丙烯酰胺共聚物及其制备方法与应用技术

本发明专利技术涉及油田化学品领域，公开了一种丙烯酰胺共聚物及其制备方法和应用，其中，该丙烯酰胺共聚物含有结构单元A、结构单元B和结构单元C，其中，结构单元A为具有式(I)所示的结构单元，结构单元B为具有式(II)所示的结构单元，结构单元C为具有式(III)所示的结构单元；且以丙烯酰胺共聚物的总重量为基准，结构单元A的含量为70‑90重量％，结构单元B的含量为8‑28重量％，结构单元C的含量为0.1‑5重量％。本发明专利技术的所述丙烯酰胺系共聚物可以作为高温高盐油藏三次采油用热增稠剂使用。

【技术实现步骤摘要】
丙烯酰胺共聚物及其制备方法与应用
本专利技术涉及油田化学品领域，具体地，涉及一种丙烯酰胺共聚物及其制备方法与应用。
技术介绍
聚合物驱油技术是一项重要的提高石油采收率技术，其基本原理是把水溶性聚合物加到注水中，以增大水溶液粘度，降低水/油流度比，扩大波及体积，提高波及效率，减少波及带的含油饱和度，从而提高石油采收率。实践证明，采用聚合物驱油可大幅度提高石油采收率，产生了巨大的经济效益和社会效益。多年来，聚合物驱油所使用的聚合物主要是人工合成的部分水解聚丙烯酰胺。普通部分水解聚丙烯酰胺的局限是耐温耐盐性能低，在高温、高矿化度条件下水溶液粘度大幅度下降，从而显著影响驱油效果。为开发出性能更加优良的能满足高温油田(温度高于85℃)三次采油使用要求的聚合物驱油剂，中国专利CN1240795A公开了一种耐温耐盐共聚物增稠剂，它是由引发剂以及单体(A)和单体(B)共聚而成的共聚物，其特征在于，单体(A)为一种或多种水溶性不饱和带烯链的单体，可以是丙烯酰胺类，乙烯基吡咯烷酮，2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸类，丙烯酸类，单体(B)是由(聚氧乙烯)n烷醇醚，甲苯，马来酸和对一甲苯磺酸混合加热回流，共沸除去多余水及残余的甲苯后得到的膏状物；该共聚物的特征是分子中含有两亲性大单体链节，显示出比普通部分水解聚丙烯酰胺更好的耐温性，但该共聚物中的两亲性支链通过酯键与主链相连，在高温下酯键易发生水解，影响聚合物的稳定性。中国专利CN1317501A、CN1414057A、CN1876751A等专利技术了具有不同分子结构的疏水缔合聚合物驱油剂，这些聚合物的特征是在分子主链上含有一定数量的疏水分子链段，在水溶液中，疏水侧链之间的疏水-疏水相互作用导致聚合物分子链之间发生物理交联，从而提高溶液黏度和抗剪切性能。但在较低的聚合物浓度下难以形成有效的疏水缔合增稠效果不甚明显。热增稠聚合物是一类其水溶液黏度在一定温度范围内随着温度升高而增加的聚合物。中国专利CN101302267A(200810095791.5)公开了一种非离子热增粘水溶性聚合物，它是由单体(A)和单体(B)共聚而成的聚合物，其特征在于，单体(A)为一种非离子单体，单体(B)为不具表面活性的非离子大单体；采用一种热增粘水溶性聚合物的分子设计方法，利用非离子型水溶性大单体与非离子单体丙烯酰胺共聚，不仅可以增加共聚物的水溶性，而且可以使共聚物随温度的增加粘度显著增加；但是，从该专利的图1和图2可以看出，在较低温度下已经明显增稠，不利于聚合物在地层中的迁移运动。因此，如何提高丙烯酰胺共聚物的稳定性，增稠效果尤其是在低温下的增稠效果仍是亟需解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服现有技术的存在的上述的问题，提供一种丙烯酰胺共聚物及其制备方法与应用。为了实现上述目的，本专利技术一方面提供了一种丙烯酰胺共聚物，其中，该丙烯酰胺共聚物含有结构单元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(I)所示的结构单元，所述结构单元B为具有式(II)所示的结构单元，所述结构单元C为具有式(III)所示的结构单元；且以所述丙烯酰胺共聚物的总重量为基准，所述结构单元A的含量为70-90重量％，所述结构单元B的含量为8-28重量％，所述结构单元C的含量为0.1-5重量％；其中，R1、R2和R8各自独立地为氢或C1-C4的烷基，R3为C1-C12的亚烷基，R4、R5、R6和R7各自独立地为氢或C1-C12的烷基，M为H或金属元素Na。优选地，以所述丙烯酰胺共聚物的总重量为基准，所述结构单元A的含量为75-85重量％，所述结构单元B的含量为14-24重量％，所述结构单元C的含量为0.2-2重量％。优选地，所述丙烯酰胺共聚物的粘均分子量为1400万-1800万；更优选地，所述丙烯酰胺共聚物的粘均分子量为1550万-1780万。优选地，R1、R2和R8各自独立地为H或甲基，R3为C2-C6的亚烷基，R4、R5、R6和R7各自独立地为H或C1-C6的烷基。本专利技术另一方面还提供了一种丙烯酰胺共聚物的制备方法，其中，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，使单体混合物在水中进行聚合反应，得丙烯酰胺共聚物；其中，所述单体混合物含有单体D、单体E和单体F，所述D为具有式(Ⅳ)所示结构的单体、所述单体E为具有式(Ⅴ)所示结构的单体，以及所述单体F为具有式(Ⅵ)所示结构的单体；且所述单体D、所述单体E和所述单体F的用量的重量比为1：(0.089-0.4)：(0.001-0.07)；其中，R1′、R′2和R8′各自独立地为氢或C1-C4的烷基，R3′为C1-C12的亚烷基，R4′、R5′、R6′和R7′各自独立地为氢或C1-C12的烷基，M为H或金属元素Na。优选地，以1000重量份的水为基准，所述单体D的用量为175-225重量份，所述单体E的用量为15.6-90重量份，所述单体F的用量为0.19-16重量份；优选地，所述单体D的用量为180-200重量份，所述单体E的用量为29.6-72重量份，所述单体F的用量为0.36-6重量份。优选地，所述引发剂选自偶氮系引发剂和氧化还原系引发剂，所述偶氮系引发剂的用量为单体混合物中单体的总重量的0.0002-0.03重量％，优选为0.0015-0.01重量％；所述氧化还原系引发剂的用量为单体混合物中单体的总重量的0.0002-0.03重量％，优选为0.0015-0.01重量％；所述氧化还原系引发剂包括氧化剂和还原剂，所述还原剂为无机还原剂和/或有机还原剂，且所述氧化剂与所述还原剂的重量比为(0.1-1)：1；优选地，所述偶氮系引发剂为水溶性偶氮系引发剂，所述水溶性偶氮系引发剂选自2,2′-偶氮二异丁腈、2,2′-偶氮二异丁基脒二盐酸盐、偶氮二异庚腈、2,2′-偶氮双(2-甲基丙脒)盐酸盐、2,2′-偶氮[2-(2-咪唑啉-2-基)丙烷]二盐酸盐和4,4′-偶氮双(4-氰基戊酸)中的至少一种；优选地，所述氧化剂为过氧化苯甲酰、过氧化氢、叔丁基过氧化氢、2,5-二甲基-2,5双(过氧化氢)己烷、过硫酸铵、过硫酸钠和过硫酸钾中的至少一种；所述无机还原剂为硫酸亚铁、硫酸亚铁铵、氯化亚铜、亚硫酸钾、亚硫酸钠、亚硫酸氢铵、亚硫酸氢钾、硫代硫酸钠、硫代硫酸钾、雕白粉和亚硫酸氢钠中的至少一种；所述有机还原剂为N,N-二甲基乙醇胺、N,N-二甲基哌嗪、四甲基脲、N,N-二甲基乙二胺和N,N,N′,N′-四甲基乙二胺中的至少一种。优选地，所述单体D为丙烯酰胺系单体，所述丙烯酰胺系单体为丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、N,N-二甲基丙烯酰胺、N,N-二乙基丙烯酰胺、N-异丙基丙烯酰胺、N-羟甲基丙烯酰胺和N-羟乙基丙烯酰胺中的一种或多种；优选地，所述单体E为丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸钠和甲基丙烯酸钠中的一种或多种；优选地，所述单体F为式(Ⅵ)所示，其中，R2′为H，R3′为C2-C6的亚烷基中的任一种，R4′、R5′、R6′和R7′各自独立地为H或C1-C6烷基。优选地，所述烯烃的溶液聚合反应条件包括：所述烯烃的溶液聚合反应在惰性气氛下进行，所述引发剂为偶氮系引发剂，温度为40-70℃，时间为2-10h，pH值为6-8。优选地，所述烯烃的溶液聚合反应条件包括：所述烯烃的溶液聚本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种丙烯酰胺共聚物，其特征在于，该丙烯酰胺共聚物含有结构单元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(I)所示的结构单元，所述结构单元B为具有式(II)所示的结构单元，所述结构单元C为具有式(III)所示的结构单元；且以所述丙烯酰胺共聚物的总重量为基准，所述结构单元A的含量为70‑90重量％，所述结构单元B的含量为8‑28重量％，所述结构单元C的含量为0.1‑5重量％；

【技术特征摘要】
1.一种丙烯酰胺共聚物，其特征在于，该丙烯酰胺共聚物含有结构单元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(I)所示的结构单元，所述结构单元B为具有式(II)所示的结构单元，所述结构单元C为具有式(III)所示的结构单元；且以所述丙烯酰胺共聚物的总重量为基准，所述结构单元A的含量为70-90重量％，所述结构单元B的含量为8-28重量％，所述结构单元C的含量为0.1-5重量％；其中，R1、R2和R8各自独立地为氢或C1-C4的烷基，R3为C1-C12的亚烷基，R4、R5、R6和R7各自独立地为氢或C1-C12的烷基，M为H或金属元素Na。2.根据权利要求1所述的丙烯酰胺共聚物，其中，以所述丙烯酰胺共聚物的总重量为基准，所述结构单元A的含量为75-85重量％，所述结构单元B的含量为14-24重量％，所述结构单元C的含量为0.2-2重量％。3.根据权利要求1或2所述的丙烯酰胺共聚物，其中，所述丙烯酰胺共聚物的粘均分子量为1400万-1800万；优选地，所述丙烯酰胺共聚物的粘均分子量为1550万-1780万。4.根据权利要求1-3中任意一项所述的丙烯酰胺共聚物，其中，R1、R2和R8各自独立地为H或甲基，R3为C2-C6的亚烷基，R4、R5、R6和R7各自独立地为H或C1-C6的烷基。5.一种丙烯酰胺共聚物的制备方法，其特征在于，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，使单体混合物在水中进行聚合反应，得丙烯酰胺共聚物；其中，所述单体混合物含有单体D、单体E和单体F，所述单体D为具有式(Ⅳ)所示结构的单体、所述单体E为具有式(Ⅴ)所示结构的单体，以及所述单体F为具有式(Ⅵ)所示结构的单体；且所述单体D、所述单体E和所述单体F的用量的重量比为1：(0.089-0.4)：(0.001-0.07)；其中，R1′、R′2和R8′各自独立地为氢或C1-C4的烷基，R3′为C1-C12的亚烷基，R4′、R5′、R6′和R7′各自独立地为氢或C1-C12的烷基，M为H或金属元素Na。6.根据权利要求5所述的方法，其中，以1000重量份的水为基准，所述单体D的用量为175-225重量份，所述单体E的用量为15.6-90重量份，所述单体F的用量为0.19-16重量份；优选地，所述单体D的用量为180-200重量份，所述单体E的用量为29.6-72重量份，所述单体F的用量为0.36-6重量份。7.根据权利要求5所述的方法，其中，所述引发剂选自偶氮系引发剂和氧化还原系引发剂，所述偶氮系引发剂的用量为单体...

【专利技术属性】
技术研发人员：张文龙，方昭，伊卓，胡晓娜，
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