丙烯酰胺共聚或化学改性的方式，在高分子链上引入特殊的功能的结构单元，以及利用特殊分子结构的聚合物来提高聚合物耐温抗盐性能。目前，应用最为广泛的耐温抗盐功能单体和特殊分子结构的聚合物主要包括以下几类：（1）抑制丙烯酰胺基水解的功能单体，如：N-乙烯基吡咯烷酮NVP  （Y.-M. Wu,et al. Properties of the forpolymer of N-vinylpyrrolidone with itaconic acid, acrylamide and 2-acryl amido-2-methyl-1-propane sulfonic acid as a fluid-loss reducer ford rilling fluid at high temperatures. Colloid&Polymer Science. 2001,279(1): 836-842;Ling-ShuWan,et al. Copolymerization of acryl nitrile with N-vinyL-2-pyrroL idone to improve the hem compatibility of polyacrylonitrile. Polymer. 2005. 46(18): 7715～7723 ; 钟景兴，等. AM/NVP 二元共聚物的溶液性能. 高分子材料科学与工程. 2005,21(4)：220-223），N-取代丙烯酰或а-烷基取代丙烯酰胺。（2）带有强水化性的阴离子功能单体，如：AMPS (石凌勇,等. AMPS对驱油用聚合物材料耐温抗盐性能影响. 山东化工. 2010.（6）: 14-16)、丙烯基磺酸（张冲，等. 耐温抗盐合成聚合物驱油剂的合成与性能评价.石油与天然气化工. 2007,24(3): 228-231）、乙烯基磺酸。（3）可络合二价金属离子的功能单体，如：3-丙烯酰胺基-3-甲基丁酸钠NaAMB(欧阳坚，等. 丙烯酰胺、3-丙烯酰胺-3-甲基丁酸钠和N-烷基丙烯酰胺三元共聚物的溶液特性研究.高分子通报. 2005.(1)：82-85)（4）带有疏水基团的功能单体与丙烯酰胺的共聚物，如Hill等1933年报道的丙烯酰胺与N-4-乙基苯基丙烯酰胺共聚制备了双亲水溶性聚合物。（5）两性离子共聚物，如韩玉贵等报道了利用DMPS两性离子功能单体与丙烯酰胺共聚制备了系列两性离子共聚物。（6）梳型聚合物，星型聚合物，嵌段聚合物以及网状结构聚合物等。

以上利用不同类型的耐温抗盐功能单元与AM共聚以及特殊分子结构的聚合物，虽然在一定种程度上能够提高聚合物的耐温抗盐等性能，但在高温水解分解、剪切、抗盐等方面均还表现出一定的不足。因此，针对HPAM耐温、抗盐性差的缺陷，开发新型耐温、抗盐的新型功能性聚合物就尤为重要，具有一定的理论意义和工业应用前景。基于此，我们拟从下面的思路解决上述HPAM类聚合物的不足之处：(1)提高聚合物主链的热稳定性。通过引入碳链较长的片段或官能团或分子主链中引入可增加分子链刚性的环状结构；(2)引人特殊功能的官能团，在一定程度上抑制或降低HPAM类聚合物的水解或降解。

发明内容

本发明的目的在于：为了使聚合物具有良好的耐温耐盐及抗剪切稀释性，能较好的提高原油采收率。特提供一种聚合物驱油剂及其合成方法。

为了达到以上目的，本发明采用以下技术方案：

AM/NaAA/NAC水溶性聚合物驱油剂，是由丙烯酰胺代号AM，丙烯酸钠代号NaAA，N-烯丙基己内酰胺代号NAC三种结构单元构成的AM/NaAA/NAC三元聚合物，其结构式为：