一種無規(guī)共聚物及其制備方法和應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種無規(guī)共聚物、一種無規(guī)共聚物的制備方法、由上述方法制備得到 的無規(guī)共聚物以及所述無規(guī)共聚物作為聚合物驅(qū)油劑的應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002] 自由基聚合是制備乙烯基聚合物最有效的方法之一。目前使用的乙烯基聚合物中 有70%以上是通過自由基聚合得到的。常見的自由基聚合方法主要有本體法、溶液法、乳液 法和懸浮法。根據(jù)聚合是否加入其他單體，自由基聚合又可分為均聚和共聚兩種。自由基 聚合有許多優(yōu)點，如適用單體多、聚合條件溫和、聚合工藝簡單、其重現(xiàn)性好等，因而自上世 紀(jì)50年代以來已成為工業(yè)生產(chǎn)高分子產(chǎn)品的重要技術(shù)，其被廣泛應(yīng)用于石油、采礦、造紙、 水處理和紡織等行業(yè)中。
[0003] 在國內(nèi)油田已普遍進(jìn)入高含水開發(fā)期的今天，使用以聚合物驅(qū)為主要代表的化學(xué) 驅(qū)來提高原油采收率技術(shù)已經(jīng)日見成效。目前，常用的驅(qū)油聚合物主要有兩類：一是以聚丙 烯酰胺（PAM)以及部分水解聚丙烯酰胺（HPAM)為代表的合成聚合物。但HPAM耐溫抗鹽性 能不理想，油藏條件下的極限使用溫度僅為75°C，有鹽存在時粘度劇烈下降，二價金屬離子 還會使其產(chǎn)生沉淀而喪失粘度。另外，HPAM在剪切作用下會發(fā)生分子鏈斷裂，導(dǎo)致其增粘 能力降低。研究表明，HPAM的耐溫性、抗鹽性和抗剪切性等性能較差，使其應(yīng)用條件受到限 制。二是以黃胞膠為代表的生物聚合物。黃胞膠具有一定的抗鹽耐剪切性能，但黃胞膠在高 溫地層內(nèi)會發(fā)生熱氧化降解，用于三次采油的地層溫度一般不宜高于60°C。另外黃胞膠的 價格是HPAM的5倍，也限制了它的推廣。因此，為了解決上述問題、提高三類油藏采收率， 研究并開發(fā)出增粘性能好、耐熱、抗鹽、使用性能優(yōu)良并且價格低廉等綜合性能良好的聚合 物驅(qū)油劑已經(jīng)成為工業(yè)界、學(xué)術(shù)界研發(fā)的重點方向。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是為了提供一種分子量大、表觀粘度高并具有優(yōu)異的耐熱性能和耐 鹽性能的無規(guī)共聚物及其制備方法和應(yīng)用。
[0005] 本發(fā)明提供了一種無規(guī)共聚物，其中，該無規(guī)共聚物含有式（1)所示的結(jié)構(gòu)單元和 /或式（2)所示的結(jié)構(gòu)單元以及式（3)所示的結(jié)構(gòu)單元；且以所述無規(guī)共聚物中結(jié)構(gòu)單元的 總摩爾數(shù)為基準(zhǔn)，式（1)所示的結(jié)構(gòu)單元和式（2)所示的結(jié)構(gòu)單元的總含量為10-99. 8摩 爾％，優(yōu)選為70-99. 8摩爾％ ;式（3)所示的結(jié)構(gòu)單元的含量為0. 2-90摩爾％，優(yōu)選為0. 2-30 摩爾％ ;所述無規(guī)共聚物的粘均分子量為1200萬-3000萬，優(yōu)選為1200萬-2500萬；
[0006]
【主權(quán)項】
1. 一種無規(guī)共聚物，其特征在于，所述無規(guī)共聚物含有式（1)所示的結(jié)構(gòu)單元和/或式 (2)所示的結(jié)構(gòu)單元以及式（3)所示的結(jié)構(gòu)單元；且以所述無規(guī)共聚物中結(jié)構(gòu)單元的總摩 爾數(shù)為基準(zhǔn)，式（1)所示的結(jié)構(gòu)單元和式（2)所示的結(jié)構(gòu)單元的總含量為10-99. 8摩爾％， 優(yōu)選為70-99. 8摩爾％ ;式（3)所示的結(jié)構(gòu)單元的含量為0. 2-90摩爾％，優(yōu)選為0. 2-30摩 爾％ ;所述無規(guī)共聚物的粘均分子量為1200萬-3000萬，優(yōu)選為1200萬-2500萬；
其中，札為Q-Q的亞烷基；R2和R3相同或不同，并各自獨立地為Q-Q的烷基戽為H、K或Na;n為1-5的整數(shù)，m為1-10的整數(shù)； 優(yōu)選地，&為的亞烷基；R2和R3相同或不同，并各自獨立地為的烷基；Mi為H、K或Na;n為0或1，m為4-8的整數(shù)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的無規(guī)共聚物，其中，所述無規(guī)共聚物同時含有式（1)所示的結(jié) 構(gòu)單元、式（2)所示的結(jié)構(gòu)單元以及式（3)所示的結(jié)構(gòu)單元；優(yōu)選地，式（1)所示的結(jié)構(gòu)單元 與式（2)所示的結(jié)構(gòu)單元的摩爾比為1-10 :1。
3. -種無規(guī)共聚物的制備方法，該方法包括在烯烴聚合反應(yīng)條件下和在引發(fā)劑的存在 下，將單體混合物在含水溶劑中進(jìn)行聚合反應(yīng)，得到粘均分子量為1200萬-3000萬、優(yōu)選為 1200萬-2500萬的無規(guī)共聚物；所述單體混合物含有式（4)所示的單體和/或式（5)所示 的單體以及式（6)所示的單體，且以所述單體混合物的總摩爾數(shù)為基準(zhǔn)，式（4)所示的單體 和式（5)所示的單體的總用量為10-99. 8摩爾％，優(yōu)選為70-99. 8摩爾％;式（6)所示的單 體的用量為〇. 2-90摩爾％，優(yōu)選為0. 2-30摩爾％;
其中，Ri為Q-Q的亞烷基；R2和R3相同或不同，并各自獨立地為Q-Q的烷基戽為H、K或Na;n為1-5的整數(shù)，m為1-10的整數(shù)； 優(yōu)選地，&為的亞烷基；R2和R3相同或不同，并各自獨立地為的烷基；Mi為H、K或Na;n為0或1，m為4-8的整數(shù)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其中，所述單體混合物中同時含有式（4)所示的單 體、式（5)所示的單體以及式（6)所示的單體；優(yōu)選地，式（4)所示的單體與式（5)所示的單 體的摩爾比為1-10 :1。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的制備方法，其中，式（6)所示的單體按照以下方法制備得 到： (1) 在酰胺化反應(yīng)條件下，將具有式（II)所示結(jié)構(gòu)的芳香二胺與丙烯酰氯接觸，得到具 有式(III)所示結(jié)構(gòu)的中間體M;
(2) 在縮合反應(yīng)條件下，將所述中間體M與具有式(IV)所示結(jié)構(gòu)的二元脂肪酸接觸； HOOCHag^-COOH式（IV) 其中，n為1-5的整數(shù)，m為1-10的整數(shù)；優(yōu)選地，n為0或1,m為4-8的整數(shù)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備方法，其中，步驟（1)中，所述芳香二胺與丙烯酰氯的 摩爾比為1 :1-1. 2 ;優(yōu)選地，所述酰胺化反應(yīng)條件包括：反應(yīng)溫度為80-1KTC，反應(yīng)時間為 4-8小時。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備方法，其中，步驟（2)中，所述二元脂肪酸與芳香二胺的 摩爾比為1 :1-1. 2 ;優(yōu)選地，所述縮合反應(yīng)條件包括：反應(yīng)溫度為110-160°C,反應(yīng)時間為 2-6小時。
8. 根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的方法，其中，所述聚合反應(yīng)的反應(yīng)體系的pH值為4-11， 所述聚合反應(yīng)在惰性氣氛中進(jìn)行；所述聚合反應(yīng)包括依次進(jìn)行的兩個階段，第一階段的反 應(yīng)條件包括：反應(yīng)溫度為0_20°C，反應(yīng)時間為1-8小時；第二階段的反應(yīng)條件包括：反應(yīng)溫 度為40-80°C，反應(yīng)時間為1-4小時。
9. 由權(quán)利要求3-8中任意一項所述的方法制備得到的無規(guī)共聚物。
10. 權(quán)利要求1、2或9所述的無規(guī)共聚物作為聚合物驅(qū)油劑的應(yīng)用。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種無規(guī)共聚物、一種無規(guī)共聚物的制備方法、由上述方法制備得到的無規(guī)共聚物以及所述無規(guī) 共聚物作為聚合物驅(qū)油劑的應(yīng)用。所述無規(guī)共聚物含有式（1）所示的結(jié)構(gòu)單元和/或式（2）所示的結(jié)構(gòu)單元以及式（3）所示的結(jié)構(gòu)單元；且以所述無規(guī)共聚物 中結(jié)構(gòu)單元的總摩爾數(shù)為基準(zhǔn)，式（1）所示的結(jié)構(gòu)單元和式（2）所示的結(jié)構(gòu)單元的總含量為10-99.8摩爾%，式（3）所示的結(jié)構(gòu)單元的含量為 0.2-90摩爾%；所述無規(guī)共聚物的粘均分子量為1200萬-3000萬。本發(fā)明提供的無規(guī)共聚物在高溫、高礦化度條件下仍然具有較高的表觀粘度。
【IPC分類】C09K8-588, C08F220-58, C08F220-60, C08F220-56
【公開號】CN104558400
【申請?zhí)枴緾N201310479203
【發(fā)明人】趙方園, 林蔚然, 伊卓, 劉希
【申請人】中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司北京化工研究院
【公開日】2015年4月29日
【申請日】2013年10月14日