一种耐温驱油用三元共聚物及其制备方法
【专利摘要】本发明涉及一种耐温驱油用三元共聚物及其制备方法，在丙烯酰胺共聚物中引入含三苯基的疏水单体，先将丙烯酰胺、磺酸单体和疏水单体制备为水溶液，再加入络合剂和尿素水溶液，然后加入乳化剂制备为乳液，再向乳液中加入引发剂，聚合后得到胶块，取出胶块，切割、造粒、粉碎、过筛得到耐温驱油用三元聚合物成品。本发明所述的耐温驱油用三元共聚物及其制备方法，在大分子链中引入一种三苯基的疏水单体，从而提高驱油用聚合物的增粘性和耐温性能。
【专利说明】一种耐温驱油用三元共聚物及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及水溶性聚合物和驱油用聚合物提高原油采收率的研究领域，具体说是 一种耐温驱油用三元共聚物及其制备方法。尤指驱油用丙烯酰胺类三元共聚物及其制备方 法。
【背景技术】
[0002] 驱油用聚合物(亦称为聚合物驱油剂）应具有优良的性能，水溶性好，增粘性强，能 适应注入油层的环境条件(如油层温度和矿化度)，不易发生降解，抗老化性能良好。此外， 由于采油生产消耗的聚合物驱油剂的量很大，因此生产成本低、原料易得是筛选聚合物驱 油剂的重要标准。一般聚合物驱油剂有合成聚合物、生化聚合物、天然聚合物的改性产物三 大类。但目前己商品化的工业产品主要有部分水解聚丙烯酰胺（HPAM)和生物聚合物黄原 胶。其中HPAM在一类和二类油藏己得到广泛应用，但在三类油藏高温下会发生明显分子链 的断链，引起其粘度大幅度降低，因而不适应高温油藏。黄原胶因注入性差、耐热性和抗菌 性差，成本高，因而未能在生产中应用。
[0003] 疏水缔合聚合物(水溶性）是在聚丙烯酰胺分子链上引入少量特殊疏水官能团(疏 水基团)，疏水基团成为聚合物分子链的侧基或支链。因此，聚合物分子在水溶液中，由于疏 水基团的疏水作用以及静电、氢键或范德华力作用而在分子间自动产生具有一定强度但又 可逆的物理缔合，从而形成巨大的三维立体网状空间结构。这使得疏水缔合聚合物在较低 分子量和较低浓度下仍然具有较高的粘度。
[0004] 通过自由基乳液聚合、自由基悬浮聚合或自由基胶束聚合均可以合成疏水缔合聚 合物，其中自由基胶束聚合工艺最为简单。当有表面活性剂加入到水相中，通过搅拌可以形 成胶束，疏水单体可以进入到胶束中发生聚合生成大分子聚合物。目前主要研究的热点疏 水单体为表面活性单体、含氟碳单体和孪尾疏水单体，而含有多芳香基团的疏水单体研究 较少。
【发明内容】
[0005] 针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种耐温驱油用三元共聚物 及其制备方法，在丙烯酰胺共聚物的大分子链中引入一种三苯基的疏水单体，从而提高驱 油用聚合物的增粘性和耐温性能。
[0006] 为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：
[0007] -种耐温驱油用三元共聚物，其特征在于：在丙烯酰胺共聚物中引入含三苯基的 疏水单体，其结构式如（1)式：
[0008]
【权利要求】
1. 一种耐温驱油用三元共聚物，其特征在于：在丙烯酰胺共聚物中引入含三苯基的疏 水单体，其结构式如（1)式： (1)
(1) 式中： X是磺酸单体的聚合度，x=5万?15万； y是丙烯酰胺的聚合度，y=l〇万?50万； Z是疏水单体的聚合度，Z=I万?5万； η为1?4。
2. 如权利要求1所述的耐温驱油用三元共聚物，其特征在于：所述磺酸单体为2-丙烯 酰胺基-2-甲基丙磺酸。
3. 如权利要求1所述的耐温驱油用三元共聚物，其特征在于：所述疏水单体是通式结 构为（2)式所示的化合物中的一种：
(2) (2)式中：η为1?4。
4. 一种耐温驱油用三元共聚物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤： 第1步，称取丙烯酰胺、磺酸单体和疏水单体加入到聚合瓶配成水溶液，用碱调节该水 溶液的pH值为6?10,然后向该水溶液中加入络合剂和尿素水溶液,搅拌均匀； 所述磺酸单体为2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸； 所述疏水单体是通式结构为（2)式所示的化合物中的一种：
(2) (2)式中：η为1?4 ; 第2步，向该水溶液中加入一定量的乳化剂，充分搅拌该水溶液进行乳化得到乳液； 第3步，在KTC?15°C温度下，在氮气保护下，向该乳液中加入引发剂，聚合4?8小 时； 第4步，升温到40°C?60°C，在氮气保护下，继续聚合4?6小时，得到胶块； 第5步，取出胶块，切割、造粒、粉碎、过筛得到耐温驱油用三元聚合物成品。
5. 如权利要求4所述的耐温驱油用三元共聚物的制备方法，其特征在于：第1步中丙 烯酰胺、磺酸单体和疏水单体在水溶液中的总质量浓度为10%?40%，按照丙烯酰胺、磺酸 单体和疏水单体总质量百分比为100%计，其中磺酸单体占30%?50%，疏水单体占0. 1%? 1%，余量为丙烯酰胺。
6. 如权利要求4所述的耐温驱油用三元共聚物的制备方法，其特征在于：第1步中所 述碱为氢氧化钠或碳酸钠。
7. 如权利要求4所述的耐温驱油用三元共聚物的制备方法，其特征在于：第1步中所 述络合剂为EDTA-2Na水溶液，络合剂中EDTA-2Na的加入量为丙烯酰胺、磺酸单体和疏水单 体总质量的〇. 01%?〇. 1% ; 所述尿素水溶液中尿素的加入量为丙烯酰胺、磺酸单体和疏水单体总质量的〇. 01%? 0· 1%。
8. 如权利要求4所述的耐温驱油用三元共聚物的制备方法，其特征在于：第1步中所 述络合剂是浓度为1%的EDTA-2Na水溶液，所述尿素水溶液的浓度为1%。
9. 如权利要求4所述的耐温驱油用三元共聚物的制备方法，其特征在于：第2步中所 述乳化剂为十二烷基苯磺酸钠或十二烷基硫酸钠，乳化剂的加入量为丙烯酰胺、磺酸单体 和疏水单体总质量的2%?3%。
10. 如权利要求4所述的耐温驱油用三元共聚物的制备方法，其特征在于：第3步中所 述引发剂是由过硫酸盐氧化剂与亚硫酸盐还原剂组成的氧化-还原引发体系； 所述过硫酸盐氧化剂的加入量为丙烯酰胺、磺酸单体和疏水单体总质量的0. 01%? 0. 1% ； 所述亚硫酸盐还原剂的加入量为丙烯酰胺、磺酸单体和疏水单体总质量的0. 005%? 0· 05%。
11. 如权利要求10所述的耐温驱油用三元共聚物的制备方法，其特征在于：所述过硫 酸盐氧化剂是浓度为〇. 1%的过硫酸钾水溶液或是浓度为〇. 1%的过硫酸铵水溶液； 所述亚硫酸盐还原剂是浓度为0. 1%的亚硫酸氢钾水溶液或是浓度为0. 1%亚硫酸氢钠 水溶液。
【文档编号】C09K8/588GK104231160SQ201310235053
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2013年6月14日 优先权日:2013年6月14日
【发明者】赵方园, 伊卓, 刘希 申请人:中国石油化工股份有限公司, 中国石油化工股份有限公司北京化工研究院