[发明专利]一种丙烯酰胺共聚物及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及石油化工领域，公开了一种丙烯酰胺共聚物及其制备方法和应用，该丙烯酰胺共聚物含有结构单元A和结构单元B，所述结构单元A包括式(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，以丙烯酰胺共聚物中结构单元的总摩尔数为基准，结构单元A的含量为1‑99摩尔％且结构单元B的含量为1‑99摩尔％，所述丙烯酰胺共聚物的粘均分子量为2700‑3200万。将能够提供上述结构单元的单体进行聚合即可得到本发明的丙烯酰胺共聚物。本发明的丙烯酰胺共聚物具有水溶性好、残余单体含量低的特点，特别是在高温和高盐的条件下，溶液的表观粘度和增稠性能较常规聚丙烯酰胺有大幅提升。

技术领域

本发明涉及石油化工领域，具体地，涉及一种丙烯酰胺共聚物及其制备方法和应用。

背景技术

聚合物驱油主要是通过注入一定规模的聚合物溶液，增加驱替液粘度，降低油层水相渗透率来降低流度比、调整吸水剖面，以达到提高驱替相体积的目的，进而提高采收率。

作为主要的聚合物驱油剂，部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)在常规油藏三次采油(EOB)技术中，已经得到大规模推广和应用，为油田稳产和增产发挥了重要作用。随着常规油藏储量的减少，高温高盐油藏使得HPAM的应用面临着诸多难题，主要体现在开采高温高盐油藏时的高温、高盐和溶液中溶解氧产生的复合作用使得HPAM溶液粘度大幅降低，导致HPAM驱油效果不显著。研究表明，当温度高于70℃，HPAM的酰氨基水解反应生成羧基显著加剧，当水解度达到40％以上，羧基就很容易和溶液中Ca²⁺、Mg²⁺离子生成沉淀，使溶液粘度损失。此外，在高温下，空气中氧和溶液中存在溶解氧时，也会引起聚合物主链断裂使溶液粘度显著下降。

以丙烯酰胺(AM)和耐温耐盐单体2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)共聚合成二元共聚物在耐温耐盐性能上较HPAM的确有所提高。如题为“AMPS/AM共聚物的低温合成和性能”(常志英，高分子材料科学与工程，1997，13，16)。题为“水溶性AM/AA/AMPS共聚物的高温水解”(朱麟勇，应用化学，2000，17，2)研究发现，在90℃的高温条件下，受临近丙烯酸(AA)单元的分子内催化作用，AMPS单元水解也发生水解反应，尽管随着水解反应，共聚物中丙烯酸结构单元比例增加，提高了其温敏性和盐敏性能，但由于AMPS在高温下易发生水解，因此限制了这类聚合物在水解温度以上的高温高盐条件下的应用。

因此，如何进一步提高丙烯酰胺共聚物的耐温抗盐仍是亟需解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的上述缺陷，提供一种丙烯酰胺共聚物、一种丙烯酰胺共聚物的制备方法、由该方法制备的丙烯酰胺共聚物以及所述丙烯酰胺共聚物的应用。

为了实现上述目的，本发明提供了一种丙烯酰胺共聚物，其中，该丙烯酰胺共聚物含有结构单元A和结构单元B，所述结构单元A包括式(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，以丙烯酰胺共聚物中结构单元的总摩尔数为基准，结构单元A的含量为1-99摩尔％且结构单元B的含量为1-99摩尔％，所述丙烯酰胺共聚物的粘均分子量为2700-3200万，

其中，R₁和R₂各自独立地为氢或C1-C4的烷基；M₁为氢、钾或钠。

本发明还提供了一种制备丙烯酰胺共聚物的方法，该方法包括：在溶液聚合反应条件下，在引发剂存在下，使单体混合物进行聚合反应；其中，所述单体混合物含有式(5)所示的单体E和式(6)所示的单体F；以所述单体混合物中单体的总摩尔数为基准，单体E的含量为1-99摩尔％，单体F的含量为1-99摩尔％，所述丙烯酰胺共聚物的粘均分子量为2700-3200万，