一种驱油用长支链聚合物及其合成方法技术

本发明专利技术公开了一种自由基聚合功能性单体，其分子结构式如(11)式，式中：n是2或6，R是C11～C24的饱和烷基或不饱和烷基。本发明专利技术还公开了用该单体合成驱油用长支链聚合物的方法以及驱油用长支链聚合物的结构式；以及利用驱油用长支链聚合物制备二元复合驱油剂，在高矿化度和高温下，大大提高了单一聚合物驱油剂的粘度，有利于在三次采油中的应用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及三次采油领域，尤其涉及自由基聚合单体的合成、长支链聚合物的合成，可应用在三次采油二元复合驱油剂等领域。
技术介绍
自由基聚合是指含有碳碳双键的乙烯基类单体，通过自由基链式加成聚合形成聚合物的反应。由于许多单体能进行自由基聚合，能用水为介质进行悬浮和乳液聚合，聚合工艺操作简便，其重现性好，因而自上世纪50年代以来已成为工业生产高分子产品的重要技术。一般自由基聚合合成，主要有本体法、水溶液法、乳液法和悬浮法等合成方法。根据聚合是否加入其他单体，又可分为均聚和共聚两种，在石油、采矿、造纸、水处理、纺织等行业中用途广泛，其需求量也在不断增加。自由基聚合单体常用的有苯乙烯，氯乙烯，醋酸乙烯，丙烯腈，丙烯酰胺，丙烯酸及酯类，为改善聚合物的性能，常需要具有各种性能的功能性单体。如具有乳化功能的聚合单体。乳化剂在乳液聚合中起着重要的作用聚合前可以分散并增溶单体，形成稳定的单体乳液；聚合中为单体提供聚合场所，并影响单体的聚合行为、乳胶粒子大小和分布、乳胶粒的性质；聚合后稳定乳胶粒子使之不发生凝聚。传统的乳化剂是通过物理作用吸附于乳胶粒表面，在冻融循环，或者施以剪切力，或者加入电解质时，乳液稳定性会发生变化乃至破乳；成膜时，乳化剂会发生迁移，或富集于膜与空气间的界面，影响膜的光泽和其它表面性质，或富集于膜与基体的界面，影响膜的粘接性能；残留的乳化剂还会造成成膜速率慢，降低膜的耐水性。在某些生产应用中，(1)乳胶液中添加颜料等组分时，乳化剂会与颜料分散剂在乳胶粒和水、颜料和水的两个界面产生竞争吸附，从而影响乳胶液的流变性能和稳定性；( 在通过凝胶法制取固体产品时，乳化剂会残留在水相，造成环境污染；因此人们在传统乳化剂中引入可聚合的基团，构成新的表面活性单体，又称可聚合乳化剂。可聚合乳化剂分子通过共价键的方式键合在乳胶粒的表面，这种强烈的键合使乳化剂分子在乳胶液存放和使用时不发生解吸，有效解决传统乳化剂的缺点，使膜的力学性、光泽性、黏接性、 耐水性等都得到很大的提高。目前所研究的可聚合乳化剂，主要有烯丙(氧)基型、(甲基) 丙烯酸型、丙烯酰胺型、苯乙烯型、马来酸类等。聚丙烯酰胺及部分水解聚丙烯酰胺水溶液在应用时也存在一些缺陷，如机械剪切安定性差，尤其是用于三次采油驱油剂时，高的剪切速度会造成粘度损失；在盐水中有粘度损失；长时间放置或较高温度下放置易降解；部分水解的聚丙烯酰胺所带羧基可与二价离子反应。这些缺陷影响了聚丙烯酰胺的广泛应用。为了进一步提高聚丙烯酰胺的粘度，改善其耐温抗盐性，通过与新型功能单体共聚方法是一条有效的途径。专利CN1470504A公开了一种用于丙烯酰胺类衍生物功能单体的合成方法。在油田聚合物驱得到工业化推广应用的产品主要是部分水解聚丙烯酰胺，分子量2300万以内的聚丙烯酰胺在油田的I类油藏应用，用清水配置注入，其在一定浓度下有一定量的水动力学体积，使水溶液的粘度提高，可降低油层的渗透率，增加吸水厚度，提高吸水能力，以利于提高原油采收率。然而，随着溶液中盐浓度的增加，聚合物分子链会逐渐收缩，在离子强度较高时粘度损失很大，降低了聚合物波及体积，影响驱油效果。因此，提高聚合物溶液的增粘性和耐盐性已经成为聚合物研究领域的重要课题。目前，国内外研究抗盐聚合物有两个主要途径一是尽量提高聚合物分子量来增加单个聚合物分子链的流体力学尺寸，同时考虑增加分子链刚性来增加聚合物在高矿化度水溶液中的流体力学尺寸，研制超高分子量聚丙烯酰胺，二是利用分子链之间的相互作用， 通过缔合形成超分子结构来增加分子链束的流体力学尺寸，达到高效增粘的目的。疏水缔合聚合物是指在聚合物亲水性大分子链上带有疏水基团的水解性聚合物， 其溶液性质与一般聚合物差异较大。在水溶液中，此类聚合物的疏水基团由于疏水作用而发生聚集，使大分子链产生分子内和分子间缔合。在稀溶液中大分子主要以分子内缔合的形式存在，使大分子链发生卷曲，流体力学体积减小，粘度降低。当聚合物浓度高于某一临界浓度(临界缔合浓度C)后，大分子链通过疏水缔合作用聚集，形成以分了间缔合为主的超分子结构-动态物理交联网络，流体力学尺寸增大，溶液粘度大幅度升高。小分子电解质的加入可增加溶剂的极性，使疏水缔合作用增强，因而产生明显的抗盐性。增大分子量的目的是保证即使在高矿化度环境下，尽管聚合物溶液粘度会损失， 但由于聚合物分子量高，相应其绝对粘度仍将比较高，从而满足工作液对聚合物增粘能力的要求。然而这种方法存在一些缺陷，首先是高分子量聚合物合成困难，其次聚合物分子量越高，溶解问题暴露的越突出。目前，国内外的这类聚合物在清水及较低温度下，能满足上述要求。但高矿化度水质中则达不到上述要求。在聚合物分子链上引入一些较高热稳定性单体单元、较大骨架的单体单元和强水化能力的基团，从而增强聚合物热稳定性和分子链的刚性，增强聚合物水化能力，使得聚合物分子在高矿化度水溶液中可以保持较大的水动力学尺寸，这在一定程度上增强了聚合物耐盐能力。同时，功能单体的引入，使聚合物在高矿化度水质条件下水解受到限制，不会出现与钙镁离子发生沉淀的现象，从而达到抗盐的目的。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题本专利技术的目的是针对上述不足之处，提供一种自由基聚合功能性单体及其合成方法，所制备的自由基聚合功能性单体，可用作聚合乳化剂，并用于驱油用长支链聚合物的合成，合成的驱油用长支链聚合物可用于三次采油的驱油剂，改善驱油剂的性能。本专利技术的自由基聚合功能性单体的产品技术方案是一种自由基聚合功能性单体，其分子结构式如(11)式权利要求1. 一种驱油用长支链聚合物，通过如下方法制备第一步，称取单体A、单体B配成水溶液，用碱调节pH值为4 11 ；所述的单体A是以下自由基聚合单体中的至少一种丙烯酰胺、丙烯酸、丙烯酸酯类、苯乙烯、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸和N-乙烯基吡咯烷酮(NVP)；可以是其中单独一种，也可以是多种的混合物，所述的单体B是自由基聚合功能性单体，为至少一种通式结构为(11)所示的化合物，式中η是2或6，R是C11 C24的饱和直链烷基或不饱和直链烷基，2.根据权利要求1所述的驱油用长支链聚合物，在第一步，使用的碱为氢氧化钠或碳酸钠。3.根据权利要求1所述的驱油用长支链聚合物，在第二步中，所述的偶氮引发剂体系是下列中的至少一种偶氮二异丁酸二甲酯，偶氮二异丁脒盐酸盐，偶氮二甲酰胺，偶氮二异丙基咪唑啉盐酸盐，偶氮异丁氰基甲酰胺，偶氮二环己基甲腈，偶氮二氰基戊酸，偶氮二异丙基咪唑啉，偶氮二异丁腈，偶氮二异戊腈和偶氮二异庚腈。4.根据权利要求1所述的驱油用长支链聚合物，在第二步中，所述的过氧化物类引发剂体系是下列中的至少一种过氧化氢、过硫酸铵、过硫酸钠、过硫酸钾，过氧化苯甲酰和过氧化苯甲酰叔丁酯。5.根据权利要求1所述的驱油用长支链聚合物，在第二步中，所述的氧化还原引发剂体系是下列中的至少一种硫酸盐-亚硫酸盐、过硫酸盐-硫脲、过硫酸盐-有机盐和过硫酸铵-脂肪胺(所述的过硫酸铵-脂肪胺优选是下列中的至少一种过硫酸铵-N，N-四甲基乙二胺和过硫酸铵-二乙胺)。6.一种驱油用长支链聚合物，如02)式的结构n是2或6 ;X = 10万 50万；y = 5 万 15万；z = i万 5万；R是Cn C24的饱和直链烷烃或C11 C24本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李勇，赵方园，魏小林，祝纶宇，林蔚然，计文希，刘希，伊卓，杜凯，刘晓光，
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：