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

本发明专利技术涉及原油采收领域，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，该聚合物含有结构单元A、结构单元B和结构单元C，其中，所述结构单元A为具有式(1)所示结构的结构单元，所述结构单元B为具有式(2)所示结构的结构单元，所述结构单元C为具有式(3)所示结构的结构单元。本发明专利技术通过在大分子链上引入具有表面活性的可聚合单体，其醚链结构决定了合成的共聚物的具有较强的耐水解性和热稳定性，同时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、增容乳化及洗油能力，进而提高原油采收率。

Polymer with surface active function, preparation method and application thereof

The present invention relates to the field of oil recovery, discloses a has the function of surface activity of polymer and preparation method and application thereof, the polymer containing structural unit A, B unit structure and structural unit C, among them, the structure of unit A type (1) has shown the structure of single element, the structure of unit B (2) has the structure shown in the unit structure, the structure of C type unit has the structure shown in (3) unit structure. By introducing the polymerizable monomer with surface activity in the molecular chain, the ether chain structure determines the strong hydrolysis resistance and thermal stability of the synthesized copolymers, while greatly reducing the surface tension and interfacial tension of polymer solution, the polymer has good surface activity, emulsifying capacity and displacement ability. To improve oil recovery.

【技术实现步骤摘要】
一种具有表面活性功能的聚合物及其制备方法和应用
本专利技术涉及原油采收领域，具体地，涉及一种具有表面活性功能的聚合物及其制备方法和应用。
技术介绍
表面活性功能聚合物是指在其高分子结构中同时存在亲水基团和亲油基团，使其溶液具有良好表面活性的一种新型功能聚合物，一般采用氧化-还原复合引发体系，在一定温度下引发聚丙烯酰胺与表面活性单体进行共聚合，得到表面活性功能聚合物。表面活性功能聚合物与常规的高分子表面活性剂有着很大区别。高分子表面活性剂的性质更倾向于小分子表面活性，而表面活性功能聚合物主要表现聚合物的性质。高分子表面活性剂的相对分子质量不高，一般小于200万，增粘性不强，而表面活性功能聚合物的相对分子质量高于1000万，甚至超过1500万，具有较强的增粘性和粘弹性，同时可以有效降低油水界面张力和具有一定的洗油能力，可以达到一剂多用的效果，从而，表面活性功能聚合物作为驱油剂，在三次采油领域具有更大的应用前景。使用表面活性功能聚合物作为驱油剂，应用于三次采油领域，与聚合物/表面活性二元复合驱相比具有较大的优势。聚合物/表面活性二元复合驱在油藏地层多孔介质运移的过程中会发生色谱分离现象，而单一表面活性功能聚合物则不会出现，更能有效发挥自身增粘、乳化、增溶的特性，不仅可以扩大波及体积，而且可以提高洗油效率。目前对驱油用的表面活性功能聚合物正处于前期研究阶段，国内外相关文献报道甚少。此类功能聚合物还将会推进化学复合驱油体系中少用或者不用表面活性剂，以及能减少现场加注设备的投入，大大地降低驱油成本。随着常规油藏采出程度的不断加大，可采储量的急剧减少，动用中低渗透油藏已经迫在眉睫。例如江苏油田探明储量27730.62×104t，其中，中低渗透油藏储量占到探明储量的87.2％。聚合物驱油技术在国内开展近30年，但由于注入性的问题，常规的高分子量的驱油聚合物不能满足中低渗透油藏的开发的要求，因此，开展适应中低渗透油藏条件的表面活性功能聚合物驱油剂的研究具有十分重要的意义。可聚合型表面活性单体具有反应活性适中，聚合物分子量较高等特点，可用于丙烯酰胺类单体的共聚合，从而得到性能优异的驱油用聚合物。因此将具有表面活性功能的可聚合单体引入到聚丙烯酰胺的大分子链上，是一条有效的改善耐温抗盐型驱油聚合物综合性能的重要途径和提高原油采收率的重要措施。
技术实现思路
本专利技术的目的是开发一种具有表面活性功能聚合物及其制备方法，通过提供一种既具有表面活性又含有可聚合苯乙烯基的功能单体以提高驱油用聚合物的增粘性和乳化性能，降低表界面张力等性能。为了实现上述目的，第一方面，本专利技术提供一种具有表面活性功能的聚合物，该聚合物含有结构单元A、结构单元B和结构单元C，其中，所述结构单元A为具有式(1)所示结构的结构单元，所述结构单元B为具有式(2)所示结构的结构单元，所述结构单元C为具有式(3)所示结构的结构单元；其中，以所述聚合物的重量为基准，所述结构单元A的含量为55-89.9重量％，所述结构单元B的含量为10-40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2200万-3200万；其中，R1和R2各自独立地为H或C1-C4的烷基；R3为C1-C14的亚烷基；R4和R5各自独立地为H或C1-C4的烷基，且R4和R5不同时为H；M为H、Na或K；R6为H或C1-C4的烷基；R7为H或SO3Y，Y为H、Na或K；m为7-13的整数，n为6-15的整数。第二方面，本专利技术提供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，其中，所述单体D、单体E和单体F的用量使得制备得到的聚合物中结构单元A的含量为55-89.9重量％，结构单元B的含量为10-40重量％，结构单元C的含量为0.1-5重量％，以及使得制备得到的聚合物的粘均分子量为2200万-3200万；所述结构单元A为具有式(1)所示结构的结构单元，所述结构单元B为具有式(2)所示结构的结构单元，所述结构单元C为具有式(3)所示结构的结构单元，其中，R1和R2各自独立地为H或C1-C4的烷基；R3为C1-C14的亚烷基；R4和R5各自独立地为H或C1-C4的烷基，且R4和R5不同时为H；M为H、Na或K；R6为H或C1-C4的烷基；R7为H或SO3Y，Y为H、Na或K；m为7-13的整数，n为6-15的整数。第三方面，本专利技术提供前述方法制备得到的具有表面活性功能的聚合物。第四方面，本专利技术提供前述具有表面活性功能的聚合物作为聚合物驱油剂的应用。本专利技术所述的具有表面活性功能的聚合物及其制备方法与现有技术相比，在分子设计和合成上具有以下优点和效果：本专利技术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苯乙烯基的功能单体，同时优选在聚合体系中加入了消泡剂和四甲基乙二胺，大大有利于聚合体系的除氧效果和提高共聚体系的聚合活性等，进而提高了聚合物产品的分子量及聚丙烯酰胺溶液的表面活性、增粘性和耐温抗盐性。功能单体末端长链饱和烷基的引入增强了高分子链间的相互作用和共聚物的疏水缔合作用，使共聚物水溶液在高温高盐下仍能保持较高的粘度；同时非离子型聚氧乙烯亲水链的引入，大大增强了抗二价金属离子能力，表现出良好的增粘作用和耐温抗盐性，提高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，其醚链结构决定了合成的共聚物的具有较强的耐水解性和热稳定性，同时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、增容乳化及洗油能力，进而提高原油采收率。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。在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。在本专利技术中，所述C1-C4的烷基是指碳原子数为1-4的烷基；所述C1-C14的亚烷基是指碳原子数为1-14的亚烷基；所述C1-C16的烷基是指碳原子数为1-16的烷基。根据本专利技术，所述C1-C4的烷基可以包括但不限于：甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、异丁基和叔丁基。根据本专利技术，所述C1-C14的亚烷基可以是直链或支链的，所述C1-C14的亚烷基可以包括但不限于：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、亚叔丁基、亚正戊基、亚异戊基、亚叔戊基、亚新戊基、亚正己基、亚正庚基、亚正辛基、亚正壬基、亚正癸基、亚正十一基、亚正十二基、亚正十三基和亚正十四基，优选为亚甲基。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，该聚合物含有结构单元A、结构单元B和结构单元C，其中，所述结构单元A为具有式(1)所示结构的结构单元，所述结构单元B为具有式(2)所示结构的结构单元，所述结构单元C为具有式(3)所示结构的结构单元；其中，以所述聚合物的重量为基准，所述结构单元A的含量为55‑89.9重量％，所述结构单元B的含量为10‑40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2200万‑3200万；

【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，该聚合物含有结构单元A、结构单元B和结构单元C，其中，所述结构单元A为具有式(1)所示结构的结构单元，所述结构单元B为具有式(2)所示结构的结构单元，所述结构单元C为具有式(3)所示结构的结构单元；其中，以所述聚合物的重量为基准，所述结构单元A的含量为55-89.9重量％，所述结构单元B的含量为10-40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2200万-3200万；其中，R1和R2各自独立地为H或C1-C4的烷基；R3为C1-C14的亚烷基；R4和R5各自独立地为H或C1-C4的烷基，且R4和R5不同时为H；M为H、Na或K；R6为H或C1-C4的烷基；R7为H或SO3Y，Y为H、Na或K；m为7-13的整数，n为6-15的整数。2.根据权利要求1所述的聚合物，其中，以所述聚合物的重量为基准，所述结构单元A的含量为57-84.9重量％，所述结构单元B的含量为15-40重量％，所述结构单元C的含量为0.1-3重量％，所述聚合物的粘均分子量为2400万-3000万。3.根据权利要求1所述的聚合物，其中，所述结构单元A为具有式(7)所示结构的结构单元，所述结构单元B为具有式(8)所示结构的结构单元，以及所述结构单元C为具有式(9)所示结构的结构单元、具有式(10)所示结构的结构单元、具有式(11)所示结构的结构单元、具有式(12)所示结构的结构单元和具有式(13)所示结构的结构单元中的至少一种，其中，各个R7相同或不同，各自独立地为H、SO3Na或SO3H。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，其中，所述单体D、单体E和单体F的用量使得制备得到的聚合物中结构单元A的含量为55-89.9重量％，结构单元B的含量为10-40重量％，结构单元C的含量为0.1-5重量％，以及使得制备得到的聚合物的粘均分子量为2200万-3200万；所述结构单元A为具有式(1)所示结构的...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵方园，于芳，王晓春，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