本发明专利技术公开了环糊精‑聚乙二醇自组装超支化聚丙烯酰胺类聚合物驱油剂及其制备方法。它由球形母核、聚乙二醇链段、丙烯酰胺‑丙烯酸钠无规共聚链段、聚两性离子胆碱链段组成；所述球形母核为聚环糊精；所述聚乙二醇链段穿插在所述球形母核的腔体；所述丙烯酰胺‑丙烯酸钠无规共聚链段的一端与所述球形母核相连，其另一端与所述聚两性离子胆碱链段相连。本发明专利技术驱油剂的增粘及抗剪切性能优于部分水解聚丙烯酰胺类聚合物驱油剂，能有效发挥驱油效果。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种环糊精-聚乙二醇自组装超支化聚丙烯酰胺类聚合物驱油剂及其制备方法，属于高分子材料领域。
技术介绍
从聚合物驱油机理来看，聚合物的作用主要是提高注入流体粘度、改善油水流动比，扩大驱替相的波及区域，从而达到提高采收率的目的。聚丙烯酰胺及其衍生物因其良好的水溶性及增粘性能，成为应用最为广泛的一类驱油剂。然而，聚丙烯酰胺类聚合物在配制(搅拌器)、运输(管线构件、泵、阀)、注入(通过炮眼)、流经井筒附件地层以及在整个油层渗流过程中，当聚合物溶液发生形变或流动时，其承受的剪切应力增大至足以使聚合物分子断裂时，聚合物将出现机械降解，造成聚合物分子量和溶液的粘度急剧下降，从而严重影响最终的驱油效果。此外，对海上稠油油田而言，聚合物驱油时，聚合物除需克服配注工艺各环节的剪切作用外，绕丝筛管砾石充填的防砂完井方式、大排量注入以及大井距等特殊条件，也均要求聚合物具有更强耐剪切与长期稳定能力。因而，如何最大限度地保持聚合物的粘度，是聚合物驱油设计中需要解决的重要问题，它对提高聚合物驱油效率具有十分重要的意义。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供环糊精-聚乙二醇自组装超支化聚丙烯酰胺类聚合物驱油剂及其制备方法。本专利技术驱油剂的增粘及抗剪切性能优于部分水解聚丙烯酰胺类聚合物驱油剂，能有效发挥驱油效果。
本专利技术提供的超支化聚丙烯酰胺类聚合物驱油剂，它由球形母核、聚乙二醇链段、丙烯酰胺-丙烯酸钠无规共聚链段、聚两性离子胆碱链段组成；
所述球形母核为聚环糊精；
所述聚乙二醇链段穿插在所述球形母核的腔体；
本专利技术中，所述超支化聚丙烯酰胺类聚合物驱油剂的结构示意图，如图1所示。
所述丙烯酰胺-丙烯酸钠无规共聚链段的一端与所述球形母核相连，其另一端与所述聚两性离子胆碱链段相连。
上述的驱油剂中，所述聚合物驱油剂的粘均分子量可为400万～1200万，具体可为1000万或500万～1100万；
所述聚乙二醇链段与所述球形母核的质量比可为0.3～0.7：1，具体可为0.4：1、0.3～0.4：1、0.4～0.7：1或0.3～0.6：1；
所述丙烯酰胺-丙烯酸钠无规共聚链段、所述聚两性离子胆碱链段与所述球形母核的质量比可为200～380：7～20：1，具体可为270:8:1、280：7：1、270～380：7～20：1、200～270：7～20：1或210～350：7～15：1。
上述的驱油剂中，所述驱油剂为下述1)-3)中的至少一种：
1)所述聚环糊精(英文简称HCD)是按照包括如下步骤的方法进行制备：在碱性条件下，将环糊精与环氧氯丙烷交联剂进行反应，即得所述聚环糊精；具体地，
所述环糊精为β-环糊精(简称β-CD)；所述环糊精与环氧氯丙烷的质量比可为1：(0.1～0.4)；所述反应的温度可为40～55℃，具体可为50℃、40～50℃或45～50℃，时间可为5～9小时，具体可为6小时、6～9小时或5～8小时；
2)所述聚乙二醇的分子量可为500～5000，具体可为1000、500～1000或500～3000；
3)所述聚两性离子胆碱链段由两性离子胆碱类功能单体聚合而成，所述两性离子胆碱类功能单体为丙烯酰基磷酸胆碱和/或丙烯酰基羧酸胆碱，其结构式分别如下式Ⅰ和式Ⅱ所示，
式Ⅱ中，n可为1～3，具体可为1。
本专利技术还提供了上述的驱油剂的制备方法，包括如下步骤：
(1)在惰性气氛下，将聚环糊精与氧化还原引发剂进行反应，得到反应液1；
(2)向步骤(1)所述反应液1中依次加入丙烯酰胺单体、两性离子胆碱类功能单体对所述聚环糊精进行接枝反应，得到含接枝有聚丙烯酰胺-两性离子胆碱类功能链段的聚环糊精的反应液2；
(3)向步骤(2)所述反应液2中加入聚乙二醇进行反应，得到含有环糊精-聚乙二醇自组装结构的反应液3，所述环糊精-聚乙二醇自组装结构为所述聚乙二醇穿插的所述含接枝有聚丙烯酰胺-两性离子胆碱类功能链段的聚环糊精的腔体；
(4)向所述反应液3中加入氢氧化钠将其中的聚丙烯酰胺链段部分水解为聚丙烯酸钠链段，烘干后得到超支化聚丙烯酰胺类聚合物驱油剂。
上述的方法步骤(1)中，所述惰性气氛为氮气气氛或氩气气氛；
所述氧化还原引发剂与所述聚环糊精的质量比可为1～3：1，具体可为1.5：1、1～1.5：、1.5～3：1或1.3～2.5；
所述聚环糊精以聚环糊精水溶液的形式参与反应；所述聚环糊精水溶液的质量浓度可为0.03％～0.05％，具体可为0.03％、0.032％、0.032％～0.05％或0.03％～0.04％；
所述氧化还原引发剂以氧化还原引发剂水溶液的形式参与反应；所述氧化还原引发剂水溶液中，所述氧化还原引发剂的质量浓度可为0.3％～1％，具体可为0.45％、0.45％～1％、0.3％～0.45％或0.45％～8％；所述氧化还原引发剂为硝酸铈铵、过硫酸钾、过硫酸铵、过硫酸钠和双氧水中的至少一种；
所述反应的温度可为40～50℃，具体可为40℃或40～45℃，时间可为30～60min，具体可为30min或30～50min。
上述的方法步骤(2)中，所述丙烯酰胺单体、所述两性离子胆碱类功能单体与所述聚环糊精的质量比可为220～430：8～25：1，具体可为300：13.3：1、300：10：1、300：10～13.3：1、220～300：8～15：1或220～400：8～20：1；
所述丙烯酰胺单体以丙烯酰胺单体水溶液的形式加入，所述丙烯酰胺单体水溶液的质量浓度可为20～30％，具体可为20％或20～25％；
所述两性离子胆碱类功能单体以两性离子胆碱类功能单体的形式加入，所述两性离子胆碱类功能单体水溶液的质量浓度可为5～12％，具体可为9％、11.8％、9～11.8％或9～12％；
所述接枝反应的温度可为50～60℃，具体可为55℃、50～55℃或55～60℃，时间可为5～8h，具体可为6h、5～6h、6～8h或5～7h。
上述的方法步骤(3)中，所述聚乙二醇以聚乙二醇水溶液的形式加入，所述聚乙二醇单体水溶液的质量浓度可为0.2％～1％，具体可为0.75％、0.2％～0.75％、0.75％～1％或0.5％～1％；
所述聚乙二醇与所述聚环糊精的质量比可为0.4～0.9：1，具体可为0.5：1、0.5～0.9：1、0.4～0.5：1或0.4～0.8：1；
所述反应的温度可为20～50℃，具体可为25℃、20～25℃、25～50℃或20～40℃，时间可为30～60min，具体可为30min或30～50min。
上述的方法步骤(4)中，所述氢氧化钠占步骤(2)中所述丙烯酰胺单体质量的10％～20％，具体可为13.3％、10％～13.3％、13.3％～20％或10％～15％；
所述水解的温度可为100℃～120℃，具体可为120℃或110℃～120℃，时间可为1～3小时，具体可为2小时、1～2小时、2～3小时或1.5～2.5小时；
经所述氢氧化钠水解后，所得所述超支化聚丙烯酰胺类聚合物驱油剂的水解度可为20～40％，具体可为30％、31％、30～31％或25～35％。
本专利技术还提供了上述的制备方法制备得到的超支化聚丙烯酰胺类聚合物驱油剂。
本专利技术所述的超支化聚本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种超支化聚丙烯酰胺类聚合物驱油剂，其特征在于：它由球形母核、聚乙二醇链段、丙烯酰胺‑丙烯酸钠无规共聚链段、聚两性离子胆碱链段组成；所述球形母核为聚环糊精；所述聚乙二醇链段穿插在所述球形母核的腔体；所述丙烯酰胺‑丙烯酸钠无规共聚链段的一端与所述球形母核相连，其另一端与所述聚两性离子胆碱链段相连。
【技术特征摘要】
1.一种超支化聚丙烯酰胺类聚合物驱油剂，其特征在于：它由球形母核、聚乙二
醇链段、丙烯酰胺-丙烯酸钠无规共聚链段、聚两性离子胆碱链段组成；
所述球形母核为聚环糊精；
所述聚乙二醇链段穿插在所述球形母核的腔体；
所述丙烯酰胺-丙烯酸钠无规共聚链段的一端与所述球形母核相连，其另一端与所
述聚两性离子胆碱链段相连。
2.根据权利要求1所述的驱油剂，其特征在于：所述聚合物驱油剂的粘均分子量
为400万～1200万；
所述聚乙二醇链段与所述球形母核的质量比为0.3～0.7：1；
所述丙烯酰胺-丙烯酸钠无规共聚链段、所述聚两性离子胆碱链段与所述球形母核
的质量比为200～380：7～20：1。
3.根据权利要求1或2所述的驱油剂，其特征在于：所述驱油剂为下述1)-3)
中的至少一种：
1)所述聚环糊精是按照包括如下步骤的方法进行制备：在碱性条件下，将环糊
精与环氧氯丙烷交联剂进行反应，即得所述聚环糊精；具体地，
所述环糊精为β-环糊精；所述环糊精与环氧氯丙烷的质量比为1：(0.1～0.4)；所
述反应的温度为40～55℃，时间为5～9小时；
2)所述聚乙二醇的分子量为500～5000；
3)所述聚两性离子胆碱链段由两性离子胆碱类功能单体聚合而成，所述两性离子
胆碱类功能单体为丙烯酰基磷酸胆碱和/或丙烯酰基羧酸胆碱，其结构式分别如下式Ⅰ
和式Ⅱ所示，
式Ⅱ中，n为1～3。
4.权利要求1-3中任一项所述的驱油剂的制备方法，包括如下步骤：
(1)在惰性气氛下，将聚环糊精与氧化还原引发剂进行反应，得到反应液1；
(2)向步骤(1)所述反应液1中依次加入丙烯酰胺单体、两性离子胆碱类功能
单体对所述聚环糊精进行接枝反应，得到含接枝有聚丙烯酰胺-两性离子胆碱类功能链
段的聚环糊精的反应液2；
(3)向步骤(2)所述反应液2中加入聚乙二醇进行反应，得到含有环糊精-聚乙
二醇自组装结构的反应液3，所述环糊精-聚乙二醇自组装结构为所述聚乙二醇穿插的
所述含接枝有聚丙烯酰胺-两性离子胆碱类功能链段的聚环糊精的腔体；
(4)向所述反应液3中加入氢氧化钠将其中的聚丙烯酰胺链段部分...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈文娟，张健，唐恩高，朱玥珺，
申请(专利权)人：中国海洋石油总公司，中海油研究总院，
类型：发明
国别省市：北京;11
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