专利名称：丙烯酰胺改性聚合物微交联凝胶及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种丙烯酰胺改性聚合物微交联凝胶及其制备方法，属于高分子材料和油田 化学领域。
二背景技术：
可流动的弱凝胶驱油、弱凝胶调驱调剖和强凝胶堵水技术是提高石油采收率的重要技术， 而目前油田现场使用的凝胶体系主要是部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)凝胶，但HPAM凝胶体系 存在如下的不足耐温性较差(低于8(TC)，耐盐性较差(低于10000 mg/L)，易脱水，体系 弹性较低，长期抗老化稳定性较差，有效期短，因此，HPAM凝胶体系在高温、高矿化度油藏 中的应用受到限制。另外，聚合物HPAM为超高分子量，分子链尺寸大，在溶解、注入过程中 易发生大分子的剪切降解。因此，研制能适用于高温(高于8CTC)、高盐、抗老化性稳定的 聚合物凝胶体系，降低采油成本，是提高石油采收率的重要研究目标。为了改善HPAM凝胶体 系的耐温抗盐性能，对作为凝胶主剂的HPAM进行了改性，在聚丙烯酰胺分子链中，引入大侧 基或刚性基团合成耐温抗盐共聚物；引入疏水基团合成疏水缔合共聚物。这些聚丙烯酰胺改 性凝胶体系各有其突出的优点，但耐温、抗盐及其它性能还有待提高，聚合物用量偏高。吕 鑫等，高分子材料科学与工程，2006， 22 (3):研究比较了有机铝与酚醛交联HPAM弱凝胶体 系，发现由于交联结构的存在，聚合物刚性增强，构象改变难度增大，HPAM弱凝胶体系在高 温、高矿化度下具有较高的溶液粘度，但温度只限于(75—9(TC)，高于9(TC后，弱凝胶因 过度交联而脱水，同时高温条件下聚合物还存在热降解，这些因素都致使高温条件下弱凝胶不 稳定性。郭拥军等，油田化学，2007, 24 (4): 343-346，研究了聚合物和交联剂用量影响疏 水缔合聚合物AP-P4弱凝胶调驱剂的成胶性能，研究所用聚合物浓度为1.5-1.8 g/L，但成 胶液用的矿化度不高，只有9.34 g/L，温度也只限于84'C。刘庆旺等，浙江大学学报(理学 版)，2005， 32(3): 295-299，研究了阳离子型聚丙烯酰胺弱凝胶调驱剂的组成与性能，结果 发现，质量浓度为5 g/L的聚合物成胶后的最高凝胶粘度为50000mPa.s，由此可见，成胶所 用聚合物的用量偏高。
三
发明内容
本发明的目的是针对目前用于驱油、调驱、调剖和堵水技术的凝胶体系性能上的不足和 较高的聚合物用量，根据耐温、抗盐对凝胶聚合物分子结构和性能的要求，提供了一种丙烯 酰胺改性聚合物微交联凝胶及其制备方法，其特点是以来源广泛、价格低、聚合活性高的丙 烯酰胺(AM)作为主要的亲水单体，以少量的阴离子单体或/和阳离子单体为增溶亲水单体， 以4-乙烯基节基烷基酚聚氧乙烯醚(CH2=CH — C6H4 — CH2 (OCH2 CH2) n — O —C6H4 — CmH2m+,，『l 60，m-l 20)、4-乙烯基苄基垸基聚氧乙烯醚(CHfCH—C6H4—CH2(OCH2 CH2) n—0 — CmH2m+1， n=l 60， m=l~20)、烯丙基烷基酚聚氧乙烯醚(CH2=CH—CH2 (OCH2CH2)
3n—O—C6H4—CmH2m+i ， n=l~60， m= 1 20)、烯丙基烷基聚氧乙烯醚(CH2=CH—CH2(OCH2 CH2) n—O —CmH2m+1， n=l~60， m=l 20)、烷基酚聚氧乙烯醚丙烯酸酯(CH2=CH_CO (OCH2CH2) n—O —C6H4—CmH2m+1， n=l 60， m=l 20)、垸基酚聚氧乙烯醚甲基丙烯酸酯(CH2=C (CH3) —CO (OCH2 CH2) n—O —C6H4—CmH2m+1， n=l~60， m=l~20)、垸基聚氧乙烯醚丙烯酸酯 (CH2=CH—CO (OCH2 CH2) n—O—CmH2m+1， n=l~60， m=l 20)或/和烷基聚氧乙烯醚甲 基丙烯酸酯(CH2=C (CH3) —CO (OCH2CH2) n—O—CmH2m+1， n=l~60， m=l~20)中的至 少一种功能大单体为共聚单体，釆用水溶液自由基共聚合方法合成了梳型共聚物PAE，然后 在共聚物PAE溶液屮加入交联剂氯化铝、氯化铬、重铬酸钾Z亚硫酸钠、甲酸铬、乳酸铬、乙 酸铬、丙酸铬、丁酸铬、草酸铬、丙二酸铬、柠檬酸铝、低聚酚醛树脂、甲醛、乙二醛、戊 二酲、三聚氰胺甲醛树脂、苯酚、邻苯二酚、间苯二酚、对苯二酚、或/和六亚甲基四胺中的 至少一种，再加入表面活性剂和热稳定剂亚硫酸钠，获得一种形成丙烯酰胺改性聚合物凝胶 的聚合物溶液体系，该聚合物溶液体系在油层内流动过程中发生微交联，根据聚合物浓度的 不同，凝胶体系的表观粘度明显或急剧增加，凝胶体系用作驱油、调驱、调剖或堵水，从而 提高石油X收率。
本发明者发现在共聚物PAE与交联剂的交联反应中，各种因素如功能大单体浓度、共聚 物浓度、交联剂浓度、地层温度、地层矿化度、表面活性剂浓度和热稳定剂浓度对所得凝胶 体系的结构和性能有很大影响。当含有适量功能大单体的梳型共聚物PAE发生微交联后，共 聚物的分子量增加，本身就含有长侧链的共聚物的刚性结构进一步明显增强。不同的共聚物 浓度能保证不同用途的凝胶体系的良好性能。在交联体系屮加入适量的交联剂，抗盐性和抗 老化性能显著提高。地层温度能明显影响交联反应的时间，因此，不同的交联体系适用于不 同温度的油藏。
本发明的目的由以下技术措施实现，其中所述原料份数除特殊说明外，均为重量份数。 1.丙烯酰胺改性聚合物PAE的制备
将丙烯酰胺20份，阴离子单体或/和阳离子单体1 10份，功能大单体0.5 15份，去 离子水30 1000份加入三颈反应瓶中，调节溶液pH二4 9，通N2 30 min后，于温度30 70 "C下加入引发剂过硫酸盐0.002 0.5份，反应12 36小时，制得PAE，冉用水稀释，得到PAE
浓溶液。
其中阴离子单体为丙烯酸、甲基丙烯酸、3-丙烯酰亚胺基-3-甲基丁酸、2-丙烯酰胺基-2-CM8烷基C^垸基磺酸、衣康酸或/和乙烯基苯磺酸中的辛少一种；阳离子单体为二甲基二 烯丙基氯化铵、甲基丙烯酸乙酯基三甲基氯化铵、丙烯酸乙酯基三甲基氯化铵或/和2 —丙烯 酰胺基一2—甲基丙基三甲基氯化铵中的至少一种；功能大单体为4-乙烯基苄基垸基酚聚氧乙 烯醚(CH2=CH—C6H4—CH2 (OCH2 CH2) n—O—C6H4—CmH2m+1， n=l 60， m=l~20)、 4-乙 烯基苄基烷基聚氧乙烯醚(CH2=CH — C6H4 —CH2 (OCH2 CH2) n — O —CmH2m+1， n=l~60， m=l~20)、烯丙基烷基酚聚氧乙烯醚(CH2=CH—CH2 (OCH2 CH2) n—0—C6H4—CmH2m+1， n=l~60， m=l~20)、烯丙基烷基聚氧乙烯醚(CH2=CH—CH2 (OCH2 CH2) n—O—CmH2m+1， n=l~60， m=l~20)、烷基酚聚氧乙烯醚丙烯酸酯(CH2=CH —CO (OCH2 CH2) n—0 — C6H4—CmH2m+1， n=l 60， m=l 20)、烷基酚聚氧乙烯醚甲基丙烯酸酯(CH2=C (CH3) —CO (OCH2 CH2) n—0—C6H4—CmH2m+1， n=l 60， m=l 20)、烷基聚氧乙烯醚丙烯酸酯(CH2=CH—CO (OCH2CH2)n—0 —CmH2m+1, n=l 60， m=l~20)或/和垸基聚氧乙烯醚甲基丙烯酸酯(CH2=C (CH3) —CO (OCH2CH2) n—O—CmH2m+1， n=l 60， m=l~20)中的至少种。
2. 丙烯酰胺改性聚合物微交联凝胶的的制备
将共聚物PAE配成浓度为0.1 4.0 g/L，交联剂浓度为0.01 1.0 g/L，表面活性剂浓度为 0.01 8mmol/L，热稳定剂亚硫酸钠浓度为0.005 1.0g/L的水溶液，加入带有搅拌装置的混 合器中，在室温下搅拌均匀，调节溶液pH^4 11，获得用作驱油、调驱、调剖或堵水的丙烯 酰胺改性聚合物微交联凝胶的聚合物溶液体系，该聚合物溶液体系在油层内流动过程中发生 微交联形成凝胶。
其中表面活性剂含阴离子表面活性剂CsH6垸基苯磺酸钠，(:8-16垸基硫酸钠；阳离子
表面活性剂为<:8-16垸基三甲基溴(氯)化铵或/和(:8-16垸基聚氧乙烯醚中的一种。交联剂为
氯化铝、氯化铬、重铬酸钾/亚硫酸钠、甲酸铬、乳酸铬、乙酸铬、丙酸铬、丁酸铬、草酸铬、 丙二酸铬、柠檬酸铝、低聚酚醛树脂、甲醛、乙二醛、戊二醛、三聚氰胺甲醛树脂、苯酚、 邻苯二酚、间苯二酚、对苯二酚、或/和六亚甲基四胺中的至少一种。
3. 闪烯酰胺改性聚合物微交联凝胶的性能
(1) 含有0.45 g/L PAE、 0.15 g/L (苯酚十戊二醛)、0. 03 g/L亚硫酸钠、0.855 mol/LNaCl 的聚合物溶液分别在85'C和ll(TC下微交联并老化，溶液表观粘度与时间的关系如表1和表 2所示。结果表明低浓度的PAE在盐水溶液中发生微交联后，溶液的表观粘度和抗老化性能 明显提高。
(2) 按共聚物PAE与低聚酚醛树脂的质量比为3:1、 0.03 g/L亚硫酸钠的聚合物溶液在 不同聚合物浓度的0.855 mol/L NaCl盐水溶液中于90'C下微交联48h后，弱凝胶的表观粘度 与聚合物浓度的关系如表3所示。结果表明，PAE凝胶体系的增粘性能优良，在高盐下仍具 有高的表观粘度。
(3) 含有0.45 g/L PAE、 0.10 g/L低聚酚醛树脂、0. 03 g/L亚硫酸钠的聚合物驱油剂在 不同NaCl浓度的盐水溶液中于ll(TC下微交联48 h后，弱凝胶的表观粘度与NaCl浓度的关 系如表4所示。结果表明，PAE弱凝胶具有优异的抗盐性能。
(4) 含有0. 5 g/L PAE、 0. 15 g/L 丁酸络、0. 855 mol/L NaCl的聚合物溶液在7(TC下微 交联24h后，剪切作用对聚合物溶液粘度的影响如表5所示。从图中可见，在消除剪切作用 的过程中，弱凝胶的表观粘度又逐渐恢复，说明弱凝胶具有高的弹性，而且并没有发生剪切 降解。
(5) 含有0. 45 g/L PAE、 0.25g/L三聚氰胺甲醛树脂、0. 05 g/L亚硫酸钠、0. 855 mol/L NaCl和0. 6隱ol/L十二烷基苯磺酸钠的聚合物溶液在90'C下微交联72 h后，弱凝胶的表观 粘度为470mPa.s，结果表明，与未加表面活性剂相比，溶液表观粘度急剧上升。与文献报导 的研究结果(<350mPa"，相同测试条件下)相比，本发明的聚合物弱凝胶的增粘性明显提高。
4. 丙烯酰胺改性聚合物微交联凝胶的用途 根据凝胶的表观粘度和强度的不同，丙烯酰胺改性聚合物微交联凝胶可用作三次采油用
驱油剂、调驱剂、调剖剂或堵水剂。
将共聚物PAE配成浓度为0.1 1.0 g/L，交联剂浓度为0.01 1.0 g/L，表面活性剂浓度为 0.01 6mmol/L，热稳定剂亚硫酸钠浓度为0.005 1.0g/L的水溶液，加入带有搅拌装置的混 合器中，在室温下搅拌均匀，调节溶液pH-4 11，获得用作聚合物驱油的丙烯酰胺改性聚合 物微交联凝胶的聚合物溶液体系，该聚合物溶液体系在油层内流动过程中发生微交联形成弱 凝胶。
将共聚物PAE配成浓度为0.8 2.5 g/L，交联剂浓度为0.01 1.0g/L，表面活性剂浓度为 0.01 7mmol/L，热稳定剂亚硫酸钠浓度为0. 005 1.0g/L的水溶液，加入带有搅拌装置的混 合器中，在室温下搅拌均匀，调节溶液pH:4 11，获得用作调驱剂或调剖剂的丙烯酰胺改性 聚合物微交联凝胶的聚合物溶液体系，该聚合物溶液体系在油层内流动过程中发生微交联形 成弱凝胶。
将共聚物PAE配成浓度为2.0 5.0 g/L，交联剂浓度为0.01 1.0 g/L，表面活性剂浓度为 0.01 8mmol/L，热稳定剂亚硫酸钠浓度为0. 005 1.0g/L的水溶液，加入带有搅拌装置的混 合器中，在室温下搅拌均匀，调节溶液pH-4 11，获得用作堵水剂的丙烯酰胺改性聚合物微 交联凝胶的聚合物溶液体系，该聚合物溶液体系在油层内流动过程中发生微交联形成强凝胶。
在制备以上丙烯酰胺改性聚合物微交联凝胶时，其中表面活性剂含阴离子表面活性剂 Q-w烷基苯磺酸钠，<:8-16烷基硫酸钠；阳离子表面活性剂为Q—16垸基三甲基溴(氯)化铵 或/和(:8-16烷基聚氧乙烯醚中的一种。交联剂为氯化铝、氯化络、重铬酸钾/亚硫酸钠、甲酸 铬、乳酸铬、乙酸铬、丙酸铬、丁酸铬、草酸铬、丙二酸铬、柠檬酸铝、低聚酚醛树脂、甲 醛、乙二醛、戊二醛、三聚氰胺甲醛树脂、苯酚、邻苯二酚、间苯二酚、对苯二酚、或/和六 亚甲基四胺中的至少一种。
5. 本发明的丙烯酰胺改性聚合物微交联凝胶的优点
本发明以丙烯酰胺为基本结构单元，在聚合物分子中引入功能大单体为4-乙烯基苄基烷基 酚聚氧乙烯醚(CH2=CH—C6H4—CH2 (OCH2 CH2) n—O—C6H4—CmH2m+l， n=l 60， m=l~20)、 4-乙烯基苄基垸基聚氧乙烯醚(CH2=CH—C6H4—CH2 (OCH2CH2) n—0—CmH2m+I， n=l~60， m=l~20)、烯丙基垸基酚聚氧乙烯醚(CH2=CH—CH2 (OCH2 CH2) n—0—C6H4—CmH2m+1， n=l~60， m=l 20)、烯丙基烷基聚氧乙烯醚(CH2=CH—CH2 (OCH2 CH2) n—0—CmH2m+1， n=l~60， m=l~20)、烷基酚聚氧乙烯醚丙烯酸酯(CH2=CH —CO (OCH2 CH2) n—0 — C6H4 —CmH2m+1， n=l~60， m=l~20)、垸基酚聚氧乙烯醚甲基丙烯酸酯(CH2=C (CH3) —CO (OCH2 CH2) n—0—C6H4—CmH2m+1， n=l~60， m=l 20)、烷基聚氧乙烯醚丙烯酸酯(CH2=CH—CO (OCH2CH2)n—0—CmH2m+1, n=l 60， m=l~20)或/和烷基聚氧乙烯醚甲基丙烯酸酯(CH2=C (CH3) —CO (OCH2CH2) n—O—CmH2m+1， n=l~60， m=l~20)中的至少一种，在共聚物中还引入阴离子或/和阳离子增溶单体以增加聚合物的溶解性和增粘性，首先合成了丙烯酰胺改 性聚合物PAE。含有长枝链的功能大单体的引入使得PAE分子链的结构为梳型的刚性结构， 在盐水溶液中难于发生分子内巻曲，而且分子链的乙氧基对012+、 M^+二价阳离子具有络合 作用，因此，PAE具有良好的抗一、二价阳离子盐的能力。另外，分子侧链末端的烷基(苯) 通过分子间作用力能形成超分子聚集结构，而且与线型超高分子量HPAM相比，PAE的分子量 并不高。因此，把具有以上特殊分子结构的聚合物PAE发生微交联后，聚合物的分子量增加， 分子链的刚性和分子链间的疏水缔合作用明显增强，形成的凝胶体系具有优异的增粘、耐温、 抗盐、抗剪切和抗老化的性能。由于PAE分子间存在物理可逆的疏水缔合作用，因此，交联 剂和聚合物PAE的用量不高，而且PAH的分子量不高，这样凝胶的弹性好，不容易脱水。在 交联体系中加入适量的表面活性剂，可通过表面活性剂中疏水基团的架桥作用，增强分子间 的疏水缔合作用，使得凝胶体系的表观粘度进一歩明显上升。
具体实施例方式
下面通过实施例对本发明进行具体的描述，有必要在此指出的是本实施例只用于对本发 明进行进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域的研究人员可以根据上述 本发明的内容对本发明作出些非本质的改进和调整。
实施例1
将丙烯酰胺20.000克、丙烯酸8.042克、4-乙烯基苄基辛基酚聚氧乙烯醚(聚氧乙烯醚 的加成物EO为40)1.800克溶于380 mL蒸馏水，加入三口反应瓶中，用NaOH调节溶液pl^8， 反应温度65'C，通N230min，加0.05 mol/L过硫酸钾引发剂溶液6.50 mL，反应32h，聚合物 用水稀释，制得PAE浓溶液。取一定量的聚合物PAE配制驱油剂水溶液样品，样品呈无色透 明状。把聚合物浓度为0.5 g/L，柠檬酸铝浓度为0.15 g/L，十二烷基苯磺酸钠浓度为0.3 mmol/L，亚硫酸钠浓度为0.03 g/L的水溶液，加入带有搅拌装置的混合容器中，在室温下 搅拌均匀，调节溶液pH-5 10，获得丙烯酰胺改性聚合物驱油剂。该聚合物驱油剂在30 110 °C油层内流动过程中发生交联，溶液粘度明显增加。
实施例2
将丙烯酰胺20.000克、2 —丙烯酰胺基一2—甲基丙磺酸6.300克、4-乙烯基苄基辛基酚 聚氧乙烯醚(聚氧乙烯醚的加成物EO为20) 9.500克溶于120 mL蒸馏水，加入三口反应瓶 中，用NaOH调节溶液pH二7，反应温度60'C，通N230min，力n 0.05 mol/L过硫酸钾引发剂 溶液5.20mL，反应32h，聚合物用水稀释，制得PAE浓溶液。取一定量的聚合物PAE配制 驱油剂水溶液样品，样品呈无色透明状。把聚合物浓度为2.2 g/L，低聚酚醛树脂浓度为0.75 g/L，十二垸基苯磺酸钠浓度为0.2 mmol/L， 亚硫酸钠浓度为0. 05 g/L的水溶液，加入带有 搅拌装置的混合容器中，在室温下搅拌均匀，调节溶液pH-5 10，获得丙烯酰胺改性聚合物 微交联调剖体系。该聚合物溶液在50 12(TC油层内流动过程中发生微交联，形成弱凝胶。
实施例3
将丙烯酰胺20.000克、3-丙烯酰亚胺基-3-甲基丁酸5.100克、烯丙基辛基酚聚氧乙烯醚 (聚氧乙烯醚的加成物EO为12) 7.000克溶于630mL蒸馏水，加入三口反应瓶中，用NaOH调节溶液pH=5，反应温度60°C ，通N230min，加0.05 mol/L过硫酸钾引发剂溶液12.0 mL， 反应24h，聚合物用水稀释，制得PAE浓溶液。取定量的聚合物PAE配制驱油剂水溶液样 品，样品呈无色透明状。把聚合物浓度为1.2 g/L，苯酚和戊一.醛的总浓度为0.25 g/L，十二 垸基苯磺酸钠浓度为0.2 mmol/L，亚硫酸钠浓度为0. 03 g/L的水溶液，加入带有搅拌装置的 混合容器中，在室温下搅拌均匀，调节溶液pH4 10，获得丙烯酰胺改性聚合物微交联调驱 体系。该聚合物溶液在50 95"C油层内流动过程中发生微交联，形成弱凝胶。
实施例4
将丙烯酰胺20.000克、乙烯基苯磺酸6.450克、十六烷基聚氧乙烯醚丙烯酸酯(聚氧乙 烯醚的加成物EO为10) 2.600克溶于750 mL蒸馏水，加入三口反应瓶中，用NaOH调节溶 液pH=5，反应温度60°C ，—通N230min，加0.05 mol/L过硫酸钾引发剂溶液9.0 mL，反应36h， 聚合物用水稀释，制得PAE浓溶液。取一定量的聚合物PAE配制驱油剂水溶液样品，样品呈 无色透明状。把聚合物浓度为3.0 g/L，三聚氰胺甲醛树脂浓度为0.800 g/L，十二烷基苯磺酸 钠浓度为0.2 mmol/L,亚硫酸钠浓度为0. 05 g/L的水溶液，加入带有搅拌装置的混合容器中， 在室温下搅拌均匀，调节溶液pH-5 10，获得丙烯酰胺改性聚合物微交联堵水体系。该聚合 物溶液在50 12(TC油层内流动过程中发生微交联，形成强凝胶。
实施例5
将丙烯酰胺20.000克、二甲基二烯丙基氯化铵2.500克、十二烷基聚氧乙烯醚丙烯酸酯 (聚氧乙烯醚的加成物EO为50)12.000克溶于430 mL蒸馏水，加入三口反应瓶中，用NaOH 调节溶液pH-5，反应温度7(TC，通N230min，加0.05 mol/L过硫酸钾引发剂溶液16.0 mL， 反应36h，聚合物用水稀释，制得PAE浓溶液。取一定量的聚合物PAE配制驱油剂水溶液样 品，样品呈无色透明状。把聚合物浓度为0.7 g/L， 二聚氰胺甲醛树脂浓度为0.800 g/L，十二 垸基苯磺酸钠浓度为0.2 mmol/L，亚硫酸钠浓度为0. 05 g/L的水溶液，加入带有搅拌装置的 混合容器中，在室温下搅拌均匀，调节溶液pH-5 10,获得丙烯酰胺改性聚合物驱油剂。该 聚合物驱油剂在30 95'C油层内流动过程中发生微交联，形成弱凝胶。
五、附表说明
表l盐水溶液表观粘度随交联、老化时间的变化(交联温度85°C)
时间(天)0 12 34515 30 60 90120
表观粘度， mPa s7.631 82 170 195 203 210 193 206 22205
注共聚物0.45g/L， NaCl 0.855 mol/L，(苯酚+戊二醛)0.15 g/L，亚硫酸钠0.03g/L。
表2盐水溶液表观粘度随交联、老化时间的变化(交联温度ll(TC)
时间(天)0 1234515 30 60 90120
表观粘度， mPa s7.674 115 192 228 235 218 212 193 186175注共聚物0.45g/L, NaCl 0.855 mol/L,(苯酚+戊二醛)0.15 g/L，亚硫酸钠0.03g/L。
表3聚合物浓度对溶液表观粘度的影响(交联温度90"C) PAE (g/L) 0.10 0.20 0.50 0,80 1.0 .5 2.0 3.0 3.5
表观粘度
46 82 608 226062509857 21830 66419 87659
(mPa s)
注共聚物低聚酚醛树脂=3:1(质量比)，NaCl 0.855 mol/L，亚硫酸钠0.03g/L。
表4 NaCl浓度对溶液表观粘度的影响(交联温度ll(TC)
NaCi (mol/L)0.08550.171 0.256 0,342 0,513' 0.855U9〗.3671.71
表观粘度 (mPa s)320186 115 147 198 235306370240
注共聚物0.45g/L,低聚酚醛树脂0.10g/L,亚硫酸钠0.03g/L。
表5剪切速率对溶液表观粘度的影响(交联温度:70°C)
剪切速率(S—')6.010.0 20.0 30.0 40.0 607090100120
表观粘度(MPa* s)524553 387 230 159 115102989587
表观粘度(MPa' s)
(第一次测后放置30550582 416 253 170 13812311410690
min)
注共聚物0.5g/L， NaCl 0.855 mol/L， 丁酸铬0.15g/L。
以上表中的表观粘度除特别说明外，测试条件均为45C， 7.34s—权利要求
1. 丙烯酰胺改性聚合物PAE的制备一种丙烯酰胺改性聚合物微交联凝胶及其制备方法，其特征在于将丙烯酰胺20份，阴离子单体或/和阳离子单体1～10份，功能大单体0.5～15份，去离子水30～1000份加入三颈反应瓶中，调节溶液pH＝4～9，通N2 30min后，于温度30～70℃下加入引发剂过硫酸盐0.002～0.5份，反应12～36小时，制得聚合物PAE。其中阴离子单体为丙烯酸、甲基丙烯酸、3-丙烯酰亚胺基-3-甲基丁酸、2-丙烯酰胺基-2-C1-18烷基C2-18烷基磺酸、衣康酸或/和乙烯基苯磺酸中的至少一种；阳离子单体为二甲基二烯丙基氯化铵、甲基丙烯酸乙酯基三甲基氯化铵、丙烯酸乙酯基三甲基氯化铵或/和2—丙烯酰胺基—2—甲基丙基三甲基氯化铵中的至少一种；功能大单体为4-乙烯基苄基烷基酚聚氧乙烯醚(CH2＝CH—C6H4—CH2(OCH2CH2)n—O—C6H4—CmH2m+1，n＝1～60，m＝1～20)、4-乙烯基苄基烷基聚氧乙烯醚(CH2＝CH—C6H4CH2(OCH2CH2)n—O—CmH2m+1，n＝1～60，m＝1～20)、烯丙基烷基酚聚氧乙烯醚(CH2＝CH—CH2(OCH2CH2)n—O—C6H4—CmH2m+1，n＝1～60，m＝1～20)、烯丙基烷基聚氧乙烯醚(CH2＝CH—CH2(OCH2CH2)n—O—CmH2m+1，n＝1～60，m＝1～20)、烷基酚聚氧乙烯醚丙烯酸酯(CH2＝CH—CO(OCH2CH2)n—O—C6H4—CmH2m+1，n＝1～60，m＝1～20)、烷基酚聚氧乙烯醚甲基丙烯酸酯(CH2＝C(CH3)—CO(OCH2CH2)n—O—C6H4—CmH2m+1，n＝1～60，m＝1～20)、烷基聚氧乙烯醚丙烯酸酯(CH2＝CH—CO(OCH2CH2)n—O—CmH2m+1，n＝1～60，m＝1～20)或/和烷基聚氧乙烯醚甲基丙烯酸酯(CH2＝C(CH3)—CO(OCH2CH2)n—O—CmH2m+1，n＝1～60，m＝1～20)中的至少一种。
2. 如权利要求1所述， 一种闪烯酰胺改性聚合物微交联凝胶及其制备方法，其特征在于将共聚物PAE配成浓度为0.1 4.0 g/L，交联剂浓度为0.01 1.0 g/L，表面活性剂浓度为 0.01 8mmol/L，热稳定剂亚硫酸钠浓度为0.005 1.0g/L的水溶液，加入带有搅拌装置的混 合器中，在室温下搅拌均匀，调节溶液pH-4 11，获得用作驱油、调驱、调剖或堵水的丙烯 酰胺改性聚合物微交联凝胶的聚合物溶液体系，该聚合物溶液体系在油层内流动过程中发生 微交联形成凝胶。其中表面活性剂含阴离子表面活性剂<:8-16烷基苯磺酸钠，Cs-i6烷基硫酸钠；阳离于 表面活性剂为C8-,6烷基三甲基溴(氯)化铵或/和C^16烷基聚氧乙烯醚中的一种。交联剂为 氯化铝、氯化铬、重铬酸钾/亚硫酸钠、甲酸铬、乳酸铬、乙酸铬、丙酸铬、丁酸铬、草酸铬、 丙二酸铬、柠檬酸铝、低聚酚醛树脂、甲醛、乙一醛、戊二醛、三聚氰胺甲醛树脂、苯酚、 邻苯二酚、间苯二酚、对苯二酚、或/和六业甲基四胺中的至少一种。
全文摘要
本发明公开一种丙烯酰胺改性聚合物微交联凝胶及其制备方，其特点是将含有功能大单体的丙烯酰胺改性聚合物PAE配成浓度为0.1～4g/L，交联剂浓度为0.01～1.0g/L，表面活性剂浓度为0.01～8mmol/L，热稳定剂亚硫酸钠浓度为0.005～1.0g/L的水溶液，加入带有搅拌装置的混合容器中，在室温下搅拌均匀，调节溶液pH＝4～11，获得用作三次采油驱油、调驱、调剖或堵水的丙烯酰胺改性聚合物微交联凝胶的聚合物溶液体系，该聚合物溶液体系在油层内流动过程中发生微交联形成凝胶。该凝胶的弹性好，不容易脱水，凝胶性能稳定，具有优异的增粘、耐温、抗盐、抗剪切和抗老化的性能。
文档编号C08J3/075GK101475691SQ20091005825
公开日2009年7月8日 申请日期2009年1月23日 优先权日2009年1月23日
发明者彭绣花, 王世高, 蒋留锋, 蒋笙翠, 钟传蓉 申请人:成都理工大学