一种丙烯酰胺系共聚物及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种丙烯酰胺系共聚物及其制备方法和应用，其中，所述丙烯酰胺系共聚物含有结构单元A、结构单元B、结构单元C和结构单元D，其中，所述结构单元A为具有式（1）所示的结构单元和/或具有式（2）所示的结构单元，所述结构单元B为具有式（3）、式（4）、式（5）和式（6）所示的结构单元中的一种或多种，所述结构单元C为具有式（7）所示的结构单元和/或具有式（8）所示的结构单元，所述结构单元D为具有式（9）所示的结构单元和/或具有式（10）所示的结构单元；所述丙烯酰胺系共聚物的粘均分子量为200万-2500万。本发明专利技术提供的丙烯酰胺系共聚物减阻率高、耐热和耐盐性高、抗高剪切性能好、水溶性好、与粘土抑制剂（醇）有良好的配伍性以及对地层伤害小。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种丙烯酰胺系共聚物及其制备方法和应用。
技术介绍
作为非常规油气资源利用的典型代表——页岩气(油)资源的开采已经成为全球非常规油气资源领域的一场革命，目前页岩气的开发与利用已成为世界各国着重关注与发展的重点技术。由于页岩气藏等极致密油气藏具有渗透率极低（一般小于0.5mD）、压裂压力高、易造成地层伤害的特点。必须采用“减阻水（滑溜水）压裂”工艺开采。“减阻水（滑溜水）压裂”是水力压裂的一种。与目前常规压裂体系(改性瓜胶交联体系)相比，减阻水（滑溜水）压裂不是依靠高粘性胶体携砂，而是以高的泵注排量携砂，实现将储层压裂成网状裂缝的最终目的。减阻水（滑溜水）压裂较常规压裂体系在成本上有较大优势的同时对地层的伤害较小。减阻水压裂液核心助剂为水基降阻剂，在实际施工中，水基减阻剂的加入克服工作液在管线中的摩擦阻力，保证了泵注排量的提高,使压力最大限度地作用于压开地层和延伸地层裂缝，目前可用作水基降阻剂的主要有胍胶及其衍生物、纤维素衍生物、丙烯酰胺类聚合物。目前本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种丙烯酰胺系共聚物，其特征在于，所述丙烯酰胺系共聚物含有结构单元A、结构单元B、结构单元C和结构单元D，其中，所述结构单元A为式（1）所示的结构单元和/或式（2）所示的结构单元，所述结构单元B为式（3）、式（4）、式（5）和式（6）所示的结构单元中的一种或多种，所述结构单元C为式（7）所示的结构单元和/或具有式（8）所示的结构单元，所述结构单元D为式（9）所示的结构单元和/或式（10）所示的结构单元；且以所述丙烯酰胺系共聚物中结构单元的总摩尔数为基准，所述结构单元A的含量为5‑95摩尔%，所述结构单元B的含量为2.5‑90摩尔%，所述结构单元C的含量为0.5‑90摩尔%，所述结构单元D的含量...

【技术特征摘要】
1.一种丙烯酰胺系共聚物，其特征在于，所述丙烯酰胺系共聚物含有结构单元A、
结构单元B、结构单元C和结构单元D，其中，所述结构单元A为式（1）所示的结构
单元和/或式（2）所示的结构单元，所述结构单元B为式（3）、式（4）、式（5）和式（6）
所示的结构单元中的一种或多种，所述结构单元C为式（7）所示的结构单元和/或具有
式（8）所示的结构单元，所述结构单元D为式（9）所示的结构单元和/或式（10）所示
的结构单元；且以所述丙烯酰胺系共聚物中结构单元的总摩尔数为基准，所述结构单元
A的含量为5-95摩尔%，所述结构单元B的含量为2.5-90摩尔%，所述结构单元C的含
量为0.5-90摩尔%，所述结构单元D的含量为0.0001-1摩尔%；优选地，所述结构单元
A的含量为10-70摩尔%，所述结构单元B的含量为5-60摩尔%，所述结构单元C的含
量为5-30摩尔%，所述结构单元D的含量为0.001-0.5摩尔%；所述丙烯酰胺系共聚物的
粘均分子量为200万-2500万，优选为400万-1500万；
式（1），式（2），
式（3），式（4），式（5），
式（6），式（7），式（8），
式（9），式（10），
其中，R1、R1’、R4和R4’各自独立地为C1-C4的亚烷基；R2、R3、R5、R6、R7、
R12、R13、R2’、R3’、R5’、R6’、R7’、R12’和R13’各自独立地为C1-C4的烷基；R8和R9各
自独立地为H、C1-C20的直链或支链烷基，且R8和R9不同时为H；R8’为C1-C20的直
链支链烷基；R10、R11、R10’和R11’各自独立地为C1-C20的直链或支链亚烷基；M为H、
K和Na中的至少一种；X-为Cl-，Br-，I-，SCN-，或2.根据权利要求1所述的丙烯酰胺系共聚物，其中，所述结构单元B为式（11）、
式（12）和式（13）所示的结构单元中的一种或多种，所述结构单元C为式（14）、式（15）、
式（16）和式（17）所示的结构单元中的一种或多种，所述结构单元D为具有式（18）
所示的结构单元，
式（11），式（12），式（13），
式（14），式（15），式（16），
式（17），式（18），
其中，R1、R4和R4’各自独立地为C1-C4的亚烷基；R10’和R11’为C1-C20的直链或
支链亚烷基。
3.一种丙烯酰胺系共聚物的制备方法，该制备方法包括，在烯烃的溶液聚合反应
条件下，在引发剂存在下，使一种单体混合物在水中进行聚合反应，其特征在于，所述
单体混合物含有单体E、单体F、单体G和单体H，所述单体E为式（19）所示的单体
和/或式（20）所示的单体，所述单体F为式（21）、式（22）、式（23）和式（24）所示
的单体中的一种或多种，所述单体G为式（25）所示的单体和/或式（26）所示的单体，
所述单体H为式（27）所示的单体和/或式（28）所示的单体；
式（19），式（20），式（21），
式（22），式（23），式（24），
式(25)，式（26），
式（27），式（28），
其中，R1、R1’、R4和R4’各自独立地为C1-C4的亚烷基；R2、R3、R5、R6、R7、
R12、R13、R2’、R3’、R5’、R6’、R7’、R12’和R13’各自独立地为C1-C4的烷基；R8和R9各
自独立地为H、C1-C20的直链或支链烷基，且R8和R9不同时为H；R8’为C1-C20的直
链或支链烷基；R10、R11、R10’和R11’各自独立地为C1-C20的直链或支链亚烷基；M为
H、K和Na中的至少一种；X-为Cl-，Br-，I-，SCN-，或4.一种丙烯酰胺系共聚物的制备方法，该制备方法包括将水相和油相混合形成反
相乳液，然后在乳液聚合反应条件下，将该反相乳液与引发剂接触，所述水相为含有单
体混合物的水溶液，所述油相含有油和乳化剂，接触的条件使得单体混合物发生聚合反
应，其中，所述单体混合物含有单体E、单体F、单体G和单体H，所述单体E为权利
要求3中所述具有式（19）所示的单体和/或式（20）所示的单体，所述单体F为权利要
求3中所述式（21）、式（22）、式（23）和式（24）所示的单体中的一种或多种，所述
单体G为权利要求3中所述式（25）所示的单体和/或式（26）所示的单体，所述单体H
为权利要求3中所述式（27）所示的单体和/或式（28）所示的单体。

【专利技术属性】
技术研发人员：杜凯，黄凤兴，林蔚然，
申请(专利权)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，
类型：发明
国别省市：北京;11