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    一种 具有 表面活性 功能 聚合物 及其 制备 方法 应用
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    摘要
    申请专利号:

    CN201510347309.2

    申请日:

    2015.06.19

    公开号:

    CN106317305A

    公开日:

    2017.01.11

    当前法律状态:

    授权

    有效性:

    有权

    法律详情: 授权|||实质审查的生效IPC(主分类):C08F 220/56申请日:20150619|||公开
    IPC分类号: C08F220/56; C08F220/58; C08F212/14; C09K8/588 主分类号: C08F220/56
    申请人: 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
    发明人: 赵方园; 于芳; 杨捷; 王晓春
    地址: 100728 北京市朝阳区朝阳门北大街22号
    优先权:
    专利代理机构: 北京润平知识产权代理有限公司 11283 代理人: 王崇;李婉婉
    PDF完整版下载: PDF下载
    法律状态
    申请(专利)号:

    CN201510347309.2

    授权公告号:

    ||||||

    法律状态公告日:

    2018.09.21|||2017.02.08|||2017.01.11

    法律状态类型:

    授权|||实质审查的生效|||公开

    摘要

    本发明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。该具有表面活性功能的聚合物含有结构单元A、结构单元B和结构单元C,结构单元A为式(1)所示的结构单元,结构单元B为式(2)所示的结构单元,结构单元C为式(3)所示的结构单元,以所述具有表面活性功能的聚合物的重量为基准,结构单元A的含量为5-60重量%,结构单元B的含量为30-90重量%,结构单元C的含量为0.1-10重量%;所述聚合物的粘均分子量为1500万-2800万。本发明提供的聚合物具有水溶性好、增粘性强以及耐温抗盐性能和表面活性良好的优点,从而使得该聚合物具有良好的洗油效果,可作为中低渗透油藏的驱油聚合物。

    权利要求书

    1.一种具有表面活性功能的聚合物,其特征在于,该具有表面活性功
    能的聚合物含有结构单元A、结构单元B和结构单元C,所述结构单元A为
    式(1)所示的结构单元,所述结构单元B为式(2)所示的结构单元,所述
    结构单元C为式(3)所示的结构单元,以所述具有表面活性功能的聚合物
    的重量为基准,所述结构单元A的含量为5-60重量%,所述结构单元B的
    含量为30-90重量%,所述结构单元C的含量为0.1-10重量%;所述聚合物
    的粘均分子量为1500万-2800万;

    其中,R1、R5和R6各自独立地为H或C1-C4的烷基,R2为C1-C4的亚
    烷基,R3和R4各自独立地为H或C1-C4的烷基,且R3和R4不同时为H,
    R7为C2-C10的烷基,M1和M2各自独立地为H、Na或K,n为6-15的整数。
    2.根据权利要求1所述的具有表面活性功能的聚合物,其中,R1、R5
    和R6各自独立地为H或甲基,R2为亚甲基,R3和R4各自独立地为甲基,
    R7为C4-C8的直链烷基,n为8-14的整数。
    3.根据权利要求1或2所述的具有表面活性功能的聚合物,其中,以
    所述具有表面活性功能的聚合物的重量为基准,所述结构单元A的含量为
    10-40重量%,所述结构单元B的含量为55-89.9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1800万-2500万。
    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,以所述单体
    D、所述单体E和所述单体F的总量为基准,所述单体D的用量为5-60重
    量%,所述单体E的用量为30-90重量%,所述单体F的用量为0.1-10重量%;
    所述溶液聚合反应的条件使得聚合反应后所得聚合物的粘均分子量为1500
    万-2800万;

    其中,R1、R5和R6各自独立地为H或C1-C4的烷基,R2为C1-C4的亚
    烷基,R3和R4各自独立地为H或C1-C4的烷基,且R3和R4不同时为H,
    R7为C2-C10的烷基,M1和M2各自独立地为H、Na或K,n为6-15的整数。
    5.根据权利要求4所述的方法,其中,R1、R5和R6各自独立地为H或
    甲基,R2为亚甲基,R3和R4各自独立地为甲基,R7为C4-C8的直链烷基,
    n为8-14的整数。
    6.根据权利要求4所述的方法,其中,所述引发剂为氧化还原系引发
    剂,以所述单体D、所述单体E和所述单体F的总量为基准,所述引发剂的
    用量为0.001-0.2重量%;所述氧化还原系引发剂包括氧化剂和还原剂,所述
    氧化剂与所述还原剂的重量比为1-10:1,所述氧化剂选自过硫酸铵、过硫
    酸钾、过硫酸钠和过氧化氢中的至少一种,所述还原剂选自亚硫酸氢钠、亚
    硫酸钠、雕白粉、硫代硫酸钠、硫酸亚铁、保险粉和抗坏血酸中的至少一种。
    7.根据权利要求4所述的方法,其中,以所述水和所述单体D、所述
    单体E和所述单体F的总量为基准,所述单体D、所述单体E和所述单体F
    的总用量为10-50重量%。
    8.根据权利要求4所述的方法,其中,所述溶液聚合反应在络合剂和
    助剂的存在下进行,以所述单体D、所述单体E和所述单体F的总量为基准,
    所述络合剂的用量为0.001-0.15重量%,所述助剂的用量为0.001-0.15重
    量%;所述络合剂选自乙二胺四乙酸二钠、三乙二胺五乙酸、柠檬酸、柠檬
    酸盐和聚羟基丙烯酸中的至少一种,所述助剂选自尿素、甲酸钠、异丙醇和
    次磷酸钠中的至少一种。
    9.根据权利要求4或8所述的方法,其中,所述溶液聚合反应的条件
    包括:所述溶液聚合反应在惰性气氛下进行,聚合温度为0-80℃,聚合时间
    为2-15小时,pH值为6-10。
    10.根据权利要求9所述的方法,其中,所述溶液聚合反应包括依次进
    行的两个阶段,第一阶段的反应条件包括:温度为0-25℃,时间为2.5-12小
    时;第二阶段的反应条件包括:温度为30-80℃,时间为2.5-10小时。
    11.由权利要求4-10中任意一项所述的方法制备得到的具有表面活性
    功能的聚合物。
    12.权利要求1-3中任意一项所述的具有表面活性功能的聚合物或权利
    要求11所述的具有表面活性功能的聚合物作为驱油剂的应用。

    说明书

    一种具有表面活性功能的聚合物及其制备方法和应用

    技术领域

    本发明涉及一种具有表面活性功能的聚合物,一种具有表面活性功能的
    聚合物的制备方法,由该方法制备得到的具有表面活性功能的聚合物,以及
    所述具有表面活性功能的聚合物作为驱油剂的应用。

    背景技术

    目前,我国大部分油田开采已进入中后期,开展三次采油已成为提高采
    收率和维持油田产量的重要措施,同时聚合物驱在三次采油中占有十分重要
    的地位。在聚合物驱中主要应用为部分水解聚丙烯酰胺,其具有分子量高、
    水溶性好等特点,但是在高温高盐的油藏条件下,部分水解聚丙烯酰胺在性
    能上都有明显的缺陷,如耐温、抗盐能力差、易降解等。针对以上这些不足,
    国内外研究者为了改善聚丙烯酰胺溶液的耐温抗盐性,对聚合物驱油剂的增
    粘作用机理、热降解和耐盐性以及聚合物的结构与耐温、耐盐性能的关系作
    了大量研究,以研制出性能优良的耐温抗盐型聚合物驱油剂。

    然而,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
    中低渗油藏已经迫在眉睫。但是由于低分子量驱油聚合物不能满足油田性能
    指标要求,而高分子量驱油聚合物在中低渗透油藏条件下出现油藏空隙堵
    塞,注入压力偏高等现象,造成中低渗透油藏的开发进展比较缓慢。因此,
    开展中低渗透油藏驱油新型聚合物的研究具有十分重要的意义。

    能够应用于中低渗透油藏的聚合物必须满足溶解性好、分子量不高、同
    时在高温高盐条件下仍具有较高粘度等条件,由此对可用于中低渗透的驱油
    聚合物提出了更高的要求。

    发明内容

    本发明的目的是提供一种具有表面活性功能的聚合物,一种具有表面活
    性功能的聚合物的制备方法,由该方法制备得到的具有表面活性功能的聚合
    物,以及所述具有表面活性功能的聚合物作为驱油剂的应用。本发明提供的
    聚合物具有水溶性好、增粘性强以及耐温抗盐性能和表面活性良好的优点,
    从而使得该聚合物具有良好的洗油效果,可作为中低渗透油藏的驱油聚合
    物。

    本发明是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
    乙烯基的功能单体,从而提高聚丙烯酰胺溶液的表面活性、增粘性和耐温抗
    盐性。这可能是因为:该功能单体末端长链饱和烷基和苯环的引入增强了共
    聚物的疏水缔合作用,使形成的具有表面活性功能的聚合物水溶液在高温高
    盐条件下仍能保持较高的粘度;同时强极性长链烷基磺酸基团的引入,大大
    增加了抗二价金属离子能力,而且其很强的亲水作用与静电排斥力使聚合物
    具有良好的水溶性,也极大地增大了分子链的流体力学体积,表现出良好的
    增粘作用和耐温抗盐性,提高了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,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,通过增容乳化和降低表面张力,从而
    使得该聚合物具有良好的洗油能力,进而提高原油采收率。

    本发明提供一种具有表面活性功能的聚合物,其中,该具有表面活性功
    能的聚合物含有结构单元A、结构单元B和结构单元C,所述结构单元A为
    式(1)所示的结构单元,所述结构单元B为式(2)所示的结构单元,所述
    结构单元C为式(3)所示的结构单元,以所述具有表面活性功能的聚合物
    的重量为基准,所述结构单元A的含量为5-60重量%,所述结构单元B的
    含量为30-90重量%,所述结构单元C的含量为0.1-10重量%;所述聚合物
    的粘均分子量为1500万-2800万;


    其中,R1、R5和R6各自独立地为H或C1-C4的烷基,R2为C1-C4的亚
    烷基,R3和R4各自独立地为H或C1-C4的烷基,且R3和R4不同时为H,
    R7为C2-C10的烷基,M1和M2各自独立地为H、Na或K,n为6-15的整数。

    本发明还提供了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,以所述单体D、所述单体E和所述单体F的总量为基准,所述单体D
    的用量为5-60重量%,所述单体E的用量为30-90重量%,所述单体F的用
    量为0.1-10重量%;所述溶液聚合反应的条件使得聚合反应后所得聚合物的
    粘均分子量为1500万-2800万;


    其中,R1、R5和R6各自独立地为H或C1-C4的烷基,R2为C1-C4的亚
    烷基,R3和R4各自独立地为H或C1-C4的烷基,且R3和R4不同时为H,
    R7为C2-C10的烷基,M1和M2各自独立地为H、Na或K,n为6-15的整数。

    本发明还提供了由上述方法制备得到的具有表面活性功能的聚合物。

    本发明还提供了上述具有表面活性功能的聚合物作为驱油剂的应用。

    本发明提供的具有表面活性功能的聚合物具有良好的水溶性、良好的增
    粘性、优良的耐温抗盐性和优良的表面活性。具体地,将实施例1至实施例
    5制备的具有表面活性功能的聚合物溶解在矿化度为25000mg/L的盐水中配
    制成浓度为1500mg/L的溶液的表观粘度为28-49mPa·s,将实施例1至实施
    例5制备的具有表面活性功能的聚合物溶解于纯水中配制成浓度为
    1500mg/L的溶液时,该溶液的表面张力为31-38mN/m。

    本发明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

    以下对本发明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发明,并不用于限制本发明。

    本发明提供一种具有表面活性功能的聚合物,其中,该具有表面活性功
    能的聚合物含有结构单元A、结构单元B和结构单元C,所述结构单元A为
    式(1)所示的结构单元,所述结构单元B为式(2)所示的结构单元,所述
    结构单元C为式(3)所示的结构单元,以所述具有表面活性功能的聚合物
    的重量为基准,所述结构单元A的含量为5-60重量%,所述结构单元B的
    含量为30-90重量%,所述结构单元C的含量为0.1-10重量%;所述聚合物
    的粘均分子量为1500万-2800万;


    其中,R1、R5和R6各自独立地为H或C1-C4的烷基,R2为C1-C4的亚
    烷基,R3和R4各自独立地为H或C1-C4的烷基,且R3和R4不同时为H,
    R7为C2-C10的烷基,M1和M2各自独立地为H、Na或K,n为6-15的整数。

    本发明采用丙烯酰胺与带有表面活性基团且含有可聚合乙烯基的功能
    单体进行共聚,通过共聚引入亲水基团和亲油基团,从而使得本发明提供的
    聚合物不仅具有水溶性聚合物的增粘性,另一方面,表面活性功能可聚合单
    体的引入,使得此类新型高分子聚合物具有一定的表面活性,通过增容乳化
    和降低表界面张力等特性,从而增加聚合物的洗油效果。本发明提供的上述
    聚合物具有水溶性好、增粘性强以及耐温抗盐性能和表面活性良好的优点,
    可作为中低渗透油藏的驱油用聚合物。

    优选地,R1、R5和R6各自独立地为H或甲基,R2为亚甲基,R3和R4
    各自独立地为甲基,R7为C4-C8的直链烷基,n为8-14的整数。

    根据本发明,所述C1-C4的亚烷基可以是直链或支链的,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
    丁基和亚叔丁基。

    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)-。

    根据本发明,所述C1-C4的烷基可以是直链或支链的,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。

    根据本发明,C2-C10的烷基可以是直链或支链的,例如可以为:乙基、
    丙基、丁基、异丁基、叔丁基、戊基、异戊基、叔戊基、庚基、正辛基、异
    辛基、正壬基、正癸基。

    为了使所述具有表面活性功能的聚合物具有更优良的增粘性、耐温抗盐
    性能以及表面活性,优选情况下,以所述具有表面活性功能的聚合物的重量
    为基准,所述结构单元A的含量为10-40重量%,所述结构单元B的含量为
    55-89.9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1800万-2500万。

    本发明的发明人在研究中发现,由特定的结构单元A、结构单元B和结
    构单元C组成的聚合物用于驱油剂时能取得较好的驱油效果。例如,所述结
    构单元A可以为具有式(1-1)所示结构的结构单元,所述结构单元B可以
    为具有式(2-1)所示结构的结构单元,所述结构单元C可以为具有式(3-1)
    所示结构的结构单元,


    其中,M1和M2各自独立地为H、Na或K,优选为Na;R7为C4-C8的
    直链烷基,n为8-14的整数。

    本发明还提供了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,以所述单体D、所述单体E和所述单体F的总量为基准,所述单体D
    的用量为5-60重量%,所述单体E的用量为30-90重量%,所述单体F的用
    量为0.1-10重量%;所述溶液聚合反应的条件使得聚合反应后所得聚合物的
    粘均分子量为1500万-2800万;


    其中,R1、R5和R6各自独立地为H或C1-C4的烷基,R2为C1-C4的亚
    烷基,R3和R4各自独立地为H或C1-C4的烷基,且R3和R4不同时为H,
    R7为C2-C10的烷基,M1和M2各自独立地为H、Na或K,n为6-15的整数。

    优选地,R1、R5和R6各自独立地为H或甲基,R2为亚甲基,R3和R4
    各自独立地为甲基,R7为C4-C8的直链烷基,n为8-14的整数。

    根据本发明的方法,为了使由上述方法制备得到的具有表面活性功能的
    聚合物具有更优良的增粘性、耐温抗盐性能以及表面活性,优选情况下,以
    所述单体D、所述单体E和所述单体F的总量为基准,所述单体D的用量
    为10-40重量%,所述单体E的用量为55-89.9重量%,所述单体F的用量为
    0.1-5重量%;所述溶液聚合反应的条件使得聚合反应后所得聚合物的粘均分
    子量为1800万-2500万。

    在本发明中,需要说明的是,在溶液聚合反应中,所述单体近似完全转
    化为所述具有表面活性功能的聚合物中含有的相应的结构单元,所述单体的
    用量与所述具有表面活性功能的聚合物中含有的相应的结构单元的含量相
    一致。

    本发明的发明人在研究中发现,由特定的单体D、单体E和单体F进行
    反应时得到的聚合物用于驱油剂时能够取得较好的驱油效果。例如,所述单
    体D可以为具有式(4-1)所示结构的单体,所示单体E可以为具有式(5-1)
    所示结构的单体,所示单体F可以为具有式(6-1)所示结构的单体,


    其中,M1为H、Na或K,R7为C4-C8的直链烷基,n为8-14的整数。

    根据本发明的方法,所述溶液聚合反应的条件可以为本领域常规的条
    件,例如所述溶液聚合反应在惰性气氛下进行,所述惰性气氛为不与原料和
    产物发生反应的气体,例如可以为本领域常规的氮气或元素周期表中第零族
    元素气体中的至少一种,优选为氮气和/或氩气。

    根据本发明的方法,所述溶液聚合反应的条件可以为本领域常规的条
    件。例如,所述聚合反应条件可以包括:聚合温度为0-80℃,聚合时间为
    2-15小时,pH值为6-10。

    根据本发明的方法,所述pH值通过加入酸或碱进行调节,所述酸优选
    为无机酸,所述无机酸可以为盐酸、硫酸、磺酸、硝酸和磷酸中的至少一种;
    所述碱可以是无机碱或有机胺类化合物,如可以选自氢氧化钠、碳酸钠、氢
    氧化钾、氨水、甲胺、乙胺、乙醇胺和三乙醇胺中的至少一种,优选为碳酸
    钠和/或氢氧化钠。

    本发明的发明人在研究中发现,采取下述条件能够进一步提高聚合物的
    分子量:即,优选地,所述溶液聚合反应包括依次进行的两个阶段:第一阶
    段的反应条件包括:温度为0-25℃,优选为0-10℃,时间为2.5-12小时,优
    选为6-8小时;第二阶段的反应条件包括:温度为30-80℃,优选为50-70℃,
    时间为2.5-10小时,优选为5-8小时。

    根据本发明的方法,所述单体D、所述单体E和所述单体F的总量没有
    特别的限定,可以在较宽的范围内变动,以作为溶剂的水与所述单体D、所
    述单体E和所述单体F的总量为基准,所述单体D、所述单体E和所述单体
    F的总用量可以为10-50重量%,优选为20-40重量%。

    根据本发明的方法,所述引发剂的用量没有特别的限定,可以在较宽的
    范围内变动,以所述单体D、所述单体E和所述单体F的总量为基准,所述
    引发剂的用量为0.001-0.2重量%,优选为0.01-0.15重量%。

    根据本发明方法,所述引发剂优选为氧化还原系引发剂,所述氧化还原
    系引发剂包括氧化剂和还原剂,所述氧化剂选自过硫酸铵、过硫酸钾、过硫
    酸钠和过氧化氢中的至少一种;所述还原剂选自亚硫酸氢钠、亚硫酸氢钾、
    亚硫酸钠、亚硫酸钾、雕白粉、硫代硫酸钠、硫酸亚铁、保险粉和抗坏血酸
    中的至少一种。优选情况下,所述氧化剂为过硫酸铵、过硫酸钾和过硫酸钠
    中的至少一种;所述还原剂为亚硫酸氢钠、亚硫酸氢钾、亚硫酸钠和亚硫酸
    钾中的至少一种。在本发明中,构成所述氧化还原系引发剂的氧化剂和还原
    剂例如可以以溶液的形式提供,例如:本发明优选所述氧化剂为浓度为
    0.1-0.5重量%的过硫酸钾水溶液或是浓度为0.1-0.5重量%的过硫酸铵水溶
    液;优选所述还原剂为浓度为0.1-0.5重量%的亚硫酸氢钾水溶液或是浓度为
    0.1重量%的亚硫酸氢钠水溶液。

    根据本发明的方法,所述氧化剂和还原剂的用量可以在较宽的范围被变
    动,例如所述氧化剂与所述还原剂的重量比可以为1-10:1,优选为1-5:1。

    根据本发明的方法,加入络合剂可以防止金属离子对聚合反应产生影
    响,因此,优选情况下,所述溶液聚合反应在络合剂的存在下进行。所述络
    合剂可以为乙二胺四乙酸二钠、三乙二胺五乙酸、柠檬酸、柠檬酸盐和聚羟
    基丙烯酸中的至少一种,优选为乙二胺四乙酸二钠。本发明对所述络合剂的
    用量没有特别的限定,可以在较宽的范围内变动,以所述单体D、所述单体
    E和所述单体F的总量为基准,所述络合剂的用量可以为0.001-0.15重量%,
    优选为0.01-0.1重量%。对所述络合剂的使用形式没有特别的限定,例如可
    以以纯溶液形式使用,以固体形式使用,或者以被稀释的溶液形式使用。优
    选情况,所述络合剂可以为浓度为1-5重量%的EDTA-2Na水溶液。

    根据本发明的方法,加入助剂可以改善聚合物的溶解性,因此,优选情
    况下,所述聚合反应在助剂存在下进行。所述助剂可以为尿素、甲酸钠、异
    丙醇和次磷酸钠中的至少一种,优选为尿素。本发明对所述助剂的用量没有
    特别的限定,可以在较宽的范围内变动,以所述单体D、所述单体E和所述
    单体F的总量为基准,所述助剂的用量可以为0.001-0.15重量%,优选为
    0.005-0.1重量%。在本发明所述的方法中,对所述助剂的提供形式没有特别
    的限定,例如可以以纯溶液形式提供,以固体形式提供,或者以被稀释的溶
    液形式提供。例如在本发明中,当所使用的助剂为尿素时,尿素可以以水溶
    液形式提供,对其溶液的浓度没有特别的限定。在本发明的技术方案中,优
    选所述络合剂例如可以为浓度为1-5重量%的尿素水溶液。

    根据本发明一种优选实施方式,所述具有表面活性功能的聚合物的制备
    方法包括以下步骤:

    (1)在pH值为6-10的条件下,将式(4)所示的单体、式(5)所示
    的单体和式(6)所示的单体与水接触,得到混合物溶液;

    (2)将所述混合物溶液与络合剂和助剂接触,得到待聚合溶液;

    (3)在聚合反应条件下,将所述待聚合溶液与引发剂在氮气?;は陆?br />触,其中,所述聚合反应包括依次进行两个阶段,第一阶段的反应条件包括:
    温度为0-25℃,时间为2.5-12小时;第二阶段的反应条件包括:温度为
    30-80℃,时间为2.5-10小时。

    根据本发明的方法,所述具有表面活性功能的聚合物的制备方法还可以
    包括:将经聚合反应后得到的胶块依次进行切割、造粒、粉碎并过筛得到所
    述具有表面活性功能的聚合物成品。

    本发明对所述切割、造粒、粉碎并过筛的方法没有特别的限定,本领域
    技术人员可以按照本领域常规方式进行合理地选择。

    本发明还提供了上述具有表面活性功能的聚合物作为驱油剂的应用。具
    体的应用方法为本领域技术人员所熟知的技术。本发明的所述具表面活性功
    能的聚合物可以用作聚合物驱油剂,尤其适用于中低渗透油藏,在三次采油
    中能够进一步提高原油采收率。

    以下将通过实施例对本发明进行详细描述。

    以下实施例和对比例中,在没有特别说明的情况下,所使用的各种试剂
    均为来自商购的化学纯试剂。

    以下实施例中,溶解时间按GB12500.8-89进行测定(样品质量均按样
    品内纯聚合物质量计),测得制得的粉末状样品溶解时间均小于2小时;

    在以下实施例中,使用乌氏粘度计采用一点法对聚合物的粘均分子量进
    行测试;

    在测试温度(80℃)下用Brookfield粘度计测定聚合物溶液的表观粘度,
    具体方法为:将具有表面活性功能的聚合物溶解在矿化度为25000mg/L的盐
    水中配制成浓度为1500mg/L的溶液,测定该聚合物溶液的表观粘度,其中,
    矿化度是指模拟地层水中Na+、Ca2+、Mg2+和Cl-等无机离子含量的总和。其
    中,Ca2+和Mg2+的离子含量之和为800mg/L,其余为Na+和Cl-;

    在测试温度(25℃)下用DCAT-21表面张力仪测定聚合物溶解于纯水
    中的水溶液的表面张力,聚合物的浓度为1500mg/L。

    本发明的实施例和对比例中2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸购自潍坊泉鑫
    化工有限公司。

    以下实施例中,式(6-1)所示结构的单体参照(Tsaur S.L.,Fitch R.M..
    Preparation and properties of polystyrene model colloids:I.Preparation of
    surface-active monomer and model colloids derived therefrom.Journal of Colloid
    and Interface Science,1987,115(2):450-462)中描述的方法制备。

    实施例1

    本实施例用于说明本发明提供的具有表面活性功能的聚合物及其制备
    方法。

    (1)将11.8g的丙烯酰胺、8.0g的2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸和0.2g
    的式(6-1)所示结构的功能单体(R7为-CH2(CH2)2CH3,n=8)加入到聚合
    反应瓶(即聚合瓶)中,加入去离子水60.0g溶解配成水溶液,再加入固体
    氢氧化钠调节pH值为6.0,得到混合物溶液;

    (2)向上述混合物溶液中依次加入1重量%的EDTA-2Na水溶液1.0g、
    1重量%的尿素水溶液0.5g,搅拌均匀,得到待聚合的溶液;

    (3)将聚合反应瓶放入恒温水浴中,通氮气驱氧30分钟后,再加入0.1
    重量%的过硫酸钾水溶液3.0g和0.1重量%的亚硫酸氢钠水溶液1.5g,于0℃
    引发反应,继续通氮气五分钟后停止,在氮气?;は?,聚合反应6小时;然
    后升温至50℃继续反应8小时,得到胶块;

    (4)取出步骤(3)得到的胶块,依次进行切割、造粒、粉碎、过筛得
    白色耐温抗盐驱油用聚合物A1。

    经测试,聚合物A1的分子量为2500万,表观粘度(80℃)为48.5mPa·s,
    表面张力为36.58mN/m,表现出优异的表面活性和耐高温高盐性能。

    对比例1

    采用与实施例1相同的方法制备聚合物,所不同的是,在步骤(1)中
    不加入式(6-1)所示结构的功能单体,形成参比聚合物DA1。

    经测试聚合物DA1的分子量为2700万,表观粘度(80℃)为30.2mPa·s,
    表面张力为68.5mN/m。

    对比例2

    采用与实施例1相同的方法制备聚合物,所不同的是,在步骤(1)中
    加入式(6-1)所示结构的功能单体5g,形成参比聚合物DA2。

    经测试聚合物DA2的分子量为1400万,表观粘度(80℃)为18.2mPa·s,
    表面张力为36.5mN/m。

    实施例2

    本实施例用于说明本发明提供的具有表面活性功能的聚合物及其制备
    方法。

    (1)将11.0g的丙烯酰胺、8.0g的2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸和1.0g
    的式(6-1)所示结构的功能单体(R7为-CH2(CH2)2CH3,n=10)加入到聚合
    反应瓶中,加入去离子水60.0g溶解配成水溶液,再加入固体氢氧化钠调节
    pH值为7.8,得到混合物溶液;

    (2)向上述混合物溶液中依次加入1重量%的EDTA-2Na水溶液1.0g、
    1重量%的尿素水溶液1.0g,搅拌均匀,得到待聚合溶液;

    (3)将聚合反应瓶放入恒温水浴中,通氮气驱氧30分钟后,加入0.1
    重量%的过硫酸铵水溶液6.0g和0.1重量%的亚硫酸氢钾水溶液3.0g,于5℃
    引发反应,继续通氮气五分钟后停止,在氮气?;は?,聚合反应6小时;然
    后升温至55℃继续反应7小时,得到胶块;

    (4)取出步骤(3)得到的胶块,依次进行切割、造粒、粉碎、过筛得
    白色耐温抗盐驱油用聚合物A2。

    经测试,聚合物A2的分子量为2300万,表观粘度(80℃)为42.6mPa·s,
    表面张力为32.46mN/m,表现出优异的表面活性和耐高温高盐性能。

    实施例3

    本实施例用于说明本发明的具有表面活性功能的聚合物及其制备方法。

    (1)将17.95g的丙烯酰胺、2.0g的2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸和0.05g
    的式(6-1)所示结构的功能单体(R7为-CH2(CH2)4CH3,n=12)加入到聚合
    反应瓶中,加入去离子水60.0g溶解配成水溶液,再加入固体氢氧化钠调节
    pH值为10.0,得到混合物溶液;

    (2)向上述混合物溶液中依次加入1重量%的EDTA-2Na水溶液2.0g、
    1重量%的尿素水溶液0.5g,搅拌均匀,得到待聚合的溶液;

    (3)将聚合反应瓶放入恒温水浴中,通氮气驱氧30分钟后,加入0.1
    重量%的过硫酸铵水溶液10.0g和0.1重量%的亚硫酸氢钠水溶液5.0g,于
    10℃引发反应,继续通氮气五分钟后停止,在氮气?;は?,聚合反应8小时;
    然后升温至70℃继续反应5小时,得到胶块;

    (4)取出步骤(3)得到的胶块,依次进行切割、造粒、粉碎、过筛得
    白色耐温抗盐驱油用聚合物A3。

    经测试,聚合物A3的分子量为2100万,表观粘度(80℃)为34.2mPa·s,
    表面张力为33.15mN/m,表现出优异的表面活性和耐高温高盐性能。

    实施例4

    本实施例用于说明本发明的具有表面活性功能的聚合物及其制备方法。

    (1)将11.98g的丙烯酰胺、8.0g的2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸和0.02g
    的式(6-1)所示结构的功能单体(R7为-CH2(CH2)6CH3,n=14)加入到聚合
    反应瓶中,加入去离子水60.0g溶解配成水溶液,再加入固体碳酸钠调节pH
    值为8.0,得到混合物溶液;

    (2)向上述混合物溶液中依次加入1重量%的EDTA-2Na水溶液0.2g、
    1重量%的尿素水溶液0.2g,搅拌均匀,得到待聚合溶液;

    (3)将聚合反应瓶放入恒温水浴中,通氮气驱氧30分钟后,加入0.1
    重量%的过硫酸铵水溶液4.0g和0.1重量%的亚硫酸氢钠水溶液2.0g,于10℃
    引发反应,继续通氮气五分钟后停止,在氮气?;は?,聚合反应7小时;然
    后升温至60℃继续反应6小时,得到胶块;

    (4)取出步骤(3)得到的胶块,切割、造粒、粉碎、过筛得白色耐温
    抗盐驱油用聚合物A4。

    经测试聚合物A4的分子量为1800万,表观粘度(80℃)为28.9mPa·s,
    表面张力为31.56mN/m,表现出优异的表面活性和耐高温高盐性能。

    实施例5

    本实施例用于说明本发明的具有表面活性功能的聚合物及其制备方法。

    (1)将13.8g的丙烯酰胺、6.0g的2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸和0.2g
    的式(6-1)所示结构的功能单体(R7为-CH2(CH2)4CH3,n=12)加入到聚合
    反应瓶(即聚合瓶)中,加入去离子水50.0g溶解配成水溶液,再加入固体
    氢氧化钠调节pH值为8.0,得到混合物溶液;

    (2)向上述混合物溶液中依次加入1重量%的EDTA-2Na水溶液0.2g、
    1重量%的尿素水溶液2.0g,搅拌均匀,得到待聚合溶液;

    (3)将聚合反应瓶放入恒温水浴中,通氮气驱氧30分钟后,再加入0.1
    重量%的过硫酸钾水溶液20.0g和0.1重量%的亚硫酸氢钠水溶液10.0g,于
    0℃引发反应,继续通氮气五分钟后停止,在氮气?;は?,聚合反应6.5小时;
    然后升温至65℃继续反应5.5小时,得到胶块;

    (4)取出步骤(3)得到的胶块,依次进行切割、造粒、粉碎、过筛得
    白色耐温抗盐驱油用聚合物A5。

    经测试,聚合物A5的粘均分子量为2000万,表观粘度(80℃)为
    31.6mPa·s,表面张力为32.89mN/m,表现出优异的表面活性和耐高温高盐
    性能。

    通过将实施例1-5以及对比例1和对比例2的结果进行对比可以看出,
    采用本发明提供的方法制备得到本发明所述的具有表面活性功能的聚合物
    具有良好的增粘性、优异的表面活性和耐高温高盐性能。

    以上详细描述了本发明的优选实施方式,但是,本发明并不限于上述实
    施方式中的具体细节,在本发明的技术构思范围内,可以对本发明的技术方
    案进行多种简单变型,这些简单变型均属于本发明的?;し段?。

    另外需要说明的是,在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特
    征,在不矛盾的情况下,可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必
    要的重复,本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

    此外,本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合,只要其
    不违背本发明的思想,其同样应当视为本发明所公开的内容。

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