CN107868170B - 嵌段型疏水缔合聚丙烯酰胺及其制备方法 - Google Patents
嵌段型疏水缔合聚丙烯酰胺及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN107868170B CN107868170B CN201610852273.8A CN201610852273A CN107868170B CN 107868170 B CN107868170 B CN 107868170B CN 201610852273 A CN201610852273 A CN 201610852273A CN 107868170 B CN107868170 B CN 107868170B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- monomer
- polyacrylamide
- formula
- hydrophobic
- parts
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
- C08F220/00—Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical or a salt, anhydride ester, amide, imide or nitrile thereof
- C08F220/02—Monocarboxylic acids having less than ten carbon atoms; Derivatives thereof
- C08F220/52—Amides or imides
- C08F220/54—Amides, e.g. N,N-dimethylacrylamide or N-isopropylacrylamide
- C08F220/56—Acrylamide; Methacrylamide
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
- C08F2/00—Processes of polymerisation
- C08F2/12—Polymerisation in non-solvents
- C08F2/16—Aqueous medium
- C08F2/22—Emulsion polymerisation
- C08F2/24—Emulsion polymerisation with the aid of emulsifying agents
- C08F2/30—Emulsion polymerisation with the aid of emulsifying agents non-ionic
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
- C08F220/00—Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical or a salt, anhydride ester, amide, imide or nitrile thereof
- C08F220/02—Monocarboxylic acids having less than ten carbon atoms; Derivatives thereof
- C08F220/10—Esters
- C08F220/34—Esters containing nitrogen, e.g. N,N-dimethylaminoethyl (meth)acrylate
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
- C08F220/00—Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical or a salt, anhydride ester, amide, imide or nitrile thereof
- C08F220/02—Monocarboxylic acids having less than ten carbon atoms; Derivatives thereof
- C08F220/52—Amides or imides
- C08F220/54—Amides, e.g. N,N-dimethylacrylamide or N-isopropylacrylamide
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
- C08F220/00—Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical or a salt, anhydride ester, amide, imide or nitrile thereof
- C08F220/02—Monocarboxylic acids having less than ten carbon atoms; Derivatives thereof
- C08F220/52—Amides or imides
- C08F220/54—Amides, e.g. N,N-dimethylacrylamide or N-isopropylacrylamide
- C08F220/58—Amides, e.g. N,N-dimethylacrylamide or N-isopropylacrylamide containing oxygen in addition to the carbonamido oxygen, e.g. N-methylolacrylamide, N-(meth)acryloylmorpholine
- C08F220/585—Amides, e.g. N,N-dimethylacrylamide or N-isopropylacrylamide containing oxygen in addition to the carbonamido oxygen, e.g. N-methylolacrylamide, N-(meth)acryloylmorpholine and containing other heteroatoms, e.g. 2-acrylamido-2-methylpropane sulfonic acid [AMPS]
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K8/00—Compositions for drilling of boreholes or wells; Compositions for treating boreholes or wells, e.g. for completion or for remedial operations
- C09K8/58—Compositions for enhanced recovery methods for obtaining hydrocarbons, i.e. for improving the mobility of the oil, e.g. displacing fluids
- C09K8/588—Compositions for enhanced recovery methods for obtaining hydrocarbons, i.e. for improving the mobility of the oil, e.g. displacing fluids characterised by the use of specific polymers
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K8/00—Compositions for drilling of boreholes or wells; Compositions for treating boreholes or wells, e.g. for completion or for remedial operations
- C09K8/60—Compositions for stimulating production by acting on the underground formation
- C09K8/84—Compositions based on water or polar solvents
- C09K8/86—Compositions based on water or polar solvents containing organic compounds
- C09K8/88—Compositions based on water or polar solvents containing organic compounds macromolecular compounds
- C09K8/882—Compositions based on water or polar solvents containing organic compounds macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
- Emulsifying, Dispersing, Foam-Producing Or Wetting Agents (AREA)
Abstract
本发明涉及一种复合乳化剂诱导胶束合成嵌段型疏水缔合聚丙烯酰胺及其制备方法,主要解决现有技术中聚合物的耐温抗盐和抗剪切性能差的问题,通过采用嵌段型疏水缔合聚丙烯酰胺,按重量份数计,由包含以下组分的反应体系反应得到:(1)15‑25份的聚丙烯酰胺;(2)2‑15份离子单体;(3)2‑10份非离子单体;(4)0.0001‑0.05份亲油乳化剂;(5)0.0001‑0.05份亲水乳化剂;(6)0.005‑0.02份疏水单体的技术方案,较好地解决了该问题,可用于油田采油中。
Description
技术领域
本发明涉及一种复合乳化剂诱导胶束合成嵌段型疏水缔合聚丙烯酰胺及其制备方法,具体的涉及一种通过复合乳化剂在水溶液中诱导形成胶束,利用胶束聚合合成获得一种疏水单体呈嵌段型的疏水缔合聚丙烯酰胺,可作为一种聚合物驱油剂。
背景技术
在我国的多数油田中,随着油田开采时间的日益延长,注水开采的不断冲刷使得油藏非均质性加剧,无效冲刷使得采出液中含水增加,产油量下降,经济成本日益增加。因此能有效提高水相粘度,增加波及体积,提高石油采收率的聚合物型驱油剂成为国内三次采油的主体。
驱油用聚合物驱油剂主要以聚丙烯酰胺为主,聚丙烯酰胺由于分子量较高,同时侧基含有亲水的酰胺基和羧基,羧基之间的斥力会使得分子链舒张,因此可以有效在水溶液中起到增粘的作用。但是由于地下油藏中含有大量的盐离子,矿化度较高,而盐离子可以屏蔽聚合物分子链上离子基团间的斥力,也可以压缩聚合物分子链周围水化层,同时高价金属离子还可以跟多个羧基螯合,以上因素均使得分子链收缩,水溶液粘度下降。而高温也会促进聚丙烯酰胺侧基的大量水解,增加其对盐离子的敏感度,使其粘度下降更明显,因此大量的研究工作集中在改善聚丙烯酰胺的耐温抗盐能力方面。
提高聚丙烯酰胺的耐温抗盐能力有几个方面的途径,通过在聚合物链上引入刚性基团、非离子基团、大位阻侧基、热稳定基团等都是提高聚丙烯酰胺耐温抗盐能力的方法。疏水缔合型聚丙烯酰胺实在聚丙烯酰胺分子链中引入含有疏水侧链的结构单元,在水溶液中疏水侧基会在热力学作用下自发形成疏水微区,数个疏水侧基聚集在一个疏水微区即成为溶液中的一个物理交联点,因此疏水缔合型聚丙烯酰胺较常规聚丙烯酰胺有更高的粘度。同时疏水缔合网络是一种可逆的交联网络,可以在高速剪切下破坏后恢复,能有效提高体系的剪切稳定性。
国内的研究工作者对疏水缔合型聚丙烯酰胺都做了大量的研究,西南石油大学,中国石油大学等均取得了一些进展和成果。疏水缔合型聚丙烯酰胺合成中的一个难点在于缔合强度与溶解性的平衡。对疏水缔合聚丙烯酰胺而言,疏水单体含量越大,则疏水缔合强度越强,则增粘能力越高,但同时疏水单体含量越大则产物在水溶液中的溶解性越差,如西南石油大学的APP系列聚合物,则需要在加热条件下才能较好的溶解。因此对一个特定结构的疏水单体,在不增加疏水单体用量的条件下增加产品的缔合能力则成为进一步增加聚合物增粘能力同时又不影响聚合物溶解性的方法。胶束聚合最初是针对水溶性较差的疏水单体配方开发出的聚合方法之一,主要用于帮助助溶疏水单体在聚合体系中。由于疏水单体会在胶束中富集,因此可以诱导形成嵌段聚合物。
本发明的关键在于通过对复合乳化剂体系的使用,针对特定的疏水单体,获得了可以有效增溶并诱导疏水单体形成胶束的乳化剂体系,同时通过对乳化剂用量和配比的调控,可以控制聚合体系中胶束的数目和大小,进而调控疏水单体在胶束中的富集程度,调控合成的疏水缔合型聚丙烯酰胺的疏水嵌段的长度。
发明内容
本发明要索要解决的技术问题之一是现有技术中聚合物的耐温抗盐和抗剪切性能差的问题,提供一种嵌段型疏水缔合聚丙烯酰胺,特别是复合乳化剂诱导胶束合成嵌段型疏水缔合聚丙烯酰胺,通过调整复合乳化剂体系的配方,在聚丙烯酰胺中引入可控的嵌段疏水缔合链接,进而获得含有疏水微嵌段的疏水缔合型聚丙烯酰胺,在疏水单体含量不增加,不影响溶解性的前提下增强聚合物的疏水缔合性能,改善聚合物的耐温抗盐和抗剪切性能。
本发明所要解决的技术问题之二是提供一种解决技术问题之一是通过胶束聚合获得疏水嵌段长度可调的疏水缔合型聚丙烯酰胺的合成工艺方法。
为解决上述技术问题之一,本发明采用的技术方案如下:一种复合乳化剂诱导胶束合成嵌段型疏水缔合聚丙烯酰胺及其制备方法,按重量份数计,由包含以下组分的反应体系得到:
(1)15-25份的聚丙烯酰胺;
(2)2-15份离子单体;
(3)2-10份非离子单体;
(4)0.0001-0.05份亲油乳化剂;
(5)0.0001-0.05份亲水乳化剂;
(6)0.005-0.02份疏水单体。
上述技术方案中,所述的阴离子单体优选自丙烯酸、甲基丙烯酸、乙烯基磺酸钠、对乙烯基苯磺酸、烯丙基磺酸钠、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸钠中的至少一种。
上述技术方案中,所述的阳离子单体优选自甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙基三甲基氯化铵、二甲基乙基烯丙基氯化铵、二甲基二烯丙基氯化铵、丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵中的至少一种。
上述技术方案中,所述的非离子单体优选自丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、二甲基丙烯酰胺、二乙基丙烯酰胺、羟甲基丙烯酰胺、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯,乙烯基吡咯烷酮、叔丁基丙烯酰胺中的至少一种。
上述技术方案中,所述的疏水单体如下通式中的至少一种:
式中,R0、R2、R4、R8为H或甲基,R1、R3、R6、R10为C1~C22的烷基,R9为-COOH、-SO3H、-SO3Na、-CONHRSO3H、-CONHRSO3H,-CONHRSO3Na;R5和R7独立选自C1~C4的烷基,X为卤素。
上述技术方案中,所述的亲油性乳化剂优先自失水山梨醇三油酸酯、失水山梨醇三硬质酸酯、失水山梨醇单油酸酯、失水山梨醇单硬质酸酯、失水山梨醇单棕榈酸酯、失水山梨醇单月桂酸酯、式(V)所示的聚氧乙烯失水山梨醇酯,中的至少一种;所述的亲水性乳化剂选自聚乙二醇油酸酯、聚乙二醇月桂酸酯、式(VI)所示异构醇聚氧乙烯醚、式(VII)所示烷基酚聚氧乙烯醚中的至少一种;
式中,a+b+c+d等于20,40,60,80;R1选自C1-C16的直链或支链烷基;R2选自C1-C16的直链或支链烷基;e、f分别独立的在5-80之间。
上述技术方案中,所述的反应体系还优选包括:
(7)0.002-0.1份引发剂;
(8)0.001-0.005份助溶剂;
(9)0.001-0.005份络合剂;
(10)75-85份去离子水。
上述技术方案中,所述的复合引发剂体系,按占反应体系重量的百分数计,包括以下组分:
(a)0.001~0.5%的过硫酸盐;
(b)0.001~0.5%的亚硫酸盐或酸式亚硫酸盐;
(c)0.005~0.5%的四甲基乙二胺、二甲基乙二胺或乙二胺;
(d)0.001~0.5%的偶氮类化合物;
上述技术方案中,所述的助溶剂优选自尿素、氨水、甲酸钠、乙酸钠中的至少一种;所述的螯合剂优选自乙二胺四乙酸、乙二胺四乙酸二钠,乙二胺四乙酸四钠中的至少一种。
为解决上述技术问题之二,本发明采用的技术方案如下:一种复合乳化剂诱导胶束合成嵌段型疏水缔合聚丙烯酰胺及其制备方法,包括以下步骤:
1)将所需量的丙烯酰胺单体、阴离子单体、阳离子单体、非离子单体、疏水单体、助溶剂、乳化剂、络合剂溶于水中,调节pH值在7-12之间,配制成水溶液,加入保温瓶中,通惰性气体除氧,水浴控温在10-20℃;通惰性气体除氧时间为30-60min;
2)将复合引发剂溶于水中配置成水溶液加入反保温瓶中,持续通惰性气体并搅拌;
3)聚合反应开始后,停止通入惰性气体,当反应体系温度升至最高温后,恒温1-8小时;得到聚合产物;
4)将聚合产物切粒,在70-90℃下烘干后,粉碎得到所述的嵌段型疏水缔合聚丙烯酰胺。
本发明的关键在于,通过调整复合乳化剂的类型和比例,在水溶液中调控胶束的数目,调控疏水单体在胶束中的富集程度,进而调控在聚合物链上的疏水微嵌段的长度,使得在不增加疏水单体含量的基础上增强聚合物的缔合强度,增加其增粘能力和耐温抗盐抗剪切能力。
采用本发明的技术方案,获得了一类耐温抗盐性能优异,在6000mg/L矿化度的盐水中溶解性良好,溶解时间2小时,不溶凝胶含量小于1.5%,1000mg/L聚合物浓度时粘度值大于100mPa·s的疏水缔合型聚丙烯酰胺,取得了较好的技术效果。
下面通过实施例对本发明做进一步的阐述。
具体实施方式
【实施例1】
将120g丙烯酰胺单体,63gAMPS,0.9g丙烯酰胺十二烷基磺酸钠,0.1g甲酸钠,3.6g叔丁基丙烯酰胺,0.2g乙二胺四乙酸二钠,3g尿素,0.018g异构醇聚氧乙烯醚(EO链段为12,碳链长度为16),0.0018g失水山梨醇单油酸酯,0.0018g烷基酚聚氧乙烯醚(碳链长度为10,EO链段为12),溶于600g水中,配制成混合水溶液,调节pH值为9.0,加入反保温瓶中,通氮气除氧,同时搅拌,体系温度控制在15℃,持续通氮气除氧30min。将0.0015g过硫酸钾,0.001g亚硫酸氢钠,0.001g偶氮二异丁醚盐酸盐,0.0036g甲基丙烯酸二甲氨基乙酯分别溶于2g水中,滴加进保温瓶中,持续通氮气并搅拌。待聚合反应体系粘度明显增加,聚合反应开始后,停止通入氮气。当反应体系温度升至最高温时,恒温2小时。取出聚合产物,切粒,在90℃烘箱中,烘干至固含量大于88%后,粉碎备用。
将实施例1所得样品在搅拌下溶于60000mg/L矿化度的盐水中,聚合物浓度7000mg/L,搅拌时间2h,搅拌速度700r/min。放置熟化2h后,稀释到1000mg/L的聚合物浓度,通过100目筛网过滤测试其中不溶物含量。通过哈克流变仪测试在85℃,7.34 1/S剪切速率下的粘度。测试数据如表1中1#所示,可以看出,在60000mg/L的矿化度的盐水溶液中,聚合物粘度高达165mPa·s。聚合物在水溶液中溶解速度较快,不溶物含量少,同时在高矿化度盐水中高温下能保持大于100mPa·S的粘度,证明其可作为一个优异的耐温抗盐驱油剂使用。
【实施例2】
将132丙烯酰胺单体,51gAMPS,0.7g丙烯酰胺十二烷基磺酸钠,0.1g甲酸钠,3.6g叔丁基丙烯酰胺,0.2g乙二胺四乙酸二钠,3g尿素,0.012g异构醇聚氧乙烯醚(EO链段为12,碳链长度为16),0.0012g失水山梨醇单油酸酯,0.0012g烷基酚聚氧乙烯醚(碳链长度为10,EO链段为12),溶于600g水中,配制成混合水溶液,调节pH值为9.0,加入反保温瓶中,通氮气除氧,同时搅拌,体系温度控制在15℃,持续通氮气除氧30min。将0.0015g过硫酸钾,0.001g亚硫酸氢钠,0.001g偶氮二异丁醚盐酸盐,0.0036g甲基丙烯酸二甲氨基乙酯分别溶于2g水中,滴加进保温瓶中,持续通氮气并搅拌。待聚合反应体系粘度明显增加,聚合反应开始后,停止通入氮气。当反应体系温度升至最高温时,恒温2小时。取出聚合产物,切粒,在90℃烘箱中,烘干至固含量大于88%后,粉碎备用。
将实施例2所得样品在搅拌下溶于60000mg/L矿化度的盐水中,聚合物浓度7000mg/L,搅拌时间2h,搅拌速度700r/min。放置熟化2h后,稀释到1000mg/L的聚合物浓度,通过100目筛网过滤测试其中不溶物含量。通过哈克流变仪测试在85℃,7.34 1/S剪切速率下的粘度。测试数据如表1中2#所示,可以看出,在60000mg/L的矿化度的盐水溶液中,聚合物粘度高达132mPa·s。聚合物在水溶液中溶解速度较快,不溶物含量少,同时在高矿化度盐水中高温下能保持大于100mPa·S的粘度,证明其可作为一个优异的耐温抗盐驱油剂使用。
【实施例3】
将112g丙烯酰胺单体,63gAMPS,8g甲基丙烯酰胺乙基三甲基氯化铵,0.8g丙烯酰胺十二烷基磺酸钠,0.1g甲酸钠,3.6g叔丁基丙烯酰胺,0.2g乙二胺四乙酸二钠,3g尿素,0.014g异构醇聚氧乙烯醚(EO链段为12,碳链长度为16),0.0014g失水山梨醇单油酸酯,0.0014g烷基酚聚氧乙烯醚(碳链长度为10,EO链段为12),溶于600g水中,配制成混合水溶液,调节pH值为9.0,加入反保温瓶中,通氮气除氧,同时搅拌,体系温度控制在15℃,持续通氮气除氧30min。将0.0015g过硫酸钾,0.001g亚硫酸氢钠,0.001g偶氮二异丁醚盐酸盐,0.0036g甲基丙烯酸二甲氨基乙酯分别溶于2g水中,滴加进保温瓶中,持续通氮气并搅拌。待聚合反应体系粘度明显增加,聚合反应开始后,停止通入氮气。当反应体系温度升至最高温时,恒温2小时。取出聚合产物,切粒,在90℃烘箱中,烘干至固含量大于88%后,粉碎备用。
将实施例3所得样品在搅拌下溶于60000mg/L矿化度的盐水中,聚合物浓度7000mg/L,搅拌时间2h,搅拌速度700r/min。放置熟化2h后,稀释到1000mg/L的聚合物浓度,通过100目筛网过滤测试其中不溶物含量。通过哈克流变仪测试在85℃,7.34 1/S剪切速率下的粘度。测试数据如表1中3#所示,可以看出,在60000mg/L的矿化度的盐水溶液中,聚合物粘度高达137mPa·s。聚合物在水溶液中溶解速度较快,不溶物含量少,同时在高矿化度盐水中高温下能保持大于100mPa·S的粘度,证明其可作为一个优异的耐温抗盐驱油剂使用。
【比较例1】
将120g丙烯酰胺单体,63gAMPS,0.9g丙烯酰胺十二烷基磺酸钠,0.1g甲酸钠,3.6g叔丁基丙烯酰胺,0.2g乙二胺四乙酸二钠,3g尿素溶于600g水中,配制成混合水溶液,调节pH值为9.0,加入反保温瓶中,通氮气除氧,同时搅拌,体系温度控制在15℃,持续通氮气除氧30min。将0.0015g过硫酸钾,0.001g亚硫酸氢钠,0.001g偶氮二异丁醚盐酸盐,0.0036g甲基丙烯酸二甲氨基乙酯分别溶于2g水中,滴加进保温瓶中,持续通氮气并搅拌。待聚合反应体系粘度明显增加,聚合反应开始后,停止通入氮气。当反应体系温度升至最高温时,恒温2小时。取出聚合产物,切粒,在90℃烘箱中,烘干至固含量大于88%后,粉碎备用。
将比较例1所得样品在搅拌下溶于60000mg/L矿化度的盐水中,聚合物浓度7000mg/L,搅拌时间2h,搅拌速度700r/min。放置熟化2h后,稀释到1000mg/L的聚合物浓度,通过100目筛网过滤测试其中不溶物含量。通过哈克流变仪测试在85℃,7.34 1/S剪切速率下的粘度。测试数据如表1中4#所示,可以看出,在60000mg/L的矿化度的盐水溶液中,聚合物粘度仅为11.7mPa·s。比较例1所述的聚合物合成方案与实施例1相同,仅为合成中未添加复合乳化剂,因此疏水单体在分子链上更多的存在状态为无规态,没有有效形成嵌段结构,进而缔合能力较弱,相同的疏水单体含量下,粘度远小于实施例1所得样品。
【比较例2】
将132丙烯酰胺单体,51gAMPS,0.7g丙烯酰胺十二烷基磺酸钠,0.1g甲酸钠,3.6g叔丁基丙烯酰胺,0.2g乙二胺四乙酸二钠,3g尿素,12g脂肪醇聚氧乙烯醚(EO链段为12,碳链长度为16),12g失水山梨醇单油酸酯,12g烷基酚聚氧乙烯醚(碳链长度为10,EO链段为12),溶于600g水中,配制成混合水溶液,调节pH值为9.0,加入反保温瓶中,通氮气除氧,同时搅拌,体系温度控制在15℃,持续通氮气除氧30min。将0.0015g过硫酸钾,0.001g亚硫酸氢钠,0.001g偶氮二异丁醚盐酸盐,0.0036g甲基丙烯酸二甲氨基乙酯分别溶于2g水中,滴加进保温瓶中,持续通氮气并搅拌。待聚合反应体系粘度明显增加,聚合反应开始后,停止通入氮气。当反应体系温度升至最高温时,恒温2小时。取出聚合产物,切粒,在90℃烘箱中,烘干至固含量大于88%后,粉碎备用。
将比较例2所得样品在搅拌下溶于60000mg/L矿化度的盐水中,聚合物浓度7000mg/L,搅拌时间2h,搅拌速度700r/min。放置熟化2h后,稀释到1000mg/L的聚合物浓度,通过100目筛网过滤测试其中不溶物含量。通过哈克流变仪测试在85℃,7.34 1/S剪切速率下的粘度。测试数据如表1中5#所示,可以看出,在60000mg/L的矿化度的盐水溶液中,聚合物粘度仅为8.3mPa·s,由于合成中加入的复合乳化剂用量过大,乳化剂形成的胶束数目远大于疏水单体数目,因此疏水单体在胶束中无法有效富集,分散于单个的胶束中,疏水单体在分子链上更多的存在状态为无规态,没有有效形成嵌段结构,进而缔合能力较弱,相同的疏水单体含量下,粘度远小于实施例2所得样品。
【比较例3】
将132丙烯酰胺单体,51gAMPS,0.7g丙烯酰胺十二烷基磺酸钠,0.1g甲酸钠,3.6g叔丁基丙烯酰胺,0.2g乙二胺四乙酸二钠,3g尿素,0.0012g失水山梨醇单油酸酯,0.0012g烷基酚聚氧乙烯醚(碳链长度为10,EO链段为12),溶于600g水中,配制成混合水溶液,调节pH值为9.0,加入反保温瓶中,通氮气除氧,同时搅拌,体系温度控制在15℃,持续通氮气除氧30min。将0.0015g过硫酸钾,0.001g亚硫酸氢钠,0.001g偶氮二异丁醚盐酸盐,0.0036g甲基丙烯酸二甲氨基乙酯分别溶于2g水中,滴加进保温瓶中,持续通氮气并搅拌。待聚合反应体系粘度明显增加,聚合反应开始后,停止通入氮气。当反应体系温度升至最高温时,恒温2小时。取出聚合产物,切粒,在90℃烘箱中,烘干至固含量大于88%后,粉碎备用。
将比较例3所得样品在搅拌下溶于60000mg/L矿化度的盐水中,聚合物浓度7000mg/L,搅拌时间2h,搅拌速度700r/min。放置熟化2h后,稀释到1000mg/L的聚合物浓度,通过100目筛网过滤测试其中不溶物含量。通过哈克流变仪测试在85℃,7.34 1/S剪切速率下的粘度。测试数据如表1中6#所示,可以看出,在60000mg/L的矿化度的盐水溶液中,聚合物粘度仅为4.3mPa·s,而不溶凝胶含量明显增加。从比较例3所得产品的性能可以看出,该体系中复合乳化剂中缺少异构醇聚氧乙烯醚后,产品性能下降明显,这是由于复合胶束体系被破坏后形成形成胶束结构改变,进而造成产物不溶。
【比较例4】
将132丙烯酰胺单体,51gAMPS,0.7g丙烯酰胺十二烷基磺酸钠,0.1g甲酸钠,3.6g叔丁基丙烯酰胺,0.2g乙二胺四乙酸二钠,3g尿素,0.0012g异构醇聚氧乙烯醚(EO链段为12,碳链长度为16),溶于600g水中,配制成混合水溶液,调节pH值为9.0,加入反保温瓶中,通氮气除氧,同时搅拌,体系温度控制在15℃,持续通氮气除氧30min。将0.0015g过硫酸钾,0.001g亚硫酸氢钠,0.001g偶氮二异丁醚盐酸盐,0.0036g甲基丙烯酸二甲氨基乙酯分别溶于2g水中,滴加进保温瓶中,持续通氮气并搅拌。待聚合反应体系粘度明显增加,聚合反应开始后,停止通入氮气。当反应体系温度升至最高温时,恒温2小时。取出聚合产物,切粒,在90℃烘箱中,烘干至固含量大于88%后,粉碎备用。
将比较例4所得样品在搅拌下溶于60000mg/L矿化度的盐水中,聚合物浓度7000mg/L,搅拌时间2h,搅拌速度700r/min。放置熟化2h后,稀释到1000mg/L的聚合物浓度,通过100目筛网过滤测试其中不溶物含量。通过哈克流变仪测试在85℃,7.34 1/S剪切速率下的粘度。测试数据如表1中7#所示,可以看出,在60000mg/L的矿化度的盐水溶液中,聚合物粘度仅为12.7mPa·s,该产品的不溶物含量较低,但粘度不高,这是由于复合乳化剂体系中仅异构醇聚氧乙烯醚可以保证聚合物的溶解性,但是缺少另外两个乳化剂后,复合胶束形成结构不适合,形成的嵌段链较短,因此无法有效产生强的缔合结构,进而粘度较低。
同比比较例1,2,3,4可以看出,在该体系中复合乳化剂的存在,复合乳化剂合适的量,及复合乳化剂中三个组分的共存缺一不可。
表1实施例及比较例样品性能列表
编号 | 1# | 2# | 3# | 4# | 5# | 6# | 7# |
粘度mPa·s | 165 | 132 | 137 | 11.7 | 8.3 | 4.3 | 12.7 |
不溶凝胶含量% | 0.98 | 1.02 | 1.11 | 2.31 | 2.14 | 12.4 | 1.11 |
Claims (6)
1.一种嵌段型疏水缔合聚丙烯酰胺,按重量份数计,由包含以下组分的反应体系反应得到:
(1)15-25份的丙烯酰胺单体;
(2)2-15份离子单体;
(3)2-10份非离子单体;
(4)0.0001-0.05份亲油乳化剂;
(5)0.0001-0.05份亲水乳化剂;
(6)0.005-0.02份疏水单体;
所述的非离子单体选自甲基丙烯酰胺、二甲基丙烯酰胺、二乙基丙烯酰胺、羟甲基丙烯酰胺、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯,乙烯基吡咯烷酮、叔丁基丙烯酰胺、异丙基丙烯酰胺中的至少一种;
所述的亲油乳化剂选自失水山梨醇三油酸酯、失水山梨醇三硬质酸酯、失水山梨醇单油酸酯、失水山梨醇单硬质酸酯、失水山梨醇单棕榈酸酯、失水山梨醇单月桂酸酯、式(V)所示的聚氧乙烯失水山梨醇酯中的至少一种;其中,所述的亲油乳化剂至少包含有失水山梨醇单油酸酯;
所述的亲水乳化剂选自聚乙二醇油酸酯、聚乙二醇月桂酸酯、式 (VI)所示异构醇聚氧乙烯醚、式(VII)所示烷基酚聚氧乙烯醚中的至少一种;其中,所述的亲水乳化剂至少包含有式 (VI)所示异构醇聚氧乙烯醚和式(VII)所示烷基酚聚氧乙烯醚;
式中,a+b+c+d等于20,40,60,80;R1选自C1-C16的直链或支链烷基;R2选自C1-C16的直链或支链烷基;R3为C1~C22的烷基;e、f分别独立的在5-80之间;
所述的疏水单体选自如下通式中的至少一种:
式中,R0为H或甲基,R1为C1~C22的烷基。
2.根据权利要求1所述的嵌段型疏水缔合聚丙烯酰胺,其特征在于所述的阴离子单体选自丙烯酸、甲基丙烯酸、乙烯基磺酸钠、对乙烯基苯磺酸、烯丙基磺酸钠、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸钠中的至少一种;所述的阳离子单体选自甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙基三甲基氯化铵、二甲基乙基烯丙基氯化铵、二甲基二烯丙基氯化铵、丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵中的至少一种。
3.根据权利要求1或2所述的嵌段型疏水缔合聚丙烯酰胺,其特征在于所述的反应体系还包括:
(7)0.002-0.1份引发剂;
(8)0.001-0.005份助溶剂;
(9)0.001-0.005份络合剂;
(10) 75-85份去离子水。
4.根据权利要求3所述的嵌段型疏水缔合聚丙烯酰胺,其特征在于所述的引发剂,按占反应体系重量的百分数计,包括以下组分:
(a) 0.001~0.5%的过硫酸盐;
(b) 0.001~0.5%的亚硫酸盐或酸式亚硫酸盐;
(c) 0.005~0.5%的四甲基乙二胺、二甲基乙二胺或乙二胺;
(d) 0.001~0.5%的偶氮类化合物。
5.根据权利要求3所述的嵌段型疏水缔合聚丙烯酰胺,其特征在于所述的助溶剂选自尿素、氨水、甲酸钠、乙酸钠中的至少一种;所述的络合剂选自乙二胺四乙酸、乙二胺四乙酸二钠,乙二胺四乙酸四钠中的至少一种。
6.一种权利要求1~5任一所述的嵌段型疏水缔合聚丙烯酰胺的制备方法,包括以下步骤:
1)将所需量的丙烯酰胺单体、阴离子单体、阳离子单体、非离子单体、疏水单体、助溶剂、乳化剂、络合剂溶于水中,调节pH值在7-12之间,配制成水溶液,加入保温瓶中,通惰性气体除氧,水浴控温在10-20℃;通惰性气体除氧时间为30-60min;
2)将引发剂溶于水中配置成水溶液加入反保温瓶中,持续通惰性气体并搅拌;
3)聚合反应开始后,停止通入惰性气体,当反应体系温度升至最高温后,恒温1-8小时;得到聚合产物;
4)将聚合产物切粒,在70-90℃下烘干后,粉碎得到所述的嵌段型疏水缔合聚丙烯酰胺。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201610852273.8A CN107868170B (zh) | 2016-09-26 | 2016-09-26 | 嵌段型疏水缔合聚丙烯酰胺及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201610852273.8A CN107868170B (zh) | 2016-09-26 | 2016-09-26 | 嵌段型疏水缔合聚丙烯酰胺及其制备方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN107868170A CN107868170A (zh) | 2018-04-03 |
CN107868170B true CN107868170B (zh) | 2020-10-16 |
Family
ID=61751128
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201610852273.8A Active CN107868170B (zh) | 2016-09-26 | 2016-09-26 | 嵌段型疏水缔合聚丙烯酰胺及其制备方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN107868170B (zh) |
Families Citing this family (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108753267B (zh) * | 2018-05-25 | 2020-08-07 | 成都理工大学 | 钻井液完井液用抗超高温阴离子型聚合物降滤失剂及其制备方法 |
WO2021012172A1 (en) * | 2019-07-23 | 2021-01-28 | Rhodia Operations | Method for controlling production of excessive water and aqueous fluids in oil and gas wells |
CN111349193B (zh) * | 2020-04-17 | 2021-03-23 | 大庆市新万通科技开发有限公司 | 一种四元共聚抗温抗盐聚丙烯酰胺及其合成方法与应用 |
CN114478903B (zh) * | 2020-10-23 | 2023-08-08 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种耐温抗盐高固含量微米级聚合物微球调堵剂及其制备方法和应用 |
CN114478906B (zh) * | 2020-10-26 | 2023-05-02 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种聚丙烯酰胺基对称支化聚合物型表面活性剂及其制备方法和应用 |
CN114478907B (zh) * | 2020-10-26 | 2023-04-07 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种聚丙烯酰胺基阴阳复合聚合物及其制备方法和应用 |
CN113429529A (zh) * | 2021-07-12 | 2021-09-24 | 西南石油大学 | 一种含聚醚的疏水缔合聚合物的制备方法以及在压裂液上的应用 |
CN113773828B (zh) * | 2021-10-25 | 2023-03-07 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种稠油用粘弹性降粘驱油剂及其制备方法 |
CN114262412B (zh) * | 2022-03-03 | 2022-11-01 | 河南博源新材料有限公司 | 一种抗剪切的改性聚丙烯酰胺及其用途 |
CN114907531A (zh) * | 2022-06-28 | 2022-08-16 | 西南石油大学 | 一种盐响应的疏水缔合聚合物的制备方法以及在压裂液上的应用 |
CN116535566B (zh) * | 2023-06-21 | 2023-10-24 | 中石化西南石油工程有限公司 | 耐高温酸化压裂用胶凝剂及其制备方法 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004210588A (ja) * | 2002-12-27 | 2004-07-29 | Takasu Ai System:Kk | 硬化補助組成物及びその製造方法 |
CN102040707A (zh) * | 2009-10-23 | 2011-05-04 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种两性离子聚合物及其制备方法 |
CN102796222A (zh) * | 2012-08-28 | 2012-11-28 | 山东大学 | 一种疏水缔合聚丙烯酰胺的合成方法 |
CN104277175A (zh) * | 2013-07-09 | 2015-01-14 | 中国石油化工股份有限公司 | 聚丙烯酰胺反相微乳液调驱体系 |
-
2016
- 2016-09-26 CN CN201610852273.8A patent/CN107868170B/zh active Active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004210588A (ja) * | 2002-12-27 | 2004-07-29 | Takasu Ai System:Kk | 硬化補助組成物及びその製造方法 |
CN102040707A (zh) * | 2009-10-23 | 2011-05-04 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种两性离子聚合物及其制备方法 |
CN102796222A (zh) * | 2012-08-28 | 2012-11-28 | 山东大学 | 一种疏水缔合聚丙烯酰胺的合成方法 |
CN104277175A (zh) * | 2013-07-09 | 2015-01-14 | 中国石油化工股份有限公司 | 聚丙烯酰胺反相微乳液调驱体系 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN107868170A (zh) | 2018-04-03 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN107868170B (zh) | 嵌段型疏水缔合聚丙烯酰胺及其制备方法 | |
CN106866881B (zh) | 疏水缔合丙烯酰胺类聚合物乳液及其制备方法 | |
US4709759A (en) | Enhanced oil recovery with hydrophobically associating polymers containing N-vinyl-pyrrolidone functionality | |
CN106590558B (zh) | 一种耐温交联聚合物微球调驱剂及其制备方法 | |
CN107868658B (zh) | 压裂液用疏水缔合型胍胶及其制备方法 | |
CN106867496B (zh) | 含疏水缔合聚合物乳液的在线注入型驱油剂及其制备方法 | |
CN104292384B (zh) | 一种阳离子聚丙烯酰胺反相微乳液的制备方法 | |
CN105567208B (zh) | 注入性改进的驱油用组合物及其制备方法和应用 | |
CN106279523A (zh) | 一种增稠剂及其制备方法和应用 | |
CN113321764A (zh) | 一种酸液稠化剂及其制备方法和应用 | |
CN108250344A (zh) | 一种低膨胀速度纳米级吸水微球及其制备方法 | |
CN115572347A (zh) | 一种水基钻井液用抗高温抗高盐增粘提切剂及其制备方法与应用 | |
CN114262412A (zh) | 一种抗剪切的改性聚丙烯酰胺及其用途 | |
CN114380946A (zh) | 自增粘转向酸液稠化剂及其制备方法与应用 | |
JP2010270170A (ja) | 石油回収薬剤及びその製造方法、並びに石油回収用圧入液体 | |
CN113024720A (zh) | 一种低粘耐高温缓速剂及其制备方法和应用 | |
CN116622356A (zh) | 适合缝洞型油藏的聚表二元复合驱油剂及制备方法 | |
CN111218268B (zh) | 一种致密砂岩储层用滑溜水及其制备方法 | |
CN102807503B (zh) | 表面活性可聚合单体和表面活性增粘共聚物及其制备方法和应用 | |
CN108316901B (zh) | 高效强化采油的方法 | |
CN110790862B (zh) | 丙烯酰胺共聚物及其制备方法和应用 | |
CN106589232A (zh) | 疏水缔合丙烯酰胺共聚物及其制备方法 | |
CN110790859B (zh) | 丙烯酰胺共聚物及其制备方法和应用 | |
CN105086961A (zh) | 一种高效水基钻井液及其合成方法与应用 | |
CN111363088B (zh) | 丙烯酰胺共聚物及其制备方法和应用 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |