專利名稱：兩親高分子及其用途的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種兩親高分子及其用途，該兩親高分子適用于油田鉆井、固井、壓裂、原油集輸、污水處理、污泥處理和造紙等領(lǐng)域，可用作強(qiáng)化采油驅(qū)油劑、稠油降粘劑、壓裂液、粘土穩(wěn)定劑、污水處理劑、造紙用助留助濾劑或補(bǔ)強(qiáng)劑等。
背景技術(shù)：
以聚合物驅(qū)為代表的化學(xué)驅(qū)是提高原油采收率技術(shù)中最有效和具潛力的措施之一。隨著聚合物驅(qū)技術(shù)的深入實(shí)施，常規(guī)驅(qū)油用聚合物體系出現(xiàn)一些問題。廣泛使用的部分水解聚丙烯酰胺聚合物在高溫高鹽油藏條件下增粘能力、熱穩(wěn)定性迅速降低，同時(shí)其本身不具有表面/界面活性，不能有效啟動油膜，挖掘剩余油的能力有限。而以聚合物為基礎(chǔ)的二元復(fù)合體系(聚合物/表面活性劑)和三元復(fù)合體系(聚合物/表面活性劑/堿)增強(qiáng)了原油采出液的乳化穩(wěn)定性，導(dǎo)致油水分離和污水處理難度增大，同時(shí)在油藏條件下容易造成組分間協(xié)同作用減弱的問題，并可能對油藏造成傷害。復(fù)合體系的應(yīng)用因而受到很大限制。如何保持高分子溶液的增粘與穩(wěn)粘性，進(jìn)一步延長油田穩(wěn)產(chǎn)期，實(shí)現(xiàn)“穩(wěn)油控水” 的戰(zhàn)略目標(biāo)，這已經(jīng)成為眾多油田開發(fā)的難點(diǎn)和關(guān)鍵。重油是非常規(guī)石油的統(tǒng)稱，包括重質(zhì)油、高粘油、油砂、天然浙青等，也就是所說的稠油、特超稠油、浙青等。在全球大約10萬億桶剩余石油資源中，70%以上是重油資源。我國陸上重油、浙青資源約占石油資源總量的20%以上，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，重油探明和控制儲量已達(dá)16億噸，重油資源已經(jīng)成為我國重要的戰(zhàn)略接替資源之一，但開采難度很大?；瘜W(xué)乳化降粘方法已經(jīng)成為重要的開采技術(shù)。高分子乳化降粘劑通常是指相對分子質(zhì)量數(shù)千以上，具有顯著表面活性的高分子表面活性劑，按離子類型可分為陰離子型、陽離子型、兩性離子型和非離子型四大類。高分子表面活性劑降低表面張力和油水界面張力的能力有限，但其具有優(yōu)良的乳化和分散稠油的能力，具有用量少、稠油降粘率高、成本較低和工藝實(shí)施簡便易行等優(yōu)點(diǎn)，近年來其研究逐漸受到關(guān)注。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明以下內(nèi)容中，除另有定義外，相同的可變基團(tuán)、分子式/結(jié)構(gòu)式等均具有相同的定義。本發(fā)明涉及一種兩親高分子，所述兩親高分子具有如下所述的重復(fù)單元調(diào)節(jié)分子量、分子量分布以及荷電特性作用的結(jié)構(gòu)單元A、高空間位阻結(jié)構(gòu)單元B和兩親結(jié)構(gòu)單元 C0在一個(gè)實(shí)施例中，所述調(diào)節(jié)分子量、分子量分布以及荷電特性作用的結(jié)構(gòu)單元A 包括(甲基)丙烯酰胺類單體單元~和/或(甲基)丙烯酸類單體單元A2 ；優(yōu)選同時(shí)包括 (甲基)丙烯酰胺類單體單元~和(甲基)丙烯酸類單體單元A2。在本領(lǐng)域中，兩親高分子的分子量通?？筛鶕?jù)需要進(jìn)行選擇，使用比較多的是100-2000萬之間。優(yōu)選的，所述(甲基)丙烯酰胺類單體單元A1具有如下式(1)所示的結(jié)構(gòu)
權(quán)利要求
1. 一種兩親高分子，其特征在于具有調(diào)節(jié)分子量與分子量分布以及荷電特性作用的結(jié)構(gòu)單元A、高空間位阻結(jié)構(gòu)單元B和兩親結(jié)構(gòu)單元C作為重復(fù)結(jié)構(gòu)單元。所述高空間位阻結(jié)構(gòu)單元B含有結(jié)構(gòu)G和式(4)所示的結(jié)構(gòu)，其中所述結(jié)構(gòu)G為以主鏈相鄰兩個(gè)碳原子為基礎(chǔ)形成的環(huán)狀烴結(jié)構(gòu)或選自式(3)表示的結(jié)構(gòu)
2.如權(quán)利要求1所述的兩親高分子，其特征在于所述起調(diào)節(jié)分子量、分子量分布以及荷電特性作用的結(jié)構(gòu)單元A包括(甲基)丙烯酰胺類單體單元A1和/或(甲基)丙烯酸類單體單元A2。
3.如權(quán)利要求1所述的兩親高分子，其特征在于所述兩親結(jié)構(gòu)單元C具有式(8)所示的結(jié)構(gòu)
4.如權(quán)利要求2所述的兩親高分子，其特征在于以兩親高分子所有重復(fù)單元總數(shù)為 100mol%計(jì)，所述(甲基)丙烯酰胺類單體單元A1在整個(gè)兩親高分子所有重復(fù)單元中所占的摩爾百分?jǐn)?shù)為70-99mOl%;所述(甲基)丙烯酸類單體單元A2在整個(gè)兩親高分子所有重復(fù)單元中所占的摩爾百分?jǐn)?shù)為l-30mOl%。
5.如權(quán)利要求1所述的兩親高分子，其特征在于結(jié)構(gòu)G在整個(gè)兩親高分子所有重復(fù)單元中所占的摩爾百分?jǐn)?shù)為0.02-anOl<% ；式(4)所示的結(jié)構(gòu)在整個(gè)兩親高分子所有重復(fù)單元中所占的摩爾百分?jǐn)?shù)為0. 05-5mol%。
6.如權(quán)利要求3所述的兩親高分子，其特征在于以兩親高分子所有重復(fù)單元總數(shù)為 IOOmol %計(jì)，所述式(8)表示的結(jié)構(gòu)單元在整個(gè)兩親高分子所有重復(fù)單元中所占的摩爾百分?jǐn)?shù)為 0. 05-10mol%o
7.如權(quán)利要求1所述的兩親高分子，其特征在于所述調(diào)節(jié)分子量、分子量分布以及荷電特性作用的結(jié)構(gòu)單元A具有如下式(2)所示的結(jié)構(gòu)
8.如權(quán)利要求1所述的兩親高分子，其特征在于所述以主鏈相鄰兩個(gè)碳原子為基礎(chǔ)形成的環(huán)狀烴結(jié)構(gòu)選自
9.如權(quán)利要求1所述的兩親高分子，其特征在于所述高空間位阻結(jié)構(gòu)單元B具有式 (J)所示的結(jié)構(gòu)
10.如權(quán)利要求3所述的兩親高分子，其特征在于=Rltl與R11組成的結(jié)構(gòu)可選自-O(CH2) gN+ (CH3) 2 (CH2) hCH3r、-NH (CH2) (CH3) 2 (CH2) jCH3X\ _0 (CH2) kN+ ((CH2) PCH3) _0 (CH2) qN+ (CH3) 2 (CH2) α CH (SO3H) CH2 (EO) 0 (PO) Y (CH2) δ CH3X\ -NH (CH2) qN+ (CH3) 2 (CH2) α CH (SO3H) CH2 (EO) 0 (PO) γ (CH2) δ CH3X\ _0 (CH2) qN+ (CH3) 2 (CH2) α CH (COOH) CH2 (EO) 0 (PO) γ (CH2) δ CH3r、-NH (CH2) qN+ (CH3) 2 (CH2) α CH (COOH) CH2 (EO) 0 (PO) γ (CH2) δ CH3F、-0 (CH2) 2Ν+ (CH3) 2 (CH2) ε SO” - (OCH (CH2N+ (CH3) 2 (CH2) ζ CH3CF) CH2) ηO(CH2) 0 CH3、- (OCH (CH2N+ ((CH2) λ CH3) 3CD CH2) ,0 (CH2) κ CH3、-OCH (CH2N+ (CH3) 2 (CH2) rCH3Xl) 2、-OCH (CH2N+ ((CH2) SCH3) 3Χ_)) 2 ；其中，g、i、k、q分別為1-6的整數(shù)；h、j分別為3-21的整數(shù)；ρ為3_9的整數(shù)；α為 1-12的整數(shù)；β、γ分別為0-40的整數(shù)；δ為0-21的整數(shù)；ε為4_18的整數(shù)；ζ為1_21 的整數(shù)；η、ι分別為1-30的整數(shù)；θ、κ分別為3-21的整數(shù)；λ為0_9的整數(shù)；r為3_21 的整數(shù)；s為3-9的整數(shù)；X—為CF或Br—。
11.如權(quán)利要求1所述的兩親高分子，其特征在于所述兩親高分子具有式(9)所示的結(jié)構(gòu)
12.如權(quán)利要求1所述的兩親高分子，所述高分子是下述式(I)-(X)化合物
13.如權(quán)利要求1-12任一項(xiàng)所述的兩親高分子，其特征在于分子量為100萬-2000萬之間。
14.權(quán)利要求1-13任一項(xiàng)所述的兩親高分子的用途，其特征在于用于油田鉆井、固井、壓裂、原油集輸、污水處理、污泥處理和造紙，或用作強(qiáng)化采油驅(qū)油劑、稠油降粘劑、壓裂液、粘土穩(wěn)定劑、污水處理劑、造紙用助留助濾劑或補(bǔ)強(qiáng)劑。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種兩親高分子及其用途。該兩親高分子具有重復(fù)結(jié)構(gòu)單元調(diào)節(jié)分子量與分子量分布以及荷電特性作用的結(jié)構(gòu)單元、高空間位阻結(jié)構(gòu)單元和兩親結(jié)構(gòu)單元，適用于油田鉆井、固井、壓裂、原油集輸、污水處理、污泥處理和造紙等領(lǐng)域，可用作強(qiáng)化采油驅(qū)油劑、稠油降粘劑、壓裂液、粘土穩(wěn)定劑、污水處理劑、造紙用助留助濾劑或補(bǔ)強(qiáng)劑等。
文檔編號C08F220/56GK102432749SQ20111021036
公開日2012年5月2日 申請日期2011年7月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月26日
發(fā)明者史學(xué)峰, 徐曉慧, 楊慧, 王毅琳, 王金本, 閆海科 申請人:中國科學(xué)院化學(xué)研究所