一种耐温抗盐型疏水缔合聚合物的制备方法技术

本发明专利技术提供一种耐温抗盐型疏水缔合聚合物的制备方法，按如下步骤进行：(1)在聚合反应釜中依次加入去离子水、乙二胺四乙酸二钠、丙烯酰胺单体、N,N-二辛基丙烯酰胺、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、表面活性剂、助溶剂、链转移剂和无机盐，搅拌均匀后在冰冻盐水作用下降温至5～10℃；(2)通入高纯氮气1-2h，然后加入多段复合引发剂进行绝热聚合反应5～7h，取出胶体进行造粒；(3)加入水解剂于90-110℃条件下水解2-4h，然后于90-110℃下干燥2-3h即得耐温抗盐疏水缔合聚合物。本发明专利技术制备的耐温抗盐型疏水缔合聚合物，具有良好的增粘性能和耐温抗盐性能，抗剪切性能和长期稳定性能较好，驱油效率高。

Method for preparing temperature resisting salt resisting hydrophobic associating polymer

The invention provides a preparation method of temperature and salt resistance of hydrophobically associating polymer, comprising the following steps: (1) in the polymerization reactor followed by adding deionized water, two sodium ethylenediaminetetraacetic acid, acrylamide, N, N- two, 2- acrylamide -2- octyl acrylamide methyl propyl sulfonic acid, surface active agent, cosolvent, chain transfer agent and inorganic salt, stirring and cooling in the freezing brine under the effect to 5 to 10 DEG C; (2) the high pure nitrogen 1-2h, then add the multi section composite initiator for adiabatic polymerization of 5 ~ 7h, remove the colloid granulation; (3) adding hydrolysis agent at 90-110 DEG C under the condition of hydrolysis of 2-4h, and then to 90-110 deg.c 2-3H to obtain the temperature and salt resistance of hydrophobically associating polymer. The temperature resistant and salt resistant hydrophobically associating polymer prepared by the invention has good viscosity increasing property, temperature resistance and salt resistance property, good shearing resistance and long term stability performance, high oil displacement efficiency.

【技术实现步骤摘要】
一种耐温抗盐型疏水缔合聚合物的制备方法
本专利技术属疏水缔合水溶性聚合物制备领域，尤其涉及一种耐温抗盐型疏水缔合聚合物的制备方法。
技术介绍
疏水缔合水溶性聚合物(HydrophobicallyAssociatingWater-SolublePolymers，简称HAWSP)，是指在聚合物亲水性大分子链上带有少量疏水基团的水溶性聚合物(E.Volpert,J.Selb,F.Candau.AdsorptionofHydrophobicallyAssociatingPolyacrylamidesonClay.Langmuir,1998,14(7):1870-1879.)。在水溶液中，疏水基团由于疏水缔合作用而发生聚集，使大分子链产生分子内和分子间的缔合，并在临界缔合浓度以上时，形成以分子间缔合为行为主的超分子链聚集体，显著提高溶液的粘度(PiotrKujawa,AnnieAudibert-Hayet,JosephSelb,andFrancoiseCandau.EffectofIonicStrengthontheRheologicalPropertiesofMultistickerAssociativePolyelectrolytes.Macromolecules,2006,39(1):384-392.)。由于疏水缔合作用是一个熵驱动过程，因此温度的升高在一定程度上有利于疏水缔合作用的增强，而盐浓度的提高增加了溶剂的极性，也使疏水缔合作用加强，因此疏水缔合聚合物具有优异的耐温抗盐性能，这样的性能使其成为水溶性聚合物领域最令人感兴趣的课题之一，并随着对其研究的深入，疏水缔合聚合物产品作为流度控制剂、强化采油剂等在石油工程领域得到了广泛的应用。如我国的渤海油田近几年来采用了大量的HAWSP产品进行聚合物驱油，使原油产量大幅度上升(周守为,韩明,向问陶,张健等.渤海油田聚合物驱提高采收率技术研究及应用.中国海上油气,2006,18(6):386-389.)；中原油田2003年开始在文明寨、卫城、马寨油田等区块用疏水缔合聚合物调剖剂实施条剖26井次，调剖剂经过井底炮眼高速剪切并运移通过油层后仍能成胶，增油降水效果明显(李华斌,赵化廷,陈洪,赵普春.中原油田疏水缔合聚合物凝胶调剖剂的矿场应用.油田化学,2006,23(1):54-58.)。然而，随着油藏开采难度的增大，温度和矿化度随之升高，原有的聚合物产品已经不能满足高温高盐油藏的要求，主要表现在增粘性、长期稳定性、经济性和更恶劣油藏环境的适应性等还需要进一步提高。为此，众多的研究者开展了大量提高聚合物耐温抗盐性能的研究工作，并取得了一定的成果。中国石油勘探开发研究院罗健辉等人开发的梳形聚丙烯酰胺KYPAM产品，它是具有梳型分子结构的超高分子量的丙烯酰胺/抗盐单体共聚物，在80℃及以下温度的油藏环境中具有较好的应用性能(罗健辉,卜若颖,王平美,白凤鸾等.驱油用抗盐聚合物KYPAM的应用性能.油田化学,2002,19(1):64-67.)；此外，欧阳坚等人开发的TS系列耐温抗盐聚合物由丙烯酰胺、含支链的强极性单体磺酸基团和少量疏水性单体采用胶束聚合方法共聚而成，其水溶性良好，抗盐、耐温以及抗剪切性能有显著改善，在大庆油田的油藏环境(温度45℃，矿化度5000mg/L)中，其流变性能和驱油性能明显优于分子量2800万的超高分子量HPAN，可满足油田用污水直接配制聚合物驱溶液的要求(欧阳坚,朱广华,王贵江,朱卓岩等.耐温抗盐聚合物TS-45流变性及驱油效率研究.油田化学,2004,21(4):330-332.)。虽然众多的研究者在改善聚合物耐温抗盐性能方面取得了一定的成果，但本文作者认为仍需进一步提高聚合物的耐温抗盐性能，通过调整聚合物的分子结构使聚合物适应更高的温度和矿化度。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种耐温抗盐型疏水缔合聚合物的制备方法。为了达成上述目的，本专利技术采用的技术方案为：一种耐温抗盐型疏水缔合聚合物的制备方法，按如下步骤进行：(1)在反应釜中依次加入去离子水、乙二胺四乙酸二钠、丙烯酰胺单体、疏水单体、功能单体、表面活性剂、助溶剂、链转移剂和无机盐，搅拌均匀后在冰冻盐水作用下降温至5～10℃；(2)通入高纯氮气1-2h，然后加入复合引发剂进行绝热聚合反应5-7h；(3)取出胶体进行造粒，加入水解剂于90-110℃条件下水解2-4h，然后于90-110℃下干燥2-3h即得耐温抗盐疏水缔合聚合物；其中，步骤(1)中丙烯酰胺单体的质量分数为20-28％，乙二胺四乙酸二钠含量为丙烯酰胺单体质量的0.01-0.5％，疏水单体含量为丙烯酰胺单体质量的2-8％，功能单体含量为丙烯酰胺单体质量的5-20％，表面活性剂加入量为丙烯酰胺单体质量的0.05-0.20％，助溶剂加入量为丙烯酰胺单体质量的2-6％，链转移剂加入量丙烯酰胺单体质量的0.01-0.12％，无机盐加入量为丙烯酰胺单体质量的1-5％，其余为去离子水；步骤(2)中复合引发剂加入量为丙烯酰胺单体质量的0.08-0.35％；步骤(3)中水解剂加入量为丙烯酰胺单体质量的10-12％；本专利技术的目的还可通过如下技术措施实现：步骤(1)所述疏水单体为N,N-二辛基丙烯酰胺；所述功能单体为2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸盐；所述表面活性剂为吐温、OP、TX等非离子型表面活性剂的一种或其组合物；所述助溶剂为尿素、硫脲的一种或其组合物；所述链转移剂为甲酸钠、乙酸钠和异丙醇中的一种或其组合物；所述无机盐为氯化钾、硫酸钾的一种或其组合物。步骤(2)所述复合引发剂的具体组成为5-10℃低温段采用的无机氧化还原引发剂，30-60℃中高温段的热引发剂。所述无机-氧化还原引发剂的氧化剂为过硫酸钾、过硫酸铵的一种或其组合物，还原剂为亚硫酸氢钠、亚硫酸钠、乙二胺的一种或其组合物；所述热引发剂为偶氮二异丁腈或偶氮二异丁脒盐酸盐。所述氧化剂的加入量为丙烯酰胺单体质量的0.01-0.05％，所述还原剂的加入量为丙烯酰胺单体质量的0.05-0.20％；所述热引发剂的加入量为丙烯酰胺单体质量的0.02％-0.10％。步骤(3)所述水解剂为氢氧化钠。所述去离子水电导率低于10μs/cm。本专利技术是通过：1)合理的选择疏水单体的分子结构使HAWSP在高温和高矿化度条件下依然具有较强的疏水缔合相互作用，以保证HAWSP在高温高矿化度油藏条件下具有优异的增粘性、抗温、抗盐性和抗剪切性能等。本专利技术中引入的缔合单体为N,N-二辛基丙烯酰胺(简称DiC8AM)；2)引入耐温抗盐功能单体2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)，大幅度的提高HAWSP的耐温抗盐性能，尤其是高钙镁离子条件下的长期稳定性能；3)提高耐温抗盐型疏水缔合聚合物的分子量，一般认为增加分子量实际上是通过增大其分子水动力学体积来获得较高的溶液粘度，这在一定程度上能改善聚合物的耐温抗盐性能。但是对于疏水缔合聚合物而言，提高其分子量除了增大分子水动力学体积外，更重要的是能够促使分子间缔合作用的加强，从而大幅度的提高疏水缔合聚合物的耐温抗盐性能。本专利技术中提高HAWSP分子量的方法是采用一种多段复合引发剂，其具体组成为低温段引发剂为无机氧化还原引发剂，中高温段引发剂为过硫酸盐和偶氮类引发剂的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种耐温抗盐型疏水缔合聚合物的制备方法，其特征在于，按如下步骤进行：(1)在反应釜中依次加入去离子水、乙二胺四乙酸二钠、丙烯酰胺单体、疏水单体、功能单体、表面活性剂、助溶剂、链转移剂和无机盐，搅拌均匀后降温至5～10℃；(2)通入高纯氮气1‑2h，然后加入复合引发剂进行绝热聚合反应5‑7h；(3)取出胶体进行造粒，加入水解剂于90‑110℃条件下水解2‑4h，然后于90‑110℃下干燥2‑3h即得耐温抗盐疏水缔合聚合物；其中，步骤(1)中丙烯酰胺单体的质量分数为20‑28％，乙二胺四乙酸二钠含量为丙烯酰胺单体质量的0.01‑0.5％，疏水单体含量为丙烯酰胺单体质量的2‑8％，功能单体含量为丙烯酰胺单体质量的5‑20％，表面活性剂加入量为丙烯酰胺单体质量的0.05‑0.20％，助溶剂加入量为丙烯酰胺单体质量的2‑6％，链转移剂加入量丙烯酰胺单体质量的0.01‑0.12％，无机盐加入量为丙烯酰胺单体质量的1‑5％，其余为去离子水；步骤(2)中复合引发剂加入量为丙烯酰胺单体质量的0.08‑0.35％；步骤(3)中水解剂加入量为丙烯酰胺单体质量的10‑12％。

【技术特征摘要】
1.一种耐温抗盐型疏水缔合聚合物的制备方法，其特征在于，按如下步骤进行：(1)在反应釜中依次加入去离子水、乙二胺四乙酸二钠、丙烯酰胺单体、疏水单体、功能单体、表面活性剂、助溶剂、链转移剂和无机盐，搅拌均匀后降温至5～10℃；(2)通入高纯氮气1-2h，然后加入复合引发剂进行绝热聚合反应5-7h；(3)取出胶体进行造粒，加入水解剂于90-110℃条件下水解2-4h，然后于90-110℃下干燥2-3h即得耐温抗盐疏水缔合聚合物；其中，步骤(1)中丙烯酰胺单体的质量分数为20-28％，乙二胺四乙酸二钠含量为丙烯酰胺单体质量的0.01-0.5％，疏水单体含量为丙烯酰胺单体质量的2-8％，功能单体含量为丙烯酰胺单体质量的5-20％，表面活性剂加入量为丙烯酰胺单体质量的0.05-0.20％，助溶剂加入量为丙烯酰胺单体质量的2-6％，链转移剂加入量丙烯酰胺单体质量的0.01-0.12％，无机盐加入量为丙烯酰胺单体质量的1-5％，其余为去离子水；步骤(2)中复合引发剂加入量为丙烯酰胺单体质量的0.08-0.35％；步骤(3)中水解剂加入量为丙烯酰胺单体质量的10-12％。2.如权利要求1所述的耐温抗盐型疏水缔合聚合物的制备方法，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙焕泉，郭拥军，李振泉，曹绪龙，宋新旺，张继超，刘坤，韩玉贵，李华兵，冯茹森，
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胜利油田分公司勘探开发研究院，
类型：发明
国别省市：山东,37