丙烯酰胺共聚物及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉油田注水技术领域，公开了一种丙烯酰胺共聚物及其制备方法和应用，所述制备方法包括：在溶液聚合反应条件下，在引发剂和表面活性剂的存在下，使由丙烯酰胺、结构如式(1)所示的共聚单体和结构如式(2)所示的活性单体组成的单体混合物在水中进行聚合反应；引发剂包括结构如式(3)所示的引发剂A和引发剂B，引发剂B为N,N'‑二甲基脲；其中，R

【技术实现步骤摘要】
丙烯酰胺共聚物及其制备方法和应用
本专利技术涉及油田注水
，具体涉及一种丙烯酰胺共聚物及其制备方法和应用。
技术介绍
在油田注水开发过程中，由于地层非均质性的存在，注入水会沿高渗层突进，导致油井产水率逐年上升。注水井调剖和油井堵水已成为油田稳产增产的重要措施。然而，随着常规调堵体系和措施的轮次增加，近井地带剩余油饱和度下降明显，增油效果变差，只有通过深部调堵才能更有效地调整、改善油藏的非均质性，从而提高注入液的波及体积和波及系数，提高注水采油阶段的原油采收率。日前，深部调剖技术在国内外提高采收率技术研究和应用领域中已受到普遍关注。各油田根据其实际情况，筛选出合适的深部调剖剂以及相应的施工工艺，使其在稳油控水方面发挥重要的作用。此外，堵水调剖技术对特高含水期水驱油藏提高油井产能意义重大，是低油价下低效井创益增效的重要举措。然而，特高含水阶段由于油井水淹严重，油水关系复杂，传统的堵水调剖剂如预交联凝胶颗粒、粘土胶聚合物絮凝体系等很难做到油藏下的深部调驱，导致现场实施效果差。因此，开展新型调驱用活性功能聚合物对于低油价下提高单井产能、创益增效具有重要的现实意义和广阔的应用前景。活性功能聚合物主要是通过丙烯酰胺与活性功能单体(例如丙烯酰胺类活性单体)的胶束自由基共聚合得到。该类聚合物不仅具有增粘性，还具有小分子表面活性剂的增溶和乳化性能，可有效克服聚合物/表面活性剂二元复合驱在地层运移过程中出现的分离现象，能够提高波及效率和洗油效率，进而提高原油采收率。通常，丙烯酰胺类活性单体在胶束共聚中具有反应活性适中、使聚合物分子量高等特点，从而能得到深部调驱用聚合物。为了进一步提高针对高温高盐深部油藏的开采效果，本领域仍有必要研制新的分子量更高、耐温耐盐等性能更好的聚合物及其制备方法。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种丙烯酰胺共聚物及其制备方法和应用。本专利技术的方法制备的丙烯酰胺共聚物具有超高分子量的增粘性、优异的溶解性和耐温抗盐性以及良好的表/界面活性，因此特别适合作为聚合物深部调驱剂用于高温高盐油藏。根据本专利技术的第一方面，本专利技术提供了一种丙烯酰胺共聚物的制备方法，该制备方法包括：在溶液聚合反应条件下，在引发剂和表面活性剂的存在下，使由丙烯酰胺、共聚单体和活性单体组成的单体混合物在水中进行聚合反应，其中，所述共聚单体的结构如式(1)所示，所述活性单体的结构如式(2)所示；所述引发剂包括引发剂A和引发剂B，所述引发剂A的结构如式(3)所示，所述引发剂B为N,N'-二甲基脲；其中，R1-R3和R5各自独立地为氢或C1-C4的烷基，R4为C1-C4的亚烷基，M为氢、钠或钾；R6-R9各自独立地为C1-C4的烷基，n为1-10的整数，m为2-6的整数。根据本专利技术的第二方面，本专利技术提供了由本专利技术第一方面所述的方法制得的丙烯酰胺共聚物。根据本专利技术的第三方面，本专利技术提供了本专利技术第二方面所述的丙烯酰胺共聚物作为深部调驱剂的应用。本专利技术提供的制备方法中，采用含所述引发剂A和所述引发剂B的复合引发体系可以在常温(20-40℃)顺利引发丙烯酰胺、共聚单体和活性单体的共聚，聚合反应条件温和，能够制得粘均分子量达2600万-3000万的丙烯酰胺共聚物。而且，所述丙烯酰胺共聚物还具有表/界面活性高、溶解速度快、无不溶物和耐高温高盐等优点。所述丙烯酰胺共聚物具有优异的增粘性，可以在较低的聚合物浓度下获得较高的粘度，因此在实际油田开发中可以以较少用量使用，大大节约采油成本。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。根据本专利技术的第一方面，本专利技术提供了一种丙烯酰胺共聚物的制备方法，该制备方法包括：在溶液聚合反应条件下，在引发剂和表面活性剂的存在下，使由丙烯酰胺、共聚单体和活性单体组成的单体混合物在水中进行聚合反应。在本专利技术中，所述共聚单体的结构如式(1)所示，所述活性单体的结构如式(2)所示；所述引发剂包括引发剂A和引发剂B，所述引发剂A的结构如式(3)所示，所述引发剂B为N,N'-二甲基脲；其中，R1-R3和R5各自独立地为氢或C1-C4的烷基，R4为C1-C4的亚烷基，M为氢、钠或钾；R6-R9各自独立地为C1-C4的烷基，n为1-10的整数，m为2-6的整数。在本专利技术中，所述C1-C4的烷基的实例可以包括：甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、异丁基、叔丁基。在本专利技术中，亚烷基可以是直链的，也可以是支链的。所述C1-C4的亚烷基的实例可以包括但不限于：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。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)-。本专利技术的专利技术人在研究中发现，通过使用包括所述引发剂A(主引发剂)和引发剂B(助引发剂)的复合引发体系引发由丙烯酰胺、所述共聚单体和活性单体进行聚合反应时，可以实现在胶束内温和分解生成自由基，使其中的自由基浓度始终保持在较低和稳定的浓度，进而可以缓慢引发各单体的聚合，使整个聚合反应平稳进行，有效控制聚合反应速度，这样既有利于获得高分子量的丙烯酰胺共聚物，又可减少分子链之间的交联，使共聚物具有良好的溶解性能。优选情况下，以所述单体混合物的总重量为基准，所述引发剂A的用量为0.05-0.5重量％，所述引发剂B的用量为0.01-0.1重量％。优选情况下，式(3)中，R6-R9均选自甲基或均选自乙基，进一步均优选为甲基。在本专利技术中，所述引发剂A可以通过商购获得，例如购自阿拉丁试剂公司的N,N,N',N'-四甲基乙二胺、N,N,N',N'-四甲基丙二胺、N,N,N',N'-四甲基丁二胺、N,N,N',N'-四甲基己二胺等产品。在本专利技术中，所述共聚单体选自式(1)所示化合物中的至少一种。从进一提高共聚物耐温抗盐性的角度出发，优选地，式(1)所示结构的共聚单体中，R1为氢，R2和R3各自独立地为甲基或乙基，M为氢或钠。更优选地，所述共聚单体为2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸。在本专利技术中，所述活性单体选自式(2)所示化合物中的至少一种。优选地，式(2)所示结构的活性单体中，R5为甲基或乙基，进一步优选为甲基，n为1-8的整数。在本专利技术中，所述单体混合物中各组分的含量可参照丙烯酰胺类共聚物中的进行选择。针对本专利技术，优选情况下，以所述单体混合物的总重量为基准，丙烯酰胺的用量为35-65重量％，所述共聚单体的用量为30-60重量％，所述活性单体的用量本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种丙烯酰胺共聚物的制备方法，该制备方法包括：在溶液聚合反应条件下，在引发剂和表面活性剂的存在下，使由丙烯酰胺、共聚单体和活性单体组成的单体混合物在水中进行聚合反应，其特征在于，所述共聚单体的结构如式(1)所示，所述活性单体的结构如式(2)所示；所述引发剂包括引发剂A和引发剂B，所述引发剂A的结构如式(3)所示，所述引发剂B为N,N'-二甲基脲；/n

【技术特征摘要】
1.一种丙烯酰胺共聚物的制备方法，该制备方法包括：在溶液聚合反应条件下，在引发剂和表面活性剂的存在下，使由丙烯酰胺、共聚单体和活性单体组成的单体混合物在水中进行聚合反应，其特征在于，所述共聚单体的结构如式(1)所示，所述活性单体的结构如式(2)所示；所述引发剂包括引发剂A和引发剂B，所述引发剂A的结构如式(3)所示，所述引发剂B为N,N'-二甲基脲；



其中，R1-R3和R5各自独立地为氢或C1-C4的烷基，R4为C1-C4的亚烷基，M为氢、钠或钾；R6-R9各自独立地为C1-C4的烷基，n为1-10的整数，m为2-6的整数。


2.根据权利要求1所述的制备方法，其中，式(3)中，R6-R9均选自甲基或均选自乙基，优选均为甲基。


3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其中，以所述单体混合物的总重量为基准，所述引发剂A的用量为0.05-0.5重量％，所述引发剂B的用量为0.01-0.1重量％。


4.根据权利要求1所述的制备方法，其中，式(1)中，R1为氢，R2和R3各自独立地为甲基或乙基，M为氢或钠。


5.根据权利要求1所述的制备方法，其中，式(2)中，R5为甲基或乙基，优选为甲基；n为1-8的整数。


6.根据权利要求1、4和5中任意一项所述的制备方法，其中，以所述单体混合物的总重量为基准，丙烯酰胺的用量为35-65重量％，所述共聚单体的用量为30-60重量％，所述活性单体的用量为0.1-5重量％。


7.根据权利要求1-6中任意一项所述的制备方法，其中，所述单体混合物与水...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵方园，杨捷，王晓春，
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