[发明专利]一种阳离子聚合物及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种阳离子聚合物，该阳离子聚合物的制备方法，由该方法制备得到的阳离子聚合物，以及所述阳离子聚合物作为反相破乳剂的应用。

背景技术

聚合物驱作为一项提高采收率、增加原油产量的有效开采技术，在保障我国油田稳产中发挥着重要的作用，但是随着聚合物驱应用规模的扩大，污水的处理难度也随之增加。

与注水驱采油污水的水质条件相比，聚合物驱采油污水（简称含聚污水）中不仅含油量高，而且含有大量的聚合物。聚合物的存在增加了水相的粘度，使水相携油能力增强，同时也增加了油水分离的难度。而且利用水驱常规污水处理工艺处理含聚污水难以达到回注原地层的水质要求，所以需要大量低矿化度的清水用来配置聚合物驱溶液。从而使原注水-污水系统平衡被破坏。因此，含聚污水的处理已成为油田含油污水处理的重要课题之一。

目前国内污水处理后的含油量由原来的200-300mg/L上升为1000-3000mg/L，甚至高达5000mg/L。这样的污水回注地下后会对地层造成严重的伤害，降低渗透率，同时也会影响原油采收率的提高等。因此，原油开采工业的发展急需研制能适用于水包油（O/W）型乳状液处理的新型高效反相破乳剂。目前普遍使用的反相破乳剂以部分水解阳离子聚丙烯酰胺为主，而部分水解阳离子聚丙烯酰胺的缺点是在高温下水解速度快，生成大量的羧基，羧基与水中二价阳离子（Ca²⁺，Mg²⁺）的不可逆结合使得聚合物发生分相并沉淀，导致破乳脱油效果显著下降。因此，普通的部分水解阳离子聚丙烯酰胺的性能难以满足油田提高石油采收率的使用要求。

因此，如何制备一种具有优良的除油效果的阳离子聚合物作为反相破乳剂仍是本领域的重要课题之一。

发明内容

本发明的目的针对现有技术的上述缺陷提供一种阳离子聚合物及其制备方法和由该方法制备得到的阳离子聚合物，以及该阳离子聚合物作为反相破乳剂的应用。该阳离子聚合物具备优良的破乳脱油性能，对原油污水特别是原油含聚污水的处理效果显著。

本发明的发明人发现，在阳离子聚合物中引入疏水基团，则可以使该疏水基团与含聚污水中的疏水性有机物发生缔合作用，使絮凝破乳效果增加。

为了实现上述目的，本发明提供一种阳离子聚合物，该阳离子聚合物含有结构单元A和结构单元B，其中，所述结构单元A为式（1）所示的结构单元，所述结构单元B为式（2）所示的结构单元；且以所述阳离子聚合物中结构单元的总重量为基准，所述结构单元A的含量为1.2-13.4重量%，所述结构单元B的含量为86.6-98.8重量%；

式（1），式（2），

其中，R₁为C1-C4的烷基；R₃、R₄和R₅各自独立地为C1-C2的烷基；R₂和R₇各自独立地为氢或者C1-C4的烷基；R₆为C1-C3的亚烷基；X^-为Cl^-、Br^-或I^-。

本发明还提供了一种阳离子聚合物的制备方法，该制备方法包括在乳液聚合反应条件下，在引发剂和表面活性剂存在下，使一种单体混合物在水中进行聚合反应，

其中，所述单体混合物含有单体D和单体E，所述单体D为式（3）所示的单体，所述单体E为式（4）所示的单体；以所述单体混合物中单体的总重量为基准，所述单体D的含量为1.2-13.4重量%，所述单体E的含量为86.6-98.8重量%；

式（3），式（4），

其中，R₁为C1-C4的烷基；R₃、R₄和R₅各自独立地为C1-C2的烷基；R₂和R₇各自独立地为氢或者C1-C4的烷基；R₆为C1-C3的亚烷基；X^-为Cl^-、Br^-或I^-。

本发明还提供了由上述方法制备得到的阳离子聚合物。

此外，本发明还提供了上述阳离子聚合物作为反相破乳剂的应用。

本发明提供的阳离子型聚合物具备优良的破乳脱油性能，对原油污水特别是含聚污水的破乳脱油的效果显著。同时，本发明提供的阳离子聚合物，制备方法简便，制备原料易得。