[发明专利]一种耐温抗盐六臂星型聚丙烯酰胺的制备方法及其应用

说明书

本发明公开一种耐温抗盐六臂星型聚丙烯酰胺的制备方法及其应用，以六(对氨基苯氧基)‑环三磷腈为刚性结构母核，预先与含环氧基的不饱和单体、酸或酸酐的不饱和单体进行反应，在复合引发剂的作用下，利用‑C＝C‑进一步与丙烯酰胺、2‑丙烯酰胺基‑2‑甲基丙磺酸、疏水性单体进行共聚，经后水解工艺后，得到六臂星型聚丙烯酰胺产品。本发明聚丙烯酰胺产品具有足够高分子量的同时，又在驱油过程中能表现出较高的表观粘度、抗剪切性能，并具有良好的溶解性，能够满足油藏高温高盐低渗的苛刻要求，可作为聚合物驱剂在油田三次采油中发挥着重要作用。

技术领域

本发明属于星型聚丙烯酰胺合成领域，具体涉及一种耐温抗盐六臂星型聚丙烯酰胺的制备方法及其应用。

背景技术

目前，油田经过一次、二次采油后，原油含水率不断增加，很多油田先后进入三次采油阶段，鉴于三次采油中的油藏温度及矿化度高的特点，要想获得理想的驱油效果，聚合物必须具有很好的增粘能力以及很强的耐温、抗盐及抗剪切能力。通过聚丙烯酰胺的部分水解，可以有效提高驱替水溶液的粘度，改善油层非均质性，提高原油采收率，因而被广泛用作三次采油中的聚合物驱剂。但是水解聚丙烯酰胺也存在很多缺陷，即耐温性、耐盐性和抗剪切能力较差，因此，耐温抗盐型聚丙烯酰胺的开发对提升油田三次采油技术水平有着重要的现实意义和经济效益。

为了提高聚丙烯酰胺的耐温抗盐性能，可以分别从聚合反应的引发体系、反应温度、pH值以及在分子中引入功能性单体等方面进行改善。当前耐温抗盐型聚丙烯酰胺研究的非常广泛，包括超高分子量聚丙烯酰胺、耐温耐盐单体改性、两性聚合物、疏水缔合聚合物以及梳形和接枝型等各种分子形态的聚合物。其中，超高分子量水解聚丙烯酰胺和疏水改性聚丙烯酰胺是当前耐温抗盐型聚丙烯酰胺研究与应用的主要方向，随着聚合物分子量的提高实现粘度的增加，但是由于现有超高分子量聚丙烯酰胺普遍为线型直链结构，其分子链结构不稳定，抗剪切性能差，同时，线型直链聚合物分子量过大时，分子链易发生缠结，进而导致粘度和粘弹性急剧下降，且线型直链高分子聚合物还存在溶解困难、分子链长、尺寸过大的问题。

基于以上所述，本发明首次以六(对氨基苯氧基)-环三磷腈为刚性结构母核，预先与含环氧基的不饱和单体（选自烯丙基缩水甘油醚、4-乙烯基芐基缩水甘油醚）发生开环加成反应，与含酸或酸酐的不饱和单体（选自衣康酸、马来酸、马来酸酐、丙烯酸）发生酰化反应，在复合引发剂的作用下，利用-C=C-进一步与丙烯酰胺、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、疏水性单体进行共聚，经后水解工艺后，得到六臂星型聚丙烯酰胺产品。该聚合物产品分子量高达2500万以上，具有多个放射状支链，回转半径小，动态力学尺寸更小，避免了分子链的卷曲、缠结，流动性、流变性和稳定性更好，此外，由于刚性苯环和六元杂环结构的存在，进一步提高聚丙烯酰胺分子的结构稳定性、抗剪切性能、机械强度，在高剪切作用力下，该星型聚丙烯酰胺中分子链不断裂、不卷曲形变；相比于线型直链聚丙烯酰胺，由于星形聚合物具有高支化度，其耐热性和弹性模量也更高，同时，六(对氨基苯氧基)-环三磷腈中心核具有阻燃抗火性能，将其嵌入聚丙烯酰胺分子结构中，进一步提高聚丙烯酰胺的热稳定性、耐温性，使其具有阻燃功能；该聚合物产品中的各放射状游动分子链侧基或端基还具有大量-SO^3-、-COO^-结构，在有效提高聚合物溶解性的同时，还高效络合Ca²⁺、Mg²⁺、Ba²⁺、Zn²⁺等，形成配合物，进而达到抗盐的作用。因而，本发明获得的星形聚丙烯酰胺具有足够高分子量的同时，又在驱油过程中能表现出较高的表观粘度、抗剪切性能，并具有良好的溶解性，能够满足油藏高温高盐低渗的苛刻要求，可作为聚合物驱剂在油田三次采油中发挥着重要作用。

发明内容

针对现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种耐温抗盐三元聚丙烯酰胺的制备方法。

本发明的技术方案概述如下：