一种具有表面活性功能的聚合物及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种具有表面活性功能的聚合物及其制备方法和应用。该具有表面活性功能的聚合物含有结构单元A、结构单元B和结构单元C，结构单元A为式(1)所示的结构单元，结构单元B为式(2)所示的结构单元，结构单元C为式(3)所示的结构单元，以所述具有表面活性功能的聚合物的重量为基准，结构单元A的含量为5-60重量％，结构单元B的含量为30-90重量％，结构单元C的含量为0.1-10重量％；所述聚合物的粘均分子量为1500万-2800万。本发明专利技术提供的聚合物具有水溶性好、增粘性强以及耐温抗盐性能和表面活性良好的优点，从而使得该聚合物具有良好的洗油效果，可作为中低渗透油藏的驱油聚合物。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种具有表面活性功能的聚合物，一种具有表面活性功能的聚合物的制备方法，由该方法制备得到的具有表面活性功能的聚合物，以及所述具有表面活性功能的聚合物作为驱油剂的应用。
技术介绍
目前，我国大部分油田开采已进入中后期，开展三次采油已成为提高采收率和维持油田产量的重要措施，同时聚合物驱在三次采油中占有十分重要的地位。在聚合物驱中主要应用为部分水解聚丙烯酰胺，其具有分子量高、水溶性好等特点，但是在高温高盐的油藏条件下，部分水解聚丙烯酰胺在性能上都有明显的缺陷，如耐温、抗盐能力差、易降解等。针对以上这些不足，国内外研究者为了改善聚丙烯酰胺溶液的耐温抗盐性，对聚合物驱油剂的增粘作用机理、热降解和耐盐性以及聚合物的结构与耐温、耐盐性能的关系作了大量研究，以研制出性能优良的耐温抗盐型聚合物驱油剂。然而，随着常规油藏采出程度的不断加大，可采储量的急剧减少，动用中低渗油藏已经迫在眉睫。但是由于低分子量驱油聚合物不能满足油田性能指标要求，而高分子量驱油聚合物在中低渗透油藏条件下出现油藏空隙堵塞，注入压力偏高等现象，造成中低渗透油藏的开发进展比较缓慢。因此，开展中低渗透油藏驱油新型聚合物的研究具有十分重要的意义。能够应用于中低渗透油藏的聚合物必须满足溶解性好、分子量不高、同时在高温高盐条件下仍具有较高粘度等条件，由此对可用于中低渗透的驱油聚合物提出了更高的要求。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种具有表面活性功能的聚合物，一种具有表面活性功能的聚合物的制备方法，由该方法制备得到的具有表面活性功能的聚合物，以及所述具有表面活性功能的聚合物作为驱油剂的应用。本专利技术提供的聚合物具有水溶性好、增粘性强以及耐温抗盐性能和表面活性良好的优点，从而使得该聚合物具有良好的洗油效果，可作为中低渗透油藏的驱油用聚合物。本专利技术是在丙烯酰胺共聚物中引入一种既具有表面活性又含有可聚合乙烯基的功能单体，从而提高聚丙烯酰胺溶液的表面活性、增粘性和耐温抗盐性。这可能是因为：该功能单体末端长链饱和烷基的引入增强了共聚物的疏水缔合作用，使形成的聚合物的水溶液在高温高盐下仍能保持较高的粘度；同时强极性长链乙氧基磺酸基团的引入，大大增加了抗二价金属离子能力，而且其很强的亲水作用与静电排斥力使聚合物具有良好的水溶性，也极大地增大了分子链的流体力学体积，表现出良好的增粘作用和耐温抗盐性，提高了聚合物驱的波及体积；另外，在大分子链上引入具有表面活性的可聚合单体，大大降低聚合物溶液的表面张力和界面张力，使得聚合物具有良好的表面活性，通过增容乳化和降低表面张力，从而使得该聚合物具有良好的洗油能力，进而提高原油采收率。本专利技术提供一种具有表面活性功能的聚合物，其中，该具有表面活性功能的聚合物含有结构单元A、结构单元B和结构单元C，所述结构单元A为式(1)所示的结构单元，所述结构单元B为式(2)所示的结构单元，所述结构单元C为式(3)所示的结构单元，以所述具有表面活性功能的聚合物的重量为基准，所述结构单元A的含量为5-60重量％，所述结构单元B的含量为30-90重量％，所述结构单元C的含量为0.1-10重量％；所述聚合物的粘均分子量为1500万-2800万；其中，R1、R5和R6各自独立地为H或C1-C4的烷基，R2为C1-C4的亚烷基，R3和R4各自独立地为H或C1-C4的烷基，且R3和R4不同时为H，R7为C5-C15的烷基，M1为H、Na或K，M2为Na、K或NH4，n为5-15的整数。本专利技术还提供了一种具有表面活性功能的聚合物的制备方法，该方法包括：在引发剂和作为溶剂的水的存在下，使单体D、单体E和单体F进行溶液聚合反应，其中，所述单体D为具有式(4)所示结构的单体，所述单体E为具有式(5)所示结构的单体，所述单体F为具有式(6)所示结构的单体，以所述单体D、所述单体E和所述单体F的总量为基准，所述单体D的用量为5-60重量％，所述单体E的用量为30-90重量％，所述单体F的用量为0.1-10重量％；所述溶液聚合反应的条件使得聚合反应后所得聚合物的粘均分子量为1500万-2800万；其中，R1、R5和R6各自独立地为H或C1-C4的烷基，R2为C1-C4的亚烷基，R3和R4各自独立地为H或C1-C4的烷基，且R3和R4不同时为H，R7为C5-C15的烷基，M1为H、Na或K，M2为Na、K或NH4，n为5-15的整数。本专利技术还提供了由上述方法制备得到的具有表面活性功能的聚合物。本专利技术还提供了上述具有表面活性功能的聚合物作为驱油剂的应用。本专利技术提供的具有表面活性功能的聚合物具有良好的水溶性、良好的增粘性、优良的耐温抗盐性和优良的表面活性。具体地，将实施例1至实施例5制备的具有表面活性功能的聚合物溶解在矿化度为25000mg/L的盐水中配制成浓度为1500mg/L的溶液的表观粘度(80℃)为32-45mPa·s，将实施例1至实施例5制备的具有表面活性功能的聚合物溶解于纯水中配制成浓度为1500mg/L的溶液时，该溶液的表面张力为32-38mN/m。本专利技术的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。具体实施方式以下对本专利技术的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限制本专利技术。本专利技术提供一种具有表面活性功能的聚合物，其中，该具有表面活性功能的聚合物含有结构单元A、结构单元B和结构单元C，所述结构单元A为式(1)所示的结构单元，所述结构单元B为式(2)所示的结构单元，所述结构单元C为式(3)所示的结构单元，以所述具有表面活性功能的聚合物的重量为基准，所述结构单元A的含量为5-60重量％，所述结构单元B的含量为30-90重量％，所述结构单元C的含量为0.1-10重量％；所述聚合物的粘均分子量为1500万-2800万；其中，R1、R5和R6各自独立地为H或C1-C4的烷基，R2为C1-C4的亚烷基，R3和R4各自独立地为H或C1-C4的烷基，且R3和R4不同时为H，R7为C5-C15的烷基，M1为H、Na或K，M2为Na、K或NH4，n为5-15的整数。本专利技术采用丙烯酰胺与带有表面活性基团且含有可聚合乙烯基的功能单体进行共聚，通过共聚引入亲水基团和亲油基团，从而使得本专利技术提供的聚合物不仅具有水溶性聚合物的增粘性，另一方面，表面活性功能可聚合单体的引入，使得此类新型高分子聚合物具有一定的表面活性和优良的耐温抗盐性，通过增容乳化和降低表界面张力等特性，从而增加聚合物的洗油效果。本专利技术提供的上述聚合物具有水溶性好、增粘性强以及耐温抗盐性能和表面活性良好的优点，可作为中低渗透油藏的驱油用聚合物。优选地，R1、R5和R6各自独立地为H或甲基，R2为亚甲基，R3和R4各自独立地为甲基，R7为C7-C13的直链烷基，n为8-14的整数。根据本专利技术，所述C1-C4的亚烷基可以是直链或支链的，可以包括但不限于：亚甲基、亚乙基、亚正丙基、亚异丙基、亚正丁基、亚仲丁基、亚异丁基和亚叔丁基。所述亚烷基是指烷烃失去两个氢原子后的残基，所述两个氢原子可以为同一个碳原子上的两个氢原子，也可以不同碳原子上的两个氢原子，可以是直链的，也可以是支链的，例如，所述亚乙基可以是-CH2CH2-或-CH(CH3)本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有表面活性功能的聚合物，其特征在于，该具有表面活性功能的聚合物含有结构单元A、结构单元B和结构单元C，所述结构单元A为式(1)所示的结构单元，所述结构单元B为式(2)所示的结构单元，所述结构单元C为式(3)所示的结构单元，以所述具有表面活性功能的聚合物的重量为基准，所述结构单元A的含量为5‑60重量％，所述结构单元B的含量为30‑90重量％，所述结构单元C的含量为0.1‑10重量％；所述聚合物的粘均分子量为1500万‑2800万；其中，R1、R5和R6各自独立地为H或C1‑C4的烷基，R2为C1‑C4的亚烷基，R3和R4各自独立地为H或C1‑C4的烷基，且R3和R4不同时为H，R7为C5‑C15的烷基，M1为H、Na或K，M2为Na、K或NH4，n为5‑15的整数。

【技术特征摘要】
1.一种具有表面活性功能的聚合物，其特征在于，该具有表面活性功能的聚合物含有结构单元A、结构单元B和结构单元C，所述结构单元A为式(1)所示的结构单元，所述结构单元B为式(2)所示的结构单元，所述结构单元C为式(3)所示的结构单元，以所述具有表面活性功能的聚合物的重量为基准，所述结构单元A的含量为5-60重量％，所述结构单元B的含量为30-90重量％，所述结构单元C的含量为0.1-10重量％；所述聚合物的粘均分子量为1500万-2800万；其中，R1、R5和R6各自独立地为H或C1-C4的烷基，R2为C1-C4的亚烷基，R3和R4各自独立地为H或C1-C4的烷基，且R3和R4不同时为H，R7为C5-C15的烷基，M1为H、Na或K，M2为Na、K或NH4，n为5-15的整数。2.根据权利要求1所述的具有表面活性功能的聚合物，其中，R1、R5和R6各自独立地为H或甲基，R2为亚甲基，R3和R4各自独立地为甲基，R7为C7-C13的直链烷基，n为8-14的整数。3.根据权利要求1或2所述的具有表面活性功能的聚合物，其中，以所述具有表面活性功能的聚合物的重量为基准，所述结构单元A的含量为10-40重量％，所述结构单元B的含量为55-89.9重量％，所述结构单元C的含量为0.1-5重量％；所述聚合物的粘均分子量为1900万-2500万。4.一种具有表面活性功能的聚合物的制备方法，该方法包括：在引发剂和作为溶剂的水的存在下，使单体D、单体E和单体F进行溶液聚合反应，其中，所述单体D为具有式(4)所示结构的单体，所述单体E为具有式(5)所示结构的单体，所述单体F为具有式(6)所示结构的单体，以所述单体D、所述单体E和所述单体F的总量为基准，所述单体D的用量为5-60重量％，所述单体E的用量为30-90重量％，所述单体F的用量为0.1-10重量％；所述溶液聚合反应的条件使得聚合反应后所得聚合物的粘均分子量为1500万-2800万；其中，R1、R5和R6各自独立地为H或C1-C4的烷基，R2为C1-C4的亚烷基，R3和R4各自独立地为H或C1-C4的烷基，且R3和R4不同...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵方园，王晓春，于芳，杨捷，
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