兩親嵌段t型聚合物及其制備方法
【專利摘要】本發明提供一種兩親嵌段T型聚合物及其制備方法，屬于石油開采【技術領域】。所述兩親嵌段T型聚合物包括至少一個以丙烯酰胺為單體單元的嵌段（A），至少一個以烯烷基酚聚氧乙烯醚為單體單元的嵌段（B）和至少一個以2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸為單體單元的嵌段（C）。采用本發明所述兩親嵌段T型聚合物作為驅油劑時，其受外界金屬離子的影響較小，具有良好的抗鹽性，且T型結構可以形成具有分子間締合的可逆超分子聚集網絡結構，可以有效的提高聚合物的耐溫抗鹽性能。
【專利說明】兩親嵌段T型聚合物及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種兩親嵌段T型聚合物及制備方法，屬于石油開采【技術領域】。
【背景技術】
[0002]目前，我國大多數主力油田的開采已經進入后期，現有的注水工藝已經不能滿足油田發展的需求，聚合物驅已經成為我國油田提高采收率的一種重要手段，國內外研究人員在驅油用聚合物方面都進行了大量的研究。目前，驅油用聚合物主要為超高分子量的部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)，它是由丙烯酰胺均聚或由丙烯酰胺與丙烯酸共聚，然后再水解得到的線型結構高分子聚合物。
[0003]然而由于HPAM在高溫條件下極易發生水解，使得HPAM的表觀黏度受溫度影響較大，溫度越高，HPAM的表觀黏度越低，經研究發現HPAM在濃度為2.0g/L、溫度為30° C的條件下，溶液表觀粘度為137 mPa.S，升溫至80°C時，溶液粘度下降到65 mPa.S。而由于我國許多油藏都具有溫度高的特點，部分油藏的溫度甚至高達90°C以上，因此在這些高溫油藏中，HPAM的表觀黏度會急速下降，而表觀黏度越低，越不利于其發揮驅油的作用。此外，HPAM除了受溫度影響較大外，礦化度也是影響HPAM的粘度的主要原因，油藏的礦化度越高，其含有的金屬離子的量越大，經研究發現油藏中的金屬離子和HPAM中的羧基能夠產生締合作用，而一旦HPAM中的羧基與金屬離子締合，則會導致聚合物大分子鏈之間收縮成線團，從而使得HPAM的黏度大大降低，進而影響其驅油效果。
[0004]由于HPAM存在上述不足，使得其很難應用于高溫、高礦化度的油藏。為了提高驅油用聚合物的耐溫抗鹽性能，人們開始研究對聚丙烯酰胺進行改性，以解決其在高溫高礦化度下黏度降低的問題。諸如，中國專利文獻CN102796222A公開了一種疏水締合聚丙烯酰胺的合成方法，具體包括如下·步驟:(1)用丙烯酰胺為主要單體，2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸為共聚單體，通過反相乳液法制備不同陰離子度的聚丙烯酰胺反相乳液；(2)將長鏈烷基仲胺與多聚甲醛或甲醛水溶液反應，制得疏水官能團化試劑；(3)將二甲胺水溶液與多聚甲醛在一定條件下反應；待多聚甲醛完全溶解后，加入甲醛穩定劑攪拌，制得陽離子官能團化試劑；(4)將步驟(1)制得的聚丙烯酰胺反相乳液、步驟(2)制得的疏水官能團化試劑、步驟(3)制得的陽離子官能團化試劑在一定條件下反應，制得疏水締合聚丙烯酰胺反相乳液。
[0005]上述技術采用反相乳液聚合法制備得到陰離子聚丙烯酰胺反相乳液產品，之后加入疏水官能團化試劑，再加入陽離子官能團化試劑對乳液進行改性，從而制備得到疏水締合聚丙烯酰胺反相乳液產品。該疏水締合聚丙烯酰胺反相乳液產品用于高溫高礦化度的油藏進行驅油作業時，可以在一定程度上提高其耐溫耐鹽性能。但是上述技術制備得到的疏水締合聚合物在高礦化度的條件下，鹽對離子的靜電屏蔽作用可以使得離子間的靜電排斥作用減弱，從而使得分子鏈變得卷曲，疏水締合作用減弱，抗鹽性能下降。
[0006]現有技術中，還有將表面活性劑與聚合物復配用于高溫高鹽油藏驅油的報道。例如中國專利文獻CN103032055A公開了一種使用含磺酸鹽陰非離子表面活性劑組合物的的嵌段C ；
構式為
驅油方法，該方法具體包括將0.01~5.0份的烷基酚聚氧乙烯醚苯磺酸鹽、0.01~3.0份的選自高分子量陰離子聚丙烯酰胺、改性聚丙烯酰胺或黃原膠中的一種或兩種的聚合物、90~99.9份的水混合，形成組合物后，用于溫度為45~75°C、注入水的總礦化度為15000 ~32000mg/L、Mg2+ 含量為 500 ~1200mg/L、Ca2+ 含量為 200 ~500mg/L、水型為 MgCl2型的油田驅油。
[0007]上述技術中，通過在聚合物中加入烷基酚聚氧乙烯醚苯磺酸鹽表面活性劑，形成二元復合驅體系，其與原油能形成超低界面張力，用于高溫、高鹽油藏驅油時，預測可以提高原油采收率達19.5%，具有較好的技術效果。但是上述技術中，加入的烷基酚聚氧乙烯醚苯磺酸鹽表面活性劑作為二元驅油劑的組分之一，由于其分子鏈上含有陰離子基團，其在高鹽油藏中，極易與陽離子如Ca2+、Mg2+結合，形成沉淀，進而會導致二元驅油劑的驅油效果降低，而形成的沉淀還極易造成油層堵塞，影響驅油效果。
【發明內容】
[0008]本發明所要解決的技術問題是現有技術中聚丙烯酰胺在用于高溫高鹽油藏驅油時，存在抗鹽性能低、驅油效果差的問題，進而提供一種可有效用于高溫高鹽油藏驅油的兩親嵌段T型聚合物及其制備方法。
[0009]為了解決上述技術問題，本發明提供了一種兩親嵌段T型聚合物，所述聚合物包括至少一個結構式為
【權利要求】
1.一種兩親嵌段T型聚合物，其特征在于，所述聚合物包括至少一個結構式為'CH1-CiI—的嵌段A,至少一個結構式為
2.根據權利要求1所述兩親嵌段T型聚合物，其特征在于，所述兩親嵌段T型聚合物的結構式為-A-B-C-或-A-C-B-。
3.根據權利要求1或2所述兩親嵌段T型聚合物，其特征在于，所述兩親嵌段T型聚合物的粘均分子量為400萬~960萬。
4.權利要求1或2或3所述兩親嵌段T型聚合物的制備方法，包括如下步驟:(1)將丙烯酰胺、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸溶于水中，混合均勻，得到混合溶液；(2)調節所述步驟(1)中的混合溶液的pH值至4~10，向混合溶液中通入惰性氣體保護；(3)將表面活性劑、烯烷基酚聚氧乙烯醚混合均勻，得到混合物溶液；(4)將引發劑溶于水中，得到引發劑水溶液；(5)在30~50°C下，將所述步驟(3)中的混合物溶液和所述步驟(4)中的引發劑水溶液滴加至經所述步驟(2 )處理后的混合溶液中，攪拌均勻，繼續通入惰性氣體至混合溶液中不含氧氣；(6)將經所述步驟(5)處理后的混合溶液在30~50°C下反應，并保溫6~10h，反應結束后，產物經洗滌、干燥、造粒，制備得到兩親嵌段T型聚合物。
5.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，所述步驟(1)中，以質量計，所述丙烯酰胺、所述2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸和所述蒸餾水添加量的比值為(10~15):(0.2~5.0):(20 ~500)。
6.根據權利要求4或5所述的方法，其特征在于，所述步驟(2)中，用KOH或NaOH調節混合溶液的pH值至4~10。
7.根據權利要求4~6任一所述的方法，其特征在于，以質量計，所述步驟(1)中的丙烯酰胺與所述步驟(3)中的烯烷基酚聚氧乙烯醚和表面活性劑的添加量的比值為(10~15):(0.02 ~5):(0.01 ~I)。
8.根據權利要求4~7任一所述的方法，其特征在于，所述烯烷基酚聚氧乙烯醚的結構其中，m2為6~14，n2為8~14。
9.根據權利要求4~8任一所述的方法，其特征在于，以質量計，所述丙烯酰胺添加量與所述引發劑添加量的比值為(10~15):(0.007~0.015)。
10.根據權利要求4~9任一所述的方法，其特征在于，所述表面活性劑為十二烷基硫酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉、十二烷基磺酸鈉中的一種或幾種；所述引發劑為K2S208-NaHS03、K2S2O8、偶氮二異丁脒鹽酸鹽、偶氮二異丁腈中的一種或幾種。
【文檔編號】C09K8/588GK103570887SQ201310519637
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2013年10月29日 優先權日:2013年10月29日
【發明者】王增林, 田玉芹, 汪云家, 朱榮嬌, 吳偉, 李健康, 陳雷, 杜立濱, 仇東旭, 安申法, 張小衛, 宋岱峰 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勝利油田分公司采油工藝研究院