[发明专利]一种正相微乳液聚合法水溶性疏水缔合聚合物的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种正相微乳液聚合法水溶性疏水缔合聚合物的制备方法，本发明制备的水溶性疏水缔合聚合物适用于原油三次采油和污水处理等领域。

背景技术

石油是重要的能源和化工原料，随社会经济的高速发展，人们对石油的需求量不断增加,而其储量不断减少，石油作为不可再生的资源越来越宝贵。近10年来，中国石油产量的增长已远远不能满足经济快速增长对石油的需求，对进口的依赖日益严重。提高石油钻采技术，开发可大幅度提高石油采收率的化学剂是当前迫切的任务。

三次采油技术是中国近十年发展起来的一项高新技术，特别是聚合物驱油技术在胜利油田、大庆油田、南阳油田等得到了迅速推广应用，聚合物驱油技术的推广应用对提高原油采收率、稳定老油田原油产量起到了重要作用。

与国外多数油藏相比，我国油藏条件非常复杂，表现在原油黏度高、含蜡量高、凝固点高、油藏构造复杂、非均质性强，并且低渗透油藏、特低渗透油藏及高温高盐油藏占有很大的比例。这样在聚合物驱油用于三次采油过程中就面临着很多问题，尤其是高温高盐的条件使得聚合物迅速水解，大分子链呈卷曲状态，粘度急剧下降，甚至出现絮凝沉淀现象。由于三次采油的周期很长，聚合物的稳定性非常重要，要求3个月以上聚合物分子内的水解度<40%，这就要求聚合物具有较好的耐温抗盐性能。

现在使用的水溶性驱油聚合物主要是聚丙烯酰胺（PAM）及部分水解的聚丙烯酰胺(HPAM)，其驱油的机理是PAM水溶液在很低浓度下就能达到很高的粘度，可降低水相渗透率，有效地控制水的流动度，提高波及系数，从而达到提高原油采收率的目的。但该类聚合物在实际使用时还存在一些问题：高相对分子质量的聚丙烯酰胺和部分水解的聚丙烯酰胺溶解困难:在剪切作用下易发生分子链断裂，导致分子量下降，溶液粘度减小，即切力变稀；HPAM分子链上羧基对盐极敏感，尤其遇高价金属离子则产生相分离，丧失粘度，即遇盐变稀。到了三次采油阶段，油层较深，油井内温度较高，而PAM在较高温度下(大于70℃)易水解，水解后在矿化度较高的油层中，常伴有相分离产生而使粘度剧烈下降。

基于上述原因，对聚丙烯酰胺进行改性，研究与开发耐温抗盐水溶性聚合物成为各国科学工作者竞相致力研究的课题。到目前为止，耐温抗盐性较好的水溶性聚合物是水溶性疏水缔合聚合物。疏水缔合聚合物由亲油组分和亲水组分构成，水溶性疏水缔合聚合物则是在亲水性分子主链上带有疏水基团，因此对非极性溶剂也有一定的亲和性。这种结构的水溶性大分子链在水介质中，疏水基团在疏水相互作用下相互聚集，大分子链产生分子间缔合，使聚合物溶液表观粘度增加，而盐和高温又有利于分子疏水缔合。因此，水溶性疏水缔合聚合物水溶液具有明显的增粘、抗盐与耐温性能；另一方面，在水溶液中，水溶性疏水缔合聚合物的亲水部分使聚合物溶于水，而亲油部分则会驱使大分子链向油水界面迁移，覆盖在油水界面上，降低界面张力，从而表现出一定的表面活性。水溶性疏水缔合聚合物的上述物理化学性能使其在三次采油中受到广泛关注，是一类性能良好的耐温耐盐聚合物驱油剂。

水溶性疏水缔合聚合物的合成相对于一般的水溶性聚合物的合成难点在于合成过程中很难把油溶性(疏水性)单体与水溶性单体充分混合，这主要是因为亲水单体与憎水单体极性差别较大的缘故。合成方法主要有非均相聚合、均相聚合、胶束聚合、大分子反应法和微乳液聚合。