[发明专利]一种侧链含有双键的疏水缔合聚合物、其制备方法及用途

说明书

【技术领域】

本发明属于功能高分子聚合物领域。更具体地，本发明涉及一种侧链含有双键的疏水缔合聚合物及其制备方法。

【背景技术】

石油是地球上用途极为广泛而储量却有限的主要能源。随着世界经济的迅猛发展，各行业对石油的需求量不断增加，而近年来较少发现大型油田和新的储量，且现有采油技术不能提供充分的石油储备来满足日益增加的原油消耗需要，导致石油供需矛盾日益突出。实际上探明的可开采储量并非固定不变的值，而是随着采油技术的进步而增大的，因此在新油田数量减少、原油产量逐渐难以满足经济高速发展需求的情况下，对老油田进一步挖掘、稳定油田产量已成为当前迫在眉睫的课题。同时，在尚未动用和新发现的石油储量中，低渗透、稠油和挥发性油藏等复杂类型所占的比例相当大，以现有注水技术进行开发，提高采收率的难度很大，因而迫切需要发展新的石油开发技术，来有效的开发未动用的储量，从而大幅度提高油田采收率，以满足各行业对石油的需求。现阶段，石油的开采通常使用三次采油亦称强化采油，是指通过注入其他流体，采用物理、化学、热量、生物学等新技术来改变油藏岩石和流体性质，从而提高采收率的原油开采方法。最重要的也是技术比较成熟的是聚合物驱油技术，对提高原油采收率、稳定老油田原油产量起到了重要作用。而油田最常用的聚合物驱油剂是黄原胶及部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)，它们在油田的大部分区块获得了良好的使用效果，然而在用于高温高盐油藏时都存在难以克服的问题：黄原胶虽然具有良好的耐盐性能，但其热稳定性和生物稳定性较差，易发生降解从而堵塞油层，并且成本较高；HPAM在高温高盐、高剪切等条件下，易水解、降解、链卷曲等，导致溶液性能骤变而达不到工程施工的要求。至此，急切需要研发出一种耐温抗盐、抗生物降解的聚合物来满足要求，其中最常用的方法就是对丙烯酰胺共聚物进行改性，通过在分子链上引入耐温抗盐功能基团。

疏水缔合水溶性聚合物(Hydrophobically Associating Water-soluble Polymer,HAWP)是向聚合物亲水性大分子链上引入少量疏水基团，但仍能溶于水的一类聚合物，疏水单体的含量一般认为低于2mol％，最高可达5mol％。在水溶液中，当聚合物超过一定浓度时，由于分子链间的相互作用，会发生疏水缔合形成可逆的物理交联网络结构，使得聚合物溶液具有高效增粘、抗盐、剪切力等独特的流变性能，因而在三次采油、水处理、水基涂料等方面均展示出重要的应用前景。

由于采油等行业的需要,科技工作者对疏水缔合聚合物进行了大量的研究。在国外，1980年中期，Evani和Rose首次提出了HAWP的概念(S Evani,G D Rose.Water soluble hydrophobic association polymers[J].Polym Mat SciEng-Prepr,1987,57:477-481)，发现这类聚合物在水溶液中通过疏水基团发生缔合作用而表现出了一种特殊的非均相聚集行为。在1987年Peer等人最先提出形成了一种嵌段结构的共聚物的见解，而Rhomas等人和McCormick等人报道了嵌段结构的直接实验证据，即以芳基或芘基为疏水基团的丙烯酰胺共聚物的荧光分析结果，并且McCormicK课题组对基于丙烯酰胺基AM的疏水改性缔合聚合物进行了细致研究，表现出一定程度的增粘性或耐盐性。1997年，法国Francois Jeanne研究小组对含有疏水基的聚氧乙烯(PEO)疏水缔合物进行了深入细致的研究，对末端疏水改性的聚氧乙烯在水溶液中的聚集体结构采用中子散射、X射线散射法及荧光光谱进行静态和动态研究，认为聚集体呈现花式构象，缔结为立方体，研究了其在水溶液中缔合作用以及表面活性剂对缔合聚合物的影响。2006年，WinnikFM课题组对基于N-异丙基丙稀酰胺、丙烯酸的疏水改性油性单体进行共聚，并对共聚物进行了深入的研究，采用突光、动态光散射、静态光散射等实验手段细致研究了疏水改性聚合物在水溶液中的聚集形态、温度敏感性及与各种表面活性剂之间的相互作用。