本發(fā)明屬于油田化學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種用于提高采收率的抗高鹽梳型微嵌段疏水締合聚合物及其制備方法。

背景技術(shù)：

隨著國(guó)內(nèi)石油開(kāi)采的不斷進(jìn)行，很多油田都已進(jìn)入二次甚至三次采油階段，采油作業(yè)中所需要面對(duì)的油藏條件越來(lái)越惡劣，因此，如何有效解決在三次采油中高溫、高鹽對(duì)聚合物性能的影響已經(jīng)成為三次采油領(lǐng)域中必須高度重視并及時(shí)解決的問(wèn)題之一。目前采油作業(yè)中使用的聚合物如聚丙烯酰胺、部分水解聚丙烯酰胺等，難以滿足高溫高鹽條件下聚合物驅(qū)的要求，各種新型聚合物應(yīng)運(yùn)而生。

作為新型聚合物中的一種，疏水締合聚合物具有優(yōu)異的抗鹽性、較好的耐溫性而得到較多的關(guān)注。目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)于疏水締合聚合物進(jìn)行了廣泛的研究，并取得一定成果，如申請(qǐng)?zhí)枮?01310511262.X的《一種鉆井液用梳型聚合物乳液及制備方法》、申請(qǐng)?zhí)枮?01511018952.7的《一種疏水締合聚合物及其制備方法》、申請(qǐng)?zhí)枮?01510939687.X的《一種含氟雙尾疏水締合聚合物及其制備方法》等所公開(kāi)的聚合物均具有一定抗溫抗鹽功能，但目前的這些疏水締合聚合物也存在著一定缺陷：在礦化度較高，特別是硬度較高的水中，黏度降低幅度較大；隨溫度的升高，聚合物黏度下降較快，黏度較低；在高溫高鹽雙重條件下，黏度降幅較大，黏度低。因而，如何進(jìn)一步提高疏水締合聚合物的耐溫抗鹽性，以滿足日益惡劣的油藏條件，是一個(gè)極具挑戰(zhàn)的研究?jī)?nèi)容，也是油田生產(chǎn)中亟待解決的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)上述問(wèn)題，為克服現(xiàn)有技術(shù)不足，本發(fā)明的目的在于提供一種抗高鹽梳型微嵌段疏水締合聚合物，梳型結(jié)構(gòu)能夠提高聚合物分子鏈的剛性，提高了聚合物的耐溫性、增黏性和抗鹽性，微嵌段的疏水結(jié)構(gòu)賦予了聚合物優(yōu)異的抗鹽性、增黏性，可以有效降低聚合物的用量，將二者的優(yōu)勢(shì)結(jié)合，制備出了可用于油田化學(xué)驅(qū)的耐溫抗鹽聚合物。

本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提供該抗高鹽梳型微嵌段疏水締合聚合物的制備方法，將丙烯酰胺、丙烯酸、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)等水溶性單體用蒸餾水溶解，調(diào)節(jié)pH后加入一定量非離子表面活性單體、陽(yáng)離子疏水單體、油溶性疏水單體(PETMAM)、十二烷基磺酸鈉(SDS)，攪拌均勻后，加入光引發(fā)劑，在光引發(fā)條件下進(jìn)行聚合。該方法原理可靠，操作方便，具有廣闊的應(yīng)用前景。

為了達(dá)到上述技術(shù)目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種抗高鹽梳型微嵌段疏水締合聚合物，其結(jié)構(gòu)式如下：

式中：x，y，z為結(jié)構(gòu)單元數(shù)，x為70％～85％，y為15％～30％，m+z為0.1％～0.5％，x+y+z+m＝1；聚合物粘均分子量為200～1000萬(wàn)；R為疏水烷基鏈，碳原子數(shù)為8～16。

采用混合膠束聚合的方法制備雙尾型丙烯酰胺類疏水締合聚合物：在含有丙烯酰胺、丙烯酸等水溶性單體的水溶液中，加入表面活性劑(SDS)以及陽(yáng)離子疏水單體以及非離子表面活性單體形成混合膠束，將雙尾型疏水單體N-芳香基-N-烷基(甲基)丙烯酰胺(PEMAM)增溶在混合膠束內(nèi)，進(jìn)而通過(guò)光引發(fā)的方式，將疏水單體與水溶性單體進(jìn)行共聚，得到梳型微嵌段疏水締合聚合物。

一種抗高鹽梳型微嵌段疏水締合聚合物的制備方法，依次包括以下步驟：

S1、室溫環(huán)境下，在蒸餾水中加入丙烯酰胺(AM)、丙烯酸(AA)攪拌均勻，用NaOH調(diào)節(jié)pH值為6～8，再加入十二烷基硫酸鈉(SDS)、陽(yáng)離子疏水單體、非離子表面活性單體、雙尾型疏水單體N-芳香基-N-烷基(甲基)丙烯酰胺(PEMAM)攪拌至溶液澄清透明；

S2、通氮?dú)?5min，除去水中的溶解氧；加入光引發(fā)劑，置于光引發(fā)裝置下反應(yīng)3～4h，反應(yīng)溫度為室溫，得到白色聚合物膠體，即為梳型微嵌段疏水締合聚合物。

上述步驟的反應(yīng)原理如下：

式中x，y，z為結(jié)構(gòu)單元數(shù)，x為70％～85％，y為15％～30％，m+z為0.1％～0.5％，x+y+z+m＝1；聚合物粘均分子量為200～1000萬(wàn)；a為7、9、11或13，b為10～30，c為1、2或3。

進(jìn)一步的，所述步驟S1中，反應(yīng)單體總質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25％，其中丙烯酰胺17.5％～21.25％，丙烯酸3.75％～7.5％，表面活性單體(Surfmer)和N-芳香基-N-烷基(甲基)丙烯酰胺占總單體的摩爾分?jǐn)?shù)為0.1％～0.5％，表面活性劑(SDS)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0～1％。

進(jìn)一步的，所述步驟S2中，所述光引發(fā)劑為2-羥基-4'-(2-羥乙氧基)-2-甲基苯丙酮(Irgacure 2959)。

因結(jié)構(gòu)中親水、疏水基團(tuán)的相互排斥作用，使梳型聚合物具有較好的耐溫性；因疏水締合作用，使疏水締合聚合物擁有優(yōu)異的抗鹽性；將二者的優(yōu)勢(shì)結(jié)合，有望制備出耐溫抗鹽的新型聚合物。將非離子表面活性單體以及一種雙尾型疏水單體同時(shí)引入到聚合物分子主鏈中，合成了一種梳型微嵌段疏水締合聚合物。表面活性單體的長(zhǎng)側(cè)鏈賦予聚合物梳型結(jié)構(gòu)，可以獲得較好的耐溫性；表面活性單體的疏水基團(tuán)遠(yuǎn)離雙鍵，受聚合物分子鏈卷曲屏蔽作用較小，具有較強(qiáng)的疏水締合作用，起到很好的增黏性；表面活性單體中的乙氧基可以絡(luò)合鹽水中的二價(jià)離子，起到很好的抗鹽作用；雙尾型疏水單體，具有較強(qiáng)的疏水締合作用；同時(shí)利用陽(yáng)離子單體與表面活性劑(SDS)形成混合膠束，增大膠束空腔體積，擴(kuò)大疏水微嵌段的長(zhǎng)度，增強(qiáng)增黏性。上述優(yōu)勢(shì)結(jié)合，可以顯著提高疏水締合聚合物的增黏性以及耐溫抗鹽性。

本發(fā)明的有益之處在于：

1、與現(xiàn)有的疏水單體相比，本發(fā)明采用的三種疏水單體，非離子表面活性單體分子鏈較長(zhǎng)，聚合后使聚合物具有長(zhǎng)側(cè)鏈的梳型結(jié)構(gòu)，并且疏水基團(tuán)遠(yuǎn)離聚合物分子主鏈，減弱了分子鏈卷曲對(duì)疏水締合作用的影響，聚合物的增黏性得到增強(qiáng)；

2、該單體中的乙氧基在鹽溶液中可以產(chǎn)生螯合作用和氫鍵作用，賦予了聚合物優(yōu)異的增黏性和抗鹽性；

3、雙尾型疏水單體(PEMAM)具有雙尾結(jié)構(gòu)和苯環(huán)結(jié)構(gòu)，以微嵌段的形式無(wú)規(guī)分布在聚合物分子主鏈上，能有效降低聚合物的臨界締合濃度、增強(qiáng)了疏水締合作用；

4、陰陽(yáng)離子表面活性劑復(fù)配可以有效增大膠束體積，有助于疏水微嵌段長(zhǎng)度的增加；

5、三種疏水單體的共同作用，賦予了梳型微嵌段疏水締合聚合物優(yōu)異的增黏性和耐溫抗鹽性；

6、所述梳型微嵌段疏水締合聚合物擬用于油田開(kāi)發(fā)中作為提高原油采收率的驅(qū)油劑，具有廣闊的應(yīng)用前景。

附圖說(shuō)明

圖1為梳型微嵌段疏水締合聚合物的紅外譜圖；

圖2為梳型微嵌段疏水締合聚合物的黏度-濃度關(guān)系曲線；

圖3為溫度對(duì)梳型微嵌段疏水締合聚合物黏度的影響；

圖4為氯化鈉對(duì)梳型微嵌段疏水締合聚合物黏度的影響；

圖5為鈣鎂離子對(duì)梳型微嵌段疏水締合聚合物黏度的影響。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。

實(shí)施例1：

一種抗高鹽梳型微嵌段疏水締合聚合物的制備：

稱取10.625g丙烯酰胺(AM)、1.875g丙烯酸(AA)，加蒸餾水?dāng)嚢杈鶆颍{(diào)節(jié)pH值為7；加入0.1g N-苯乙基-N-十四烷基甲基丙烯酰胺(PETMAM)、0.4g非離子表面活性單體(b為20)、0.01g陽(yáng)離子疏水單體(R個(gè)數(shù)為14)和0.2g十二烷基硫酸鈉(SDS)，添加一定量蒸餾水，使溶液體積達(dá)到50mL，攪拌至溶液澄清透明；通氮?dú)?5min，除去水中的溶解氧；加入引發(fā)劑Irgacure 2959，置于光引發(fā)裝置下，反應(yīng)4h。

實(shí)施例2：

稱取8.75g丙烯酰胺(AM)、3.75g丙烯酸(AA)，加蒸餾水?dāng)嚢杈鶆?，調(diào)節(jié)pH值為7；加入0.1g N-苯乙基-N-十四烷基甲基丙烯酰胺(PETMAM)、0.4g非離子表面活性單體(b為20)、0.01g陽(yáng)離子疏水單體(R個(gè)數(shù)為14)和0.2g十二烷基硫酸鈉(SDS)，添加一定量蒸餾水，使溶液體積達(dá)到50mL，攪拌至溶液澄清透明；通氮?dú)?5min，除去水中的溶解氧；加入引發(fā)劑Irgacure 2959，置于光引發(fā)裝置下，反應(yīng)4h。

實(shí)施例3：

稱取10g丙烯酰胺(AM)、2.5g丙烯酸(AA)，加蒸餾水?dāng)嚢杈鶆?，調(diào)節(jié)pH值為7；加入0.1g N-苯乙基-N-十四烷基甲基丙烯酰胺(PETMAM)、0.4g非離子表面活性單體(b為20)、0.01g陽(yáng)離子疏水單體(R個(gè)數(shù)為14)和0.2g十二烷基硫酸鈉(SDS)，添加一定量蒸餾水，使溶液體積達(dá)到50mL，攪拌至溶液澄清透明；通氮?dú)?5min，除去水中的溶解氧；加入引發(fā)劑Irgacure 2959，置于光引發(fā)裝置下，反應(yīng)4h。

實(shí)施例4：

梳型微嵌段疏水締合聚合物的紅外譜圖：

圖1是實(shí)施例3所合成的疏水締合聚合物的紅外譜圖，從圖中可以看到：3411-3482cm^-1處為伯酰胺N-H伸縮振動(dòng)吸收峰，1638cm^-1處為羰基的特征吸收峰，1619cm^-1處為伯酰胺N-H彎曲振動(dòng)吸收峰，1454-1557cm^-1處為苯環(huán)骨架的伸縮振動(dòng)峰，1109cm^-1為C-O-C的特征吸收峰。

實(shí)施例5：

梳型微嵌段疏水締合聚合物的增黏效果分析：

將實(shí)施例1、2、3所制備的聚合物剪碎、溶解，用清水稀釋到不同濃度。將溶解好的聚合物，在室溫、剪切速度為7.34s-¹的條件下，測(cè)定聚合物的黏度-濃度曲線，如圖2所示。

從圖2中可以看出，實(shí)施例1和3所制備的聚合物，其臨界締合濃度(CAC)較低，為800mg/L左右；聚合物的增黏效果好，濃度高于800mg/L后，黏度大幅度提高。實(shí)施例1、2、3所制備的聚合物均具有較好的增黏性，其中實(shí)施例3所得的聚合物增黏效果最好。

實(shí)施例6：

梳型微嵌段疏水締合聚合物的耐溫性：

對(duì)實(shí)施例3制備的聚合物進(jìn)行耐溫性評(píng)價(jià)。將制備的疏水締合聚合物在清水、鹽水中配制成1500mg/L的聚合物溶液。在室溫、剪切速度為7.34s^-1的條件下，測(cè)定聚合物溶液的黏度隨溫度的變化關(guān)系。

從圖3中可以看出，在30℃之前，聚合物在清水中的黏度隨溫度的升高而升高，表現(xiàn)出熱增稠現(xiàn)象，隨后黏度開(kāi)始下降，達(dá)到90℃后黏度依然略高于初始黏度，表現(xiàn)出優(yōu)異的耐溫性。在鹽水中，隨溫度升高，聚合物溶液黏度下降較快，但達(dá)到90℃后，黏度依然可以保持在50mPa·s以上，表現(xiàn)出較好的耐溫性。

實(shí)施例7：

梳型微嵌段疏水締合聚合物的抗鹽性：

對(duì)實(shí)施例3制備的聚合物進(jìn)行抗鹽性評(píng)價(jià)。將制備的疏水締合聚合物在不同礦化度下配制成1500mg/L的聚合物溶液。在室溫、剪切速度為7.34s^-1的條件下，測(cè)定聚合物溶液的表觀黏度隨礦化度的變化關(guān)系。

從圖4中可以看出，隨氯化鈉濃度的升高，聚合物的黏度呈現(xiàn)出先升高再降低的趨勢(shì)，當(dāng)氯化鈉濃度達(dá)到80000mg/L之后，聚合物溶液的黏度依然高于聚合物在清水中的黏度，表現(xiàn)出優(yōu)異的抵抗氯化鈉的能力。

從圖5中可以看出，隨鈣鎂離子含量的升高，聚合物的黏度波動(dòng)較大。但即使鈣鎂離子濃度升高到3000mg/L，聚合物溶液的黏度依然高于初始濃度，表現(xiàn)出優(yōu)異的抗鈣鎂離子的能力，有助于高鈣鎂油藏中聚合物驅(qū)的順利有效進(jìn)行。

以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對(duì)本發(fā)明作任何形式上的限制，雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)，當(dāng)可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容作出些許更動(dòng)或修飾為等同變化的等效實(shí)施例，但凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。