CN102432748B - 两亲高分子和用途 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种两亲高分子及其用途。该两亲高分子具有调节分子量与分子量分布以及荷电特性作用的结构单元、高空间位阻结构单元和两亲结构单元，适用于油田钻井、固井、压裂、原油集输、污水处理、污泥处理和造纸等领域，可用作强化采油驱油剂、稠油降粘剂、压裂液、粘土稳定剂、污水处理剂、造纸用助留助滤剂或补强剂等。

Description

两亲高分子和用途
技术领域
本发明涉及一种两亲高分子及其用途，该两亲高分子适用于油田钻井、固井、压裂、原油集输、污水处理、污泥处理和造纸等领域，可用作强化采油驱油剂、稠油降粘剂、压裂液、粘土稳定剂、污水处理剂、造纸用助留助滤剂或补强剂等。
背景技术
化学方法是重要的强化采油提高原油采收率(Enhanced Oil Recovery，EOR)技术，而以聚合物驱为代表的化学驱是其中最有效和具潜力的措施之一。然而，随着聚合物驱技术的深入实施，常规驱油用聚合物体系凸显出一些问题。举例来说，广泛使用的部分水解聚丙烯酰胺聚合物在高温高盐油藏条件下增粘能力、热稳定性迅速降低，同时其本身不具有表面/界面活性，不能有效启动油膜，挖掘剩余油的能力有限。而以聚合物为基础的二元复合体系(聚合物/表面活性剂)和三元复合体系(聚合物/表面活性剂/碱)增强了原油采出液的乳化稳定性，导致油水分离和污水处理难度增大，同时在油藏条件下容易造成组分间协同作用减弱的问题，并可能对油藏造成伤害。复合体系的应用因而受到很大限制。
稠油开采是世界范围内的共同难题，其主要原因是稠油具有粘度大、胶质沥青质或含蜡量高的特点，在地层、井筒及输油管线中不易流动，另外由于油水流度比大，还易造成油井见水快、采出液含水率高、地层易出砂等问题。稠油开采方法主要可分为注入流体开采(如热水驱、蒸汽吞吐、蒸汽驱等)和增产型开采方式(如水平井、复合分支井、电加热等)。化学降粘剂对于稠油可进行有效分散、乳化等作用，显著降低稠油粘度、减小稠油在地层和井筒中流动阻力，这对于降低开采过程能耗、减少排放污染、提高稠油采收率具有重要意义。
发明内容
本发明以下内容中，除另有定义外，相同的可变基团、分子式/结构式等均具有相同的定义。
本发明涉及一种两亲高分子，所述两亲高分子具有如下所述的重复单元：调节分子量、分子量分布以及荷电特性作用的结构单元A、高空间位阻结构单元B和两亲结构单元C。
在一个实施例中，所述调节分子量、分子量分布以及荷电特性作用的结构单元A包括(甲基)丙烯酰胺类单体单元A1和/或(甲基)丙烯酸类单体单元A2；优选同时包括(甲基)丙烯酰胺类单体单元A1和(甲基)丙烯酸类单体单元A2。在本领域中，两亲高分子的分子量通常可根据需要进行选择，使用比较多的是100-2000万之间。
优选的，所述(甲基)丙烯酰胺类单体单元A1具有如下式(1)所示的结构：
Figure BDA0000078610300000021
式(1)
式(1)中，R1为H或甲基；R2和R3各自独立的选自H、C1-C3的烷基；R2和R3优选为H。
优选的，所述(甲基)丙烯酸类单体单元A2为(甲基)丙烯酸和/或(甲基)丙烯酸盐；甲基丙烯酸盐优选为甲基丙烯酸钠。
优选的，以两亲高分子所有重复单元总数为100mol％计，所述(甲基)丙烯酰胺类单体单元A1在整个两亲高分子所有重复单元中所占的摩尔百分数为70-99mol％，优选为70-90mol％，更优选73-78mol％。
优选的，所述(甲基)丙烯酸类单体单元A2整个两亲高分子所有重复单元中所占的摩尔百分数为1-30mol％，优选1-25mol％，更优选20-25mol％。
在另一个实施例中，所述调节分子量、分子量分布以及荷电特性作用的结构单元A具有如下式(2)所示的结构：
Figure BDA0000078610300000022
式(2)
其中，R1为H或甲基；R2和R3各自独立的选自H、C1-C3的烷基；R2和R3优选为H；R4选自H或甲基；Gr为-OH或-O-Na+；m，n表示该结构单元在整个两亲高分子所有重复单元中所占的摩尔百分数；m为70-99mol％，优选为70-90mol％，更优选73-78mol％；n为1-30mol％，优选1-25mol％，更优选20-25mol％。
在另一个实施例中，式(2)中R1-R3优选为H，Gr优选为-O-Na+。
在另一个实施例中，所述高空间位阻结构单元B至少含有结构G，所述结构G为以主链相邻两个碳原子为基础形成的环状烃结构或选自式(3)表示的结构，结构单元B中任选的含有式(4)所示的结构：
Figure BDA0000078610300000031
式(3)              式(4)
式(3)中，R5为H或甲基；优选为H；R6选自如下式(5)-(6)所示的基团：
Figure BDA0000078610300000032
                  式(5)                               式(6)
式(5)中，a为1-11的整数；优选为1-7；
式(4)中，R7为H或甲基；R8选自-NHPhOH、-OCH2Ph、-OPhOH、-OPhCOOH及其盐、-NHC(CH3)2CH2SO3H及其盐、-OC(CH3)2(CH2)bCH3、-NHC(CH3)2(CH2)cCH3、-OC(CH3)2CH2C(CH3)2(CH2)dCH3、-NHC(CH3)2CH2C(CH3)2(CH2)eCH3、-O(CH2)fN+(CH3)2CH2PhX-、
Figure BDA0000078610300000033
其中，b、c分别为0-21的整数，优选为1-11；d、e分别为0-17的整数，优选为1-7；f为2-8的整数，优选为2-4；X-为Cl-或Br-。
优选的，所述高空间位阻结构单元B含有结构G和式(4)所示的结构。
在另一个实施例中，所述以主链相邻两个碳原子为基础形成的环状烃结构选自：
Figure BDA0000078610300000034
优选的，上述高空间位阻结构单元B中结构G在整个两亲高分子所有重复单元中所占的摩尔百分数为0.02-2mol％，优选0.02-1.0mol％，更优选为0.05-0.5mol％。
优选的，上述高空间位阻结构单元B中式(4)所示的结构在整个两亲高分子所有重复单元中所占的摩尔百分数为0.05-5mol％、优选为0.1-2.5mol％，更优选为0.1-0.5mol％。
在另一个实施例中，所述高空间位阻结构单元B具有式(7)所示的结构：
Figure BDA0000078610300000041
式(7)
式(7)中：G的定义如上所述，优选为式(3)所表示的结构、
Figure BDA0000078610300000042
Figure BDA0000078610300000043
R7和R8的定义如上述式(4)所述；x和y分别表示该结构单元在整个两亲高分子所有重复单元中所占的摩尔百分数；x为0.02-2mol％，优选0.02-1.0mol％，更优选为0.05-0.5mol％；y为0.05-5mol％、优选为0.1-2.5mol％，更优选为0.1-0.5mol％。
在另一个实施例中，所述两亲结构单元C具有式(8)所示的结构：
Figure BDA0000078610300000044
式(8)
式(8)中，R9为H或甲基；R10为-O-或-NH-；R11为含有直链烃基、支链烃基、聚氧乙烯基(PEO)、聚氧丙烯基(PPO)、PEO与PPO嵌段、单季铵盐、多季铵盐或磺酸及其盐的基团。
优选的，上述两亲结构单元C在整个两亲高分子所有重复单元中所占的摩尔百分数为0.05-10mol％，优选0.1-5.0mol％，更优选0.5-1.75mol％。
在另一个实施例中，R10与R11组成的结构可选自-O(CH2)gN+(CH3)2(CH2)hCH3X-、-NH(CH2)iN+(CH3)2(CH2)jCH3X-、-O(CH2)kN+((CH2)f(H3)pX-、-O(CH2)qN+(CH3)2(CH2)αCH(SO3H)CH2(EO)β(PO)γ(CH2)δCH3X-、-NH(CH2)qN+(CH3)2(CH2)αCH(SO3H)CH2(EO)β(PO)γ(CH2)δCH3X-、-O(CH2)qN+(CH3)2(CH2)αCH(COOH)CH2(EO)β(PO)γ(CH2)δCH3X-、-NH(CH2)qN+(CH3)2(CH2)αCH(COOH)CH2(EO)β(PO)γ(CH2)δCH3X-、-O(CH2)2N+(CH3)2(CH2)εSO3 -、-(OCH(CH2N+(CH3)2(CH2)ζCH3Cl-)CH2)ηO(CH2)θCH3、-(OCH(CH2N+((CH2)λCH3)3Cl-)CH2)ιO(CH2)κCH3、-OCH(CH2N+(CH3)2(CH2)rCH3X-))2、-OCH(CH2N+((CH2)sCH3)3X-))2；
其中，g、i、k、q分别为1-6的整数，优选2-4；h、j分别为3-21的整数，优选3-17；p为3-9的整数，优选3-5；α为1-12的整数，优选1-8；β、γ分别为0-40的整数，β优选0-25，γ优选0-15；δ为0-21的整数，优选0-17；ε为4-18的整数，优选4-12；ζ为1-21的整数，优选1-15；η、ι分别为1-30的整数，优选1-20；θ、κ分别为3-21的整数，优选3-17；λ为0-9的整数，优选0-5；r为3-21的整数，优选3-17；s为3-9的整数，优选3-5；X-为Cl-或Br。
在另一个实施例中，所述两亲高分子具有式(9)所示的结构：
Figure BDA0000078610300000051
式(9)
式(9)中，R4，m，n的定义如上述式(2)所述；R7，R8，G，x，y的定义如式(7)所述；R9，R10，R11的定义如上述式(8)所述，z表示该结构单元在整个两亲高分子所有重复单元中所占的摩尔百分数，z为0.05-10mol％，优选0.1-5.0mol％，更优选0.5-1.75mol％。
具体的，本发明提供了如下式(I)-(X)的两亲高分子化合物：
Figure BDA0000078610300000061
Figure BDA0000078610300000071
本发明上述两亲高分子的分子量为100万-2000万之间；优选为300万-1300万之间。
分子量M的测定方法：使用乌氏粘度计测定特性粘数[η]，并将测得的[η]代入下面公式中计算得到；
M＝802[η]1.25。
本发明所述两亲高分子可采用本技术领域所已知的方法制备，例如：通过起调节分子量、分子量分布以及荷电特性作用的结构单元单体、高空间位阻结构单元单体和两亲结构单元单体在引发剂作用下聚合而成；聚合反应可以为悬浮聚合、乳液聚合、溶液聚合、沉淀聚合等本领域熟知的聚合方法。
典型的制备方法为：在水体系中通过搅拌的方式分散或溶解上述各单体，在氮气保护下引发聚合形成两亲性高分子。现有技术中制备两亲高分子的相关技术均可用于本发明的两亲高分子的制备。
制备两亲高分子所采用的单体均可直接商购获得，或依据现有技术直接制备得到，一些单体的合成路线在具体实施例中有详细说明。
本发明的两亲高分子的用途，其用于油田钻井、固井、压裂、原油集输、污水处理、污泥处理和造纸，可用作强化采油驱油剂、稠油降粘剂、压裂液、粘土稳定剂、污水处理剂、造纸用助留助滤剂或补强剂等。
特别适用于原油开采领域，如可用作强化采油聚合物驱油剂和稠油降粘剂。作为驱油剂使用时，溶液在高温高盐条件下仍具有显著增粘效果，能够提高原油采收率。作为稠油降粘剂时，通过有效分散和乳化稠油，显著降低稠油粘度、减小稠油在地层和井筒中流动阻力。
附图说明
图1本发明实施例1-实施例5制得的两亲高分子在3×104mg/L矿化度盐水中85℃下的粘浓关系曲线。
图2本发明实施例1-实施例5制得的两亲高分子在3×104mg/矿化度盐水中浓度为1750mg/L时的粘温关系曲线。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，但本发明并不限于以下实施例。
实施例1
本实施例合成的两亲高分子如式(I)所示：
Figure BDA0000078610300000101
本实施例的两亲高分子的合成：
先将占总反应体系重量3/4的水加入反应釜中，再将占总反应体系重量1/4的各种单体加入反应釜，各重复单元的摩尔百分数m、n、x、y、z依次为78％、20％、0.25％、0.5％、1.25％，搅拌使它们完全溶解，并向其中加入pH值调节剂调节反应溶液，使其pH为9左右，通氮气30min除去其中的氧气。在氮气保护下加入引发剂，再通氮气10min后封口，在25℃下反应，反应约4h反应结束，反应完全。所得产品经过干燥，得到粉末状两亲高分子。两亲高分子的分子量M为1280×104。
实施例2
本实施例合成的两亲高分子如式(II)所示：
Figure BDA0000078610300000111
Figure BDA0000078610300000112
的合成路线如下：
Figure BDA0000078610300000113
本实施例两亲高分子的合成：
先将占总反应体系重量3/4的水加入反应釜中，再将占总反应体系重量1/4的各种单体加入反应釜，各重复单元的摩尔百分数m、n、x、y、z依次为75％、23％、0.15％、0.1％、1.75％，搅拌使它们完全溶解，并向其中加入pH值调节剂调节反应溶液，使其pH为8左右，通氮气40min除去其中的氧气。在氮气保护下加入引发剂，再通氮气10min后封口，在20℃下反应，反应约5h反应结束，反应完全。所得产品经过干燥，得到粉末状两亲高分子。两亲高分子的分子量为1080×104。
实施例3
本实施例合成的两亲高分子如式(III)所示：
Figure BDA0000078610300000121
Figure BDA0000078610300000122
的合成路线如下：
本实施例两亲高分子的合成：
先将占总反应体系重量3/4的水加入反应釜中，再将占总反应体系重量1/4的各种单体加入反应釜，各重复单元的摩尔百分数m、n、x、y、z依次为75％、24％、0.25％、0.25％、0.5％，搅拌使它们完全溶解，并向其中加入pH值调节剂调节反应溶液，使其pH为9左右，通氮气30min除去其中的氧气。在氮气保护下加入引发剂，再通氮气10min后封口，在25℃下反应，反应约6h反应结束，反应完全。所得产品经过干燥，得到粉末状两亲高分子。两亲高分子的分子量为590×104。
实施例4
本实施例合成的两亲高分子如式(IV)所示：
Figure BDA0000078610300000131
本实施例两亲高分子的合成：
先将占总反应体系重量3/4的水加入反应釜中，再将占总反应体系重量1/4的各种单体加入反应釜，各重复单元的摩尔百分数m、n、x、y、z依次为75％、23％、0.05％、0.25％、1.7％，搅拌使它们完全溶解，并向其中加入pH值调节剂调节反应溶液，使其pH为9左右，通氮气30min除去其中的氧气。在氮气保护下加入引发剂，再通氮气10min后封口，在18℃下反应，反应约6h反应结束，反应完全，所得产品经过干燥，得到粉末状两亲高分子。两亲高分子的分子量为470×104。
实施例5
本实施例合成的两亲高分子如式(V)所示：
Figure BDA0000078610300000141
本实施例两亲高分子的合成：
先将占总反应体系重量3/4的水加入反应釜中，再将占总反应体系重量1/4的各种单体加入反应釜，各重复单元的摩尔百分数m、n、x、y、z依次为78％、20％、0.1％、0.25％、1.65％，搅拌使它们完全溶解，并向其中加入pH值调节剂调节反应溶液，使其pH为10左右，通氮气30min除去其中的氧气。在氮气保护下加入引发剂，再通氮气10min后封口，在25℃下反应，反应约6h反应结束，反应完全。所得产品经过干燥，得到粉末状两亲高分子。两亲高分子的分子量为530×104。
实施例6
本实施例合成的两亲高分子如式(VI)所示：
Figure BDA0000078610300000151
本实施例两亲高分子的合成：
先将占总反应体系重量3/4的水加入反应釜中，再将占总反应体系重量1/4的各种单体加入反应釜，各重复单元的摩尔百分数m、n、x、y、z依次为73％、25％、0.5％、0.5％、1％，搅拌使它们完全溶解，并向其中加入pH值调节剂调节反应溶液，使其pH为8左右，通氮气30min除去其中的氧气。在氮气保护下加入引发剂，再通氮气10min后封口，在45℃下反应，反应约3h反应结束，反应完全。所得产品经过干燥，得到粉末状两亲高分子。两亲高分子的分子量为640×104。
实施例7
本实施例合成的两亲高分子如式(VII)所示：
Figure BDA0000078610300000161
本实施例两亲高分子的合成：
先将占总反应体系重量3/4的水加入反应釜中，再将占总反应体系重量1/4的各种单体加入反应釜，各重复单元的摩尔百分数m、n、x、y、z依次为77％、22％、0.25％、0.25％、0.5％，搅拌使它们完全溶解，并向其中加入pH值调节剂调节反应溶液，使其pH为9左右，通氮气30min除去其中的氧气。在氮气保护下加入引发剂，再通氮气10min后封口，在55℃下反应，反应约2h反应结束，反应完全。所得产品经过干燥，得到粉末状两亲高分子。两亲高分子的分子量为820×104。
实施例8
本实施例合成的两亲高分子如式(VIII)所示：
Figure BDA0000078610300000162
本实施例两亲高分子的合成：
先将占总反应体系重量3/4的水加入反应釜中，再将占总反应体系重量1/4的各种单体加入反应釜，各重复单元的摩尔百分数m、n、x、y、z依次为73％、25％、0.25％、0.15％、0.6％，搅拌使它们完全溶解，并向其中加入pH值调节剂调节反应溶液，使其pH为10左右，通氮气30min除去其中的氧气。在氮气保护下加入引发剂，再通氮气10min后封口，在55℃下反应，反应约3h反应结束，反应完全。所得产品经过干燥，得到粉末状两亲高分子。两亲高分子的分子量为360×104。
实施例9
本实施例合成的两亲高分子如式(IX)所示：
Figure BDA0000078610300000171
本实施例两亲高分子的合成：
先将占总反应体系重量3/4的水加入反应釜中，再将占总反应体系重量1/4的各种单体加入反应釜，各重复单元的摩尔百分数m、n、x、y、z依次为75％、23％、0.5％、0.25％、1.25％，搅拌使它们完全溶解，并向其中加入pH值调节剂调节反应溶液，使其pH为8左右，通氮气30min除去其中的氧气。在氮气保护下加入引发剂，再通氮气10min后封口，在50℃下反应，反应约2.5h反应结束，反应完全。所得产品经过干燥，得到粉末状两亲高分子。两亲高分子的分子量为1260×104。
实施例10
本实施例合成的两亲高分子如式(X)所示：
Figure BDA0000078610300000181
本实施例两亲高分子的合成：
先将占总反应体系重量3/4的水加入反应釜中，再将占总反应体系重量1/4的各种单体加入反应釜，各重复单元的摩尔百分数m、n、x、y、z依次为75％、24％、0.25％、0.25％、0.5％，搅拌使它们完全溶解，并向其中加入pH值调节剂调节反应溶液，使其pH为8左右，通氮气30min除去其中的氧气。在氮气保护下加入引发剂，再通氮气10min后封口，在50℃下反应，反应约4h反应结束，反应完全。所得产品经过干燥，得到粉末状两亲高分子。两亲高分子的分子量为810×104。
测定实施例
测定例1
使用矿化度3×104mg/L的盐水配制不同浓度的两亲高分子溶液，测定溶液浓度、温度与溶液粘度的关系，结果见图1和图2。
图中表明，在高温和高矿化度条件下，实施例1-5的两亲高分子溶液仍具有良好的增粘能力。两亲高分子中的高空间位阻单元减小了主链内旋转自由度、增加了大分子链的刚性，使大分子链难于蜷曲而趋向伸展，导致大分子流体力学半径增大，同时，两亲结构单元通过分子内或分子间作用形成缔合微区，显著提高了高温高盐条件下的溶液增粘能力。
测定例2
测试方法：温度为25℃下，将三种油田电脱原油样品25ml加入50ml具塞试管中，继续加入25ml以蒸馏水配制的不同浓度两亲高分子的水溶液，盖紧试管塞后，采用手工方式振荡或将试管放置在振荡箱内，水平振荡80-100次，振幅应大于20cm，充分混合后，松动试管塞。原油降粘率按照下式计算：
Figure BDA0000078610300000182
表1实施例6-实施例10制得的两亲高分子稠油降粘实验结果(油水比1∶1，25℃)
Figure BDA0000078610300000191
表1说明，实施例6-10的两亲高分子对于三种油样具有很好的降粘效果。随两亲高分子溶液浓度增加，降粘率增大。溶液浓度相同时，油样粘度提高则相应降粘率增大。两亲高分子通过高空间位阻单元与两亲结构单元的协同作用，有效乳化、分散原油，显著降低了原油粘度。

Claims (6)

1.一种两亲高分子，其特征在于：具有调节分子量与分子量分布以及荷电特性作用的结构单元A、高空间位阻结构单元B和两亲结构单元C作为重复结构单元； 
所述两亲高分子具有式(9)所示的结构： 
Figure FDA00003376043600011
式(9)中，R4选自H或甲基；R7为H或甲基； 
R8选自-NHPhOH、-OCH2Ph、-OPhOH、-OPhCOOH及其盐、-NHC(CH3)2CH2SO3H及其盐、-OC(CH3)2(CH2)bCH3、-NHC(CH3)2(CH2)cCH3、-OC(CH3)2CH2C(CH3)2(CH2)dCH3、-NHC(CH3)2CH2C(CH3)2(CH2)eCH3、-O(CH2)fN+(CH3)2CH2PhX-、 
Figure FDA00003376043600012
其中，b、c分别为0-21的整数；d、e分别为0-17的整数；f为2-8的整数；X-为Cl-或Br-； 
所述结构G为以主链相邻两个碳原子为基础形成的环状烃结构或选自式(3)表示的结构， 
Figure FDA00003376043600013
式(3)中，R5为H或甲基；R6选自如下式(5)-(6)所示的基团： 
Figure FDA00003376043600021
式(5)中，a为1-11的整数； 
R9为H或甲基，R10为-O-或-NH-，R11为含有直链烃基、支链烃基、聚氧乙烯基(PEO)、聚氧丙烯基(PPO)、PEO与PPO嵌段、单季铵盐、多季铵盐或磺酸及其盐的基团； 
以两亲高分子所有重复单元总数为100mol％计，m、n、x、y和z分别表示其所对应的结构单元在整个两亲高分子所有重复单元中所占的摩尔百分数；m为70-99mol％；n为1-30mol％；x为0.02-2mol％；y为0.05-5mol％；z为0.05-10mol％。 
2.如权利要求1所述的两亲高分子，其特征在于：所述以主链相邻两个碳原子为基础形成的环状烃结构选自： 
3.如权利要求1所述的两亲高分子，其特征在于：R10与R11组成的结构可选自-O(CH2)gN+(CH3)2(CH2)hCH3X-、-NH(CH2)iN+(CH3)2(CH2)jCH3X-、-O(CH2)kN+((CH2)pCH3)3X-、-O(CH2)qN+(CH3)2(CH2)αCH(SO3H)CH2(EO)β(PO)γ(CH2)δCH3X-、-NH(CH2)qN+(CH3)2(CH2)αCH(SO3H)CH2(EO)β(PO)γ(CH2)δCH3X-、-O(CH2)qN+(CH3)2(CH2)αCH(COOH)CH2(EO)β(PO)γ(CH2)δCH3X-、-NH(CH2)qN+(CH3)2(CH2)αCH(COOH)CH2(EO)β(PO)γ(CH2)δCH3X-、-O(CH2)2N+(CH3)2(CH2)εSO3 -、-(OCH(CH2N+(CH3)2(CH2)ζCH3Cl-)CH2)ηO(CH2)θCH3、-(OCH(CH2N+((CH2)λCH3)3Cl-)CH2)ιO(CH2)κCH3、-OCH(CH2N+(CH3)2(CH2)rCH3X-))2、-OCH(CH2N+((CH2)sCH3)3X-))2； 
其中，g、i、k、q分别为1-6的整数；h、j分别为3-21的整数；p为3-9的整数；α为1-12的整数；β、γ分别为0-40的整数；δ为0-21的整数；ε为4-18的整数；ζ为1-21的整数；η、ι分别为1-30的整数；θ、κ分别为3-21的整数；λ为0-9的整数；r为3-21的整数； s为3-9的整数；X-为Cl-或Br-。 
4.如权利要求1所述的两亲高分子，所述高分子是下述式(I)-(X)化合物： 
Figure FDA00003376043600031
Figure FDA00003376043600041
Figure FDA00003376043600051
Figure FDA00003376043600061
。
5.如权利要求1-4任一项所述的两亲高分子，其特征在于：分子量为100万-2000万之间。 
6.权利要求1-5任一项所述的两亲高分子的用途，其特征在于：用于油田钻井、固井、压裂、原油集输、污水处理、污泥处理和造纸，或用作强化采油驱油剂、稠油降粘剂、压裂液、粘土稳定剂、污水处理剂、造纸用助留助滤剂或补强剂。 
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102432748B (zh) 2011-07-26 2013-11-06 北京君伦润众科技有限公司 两亲高分子和用途
CN103450868A (zh) * 2013-08-12 2013-12-18 新疆天普石油天然气工程技术有限公司 一种抗温耐盐型水溶性两亲聚合物复合稠油降粘剂
CN104327278B (zh) * 2014-10-24 2017-02-15 中海油天津化工研究设计院有限公司 一种含壳聚糖的疏水缔合聚合物驱油剂及其制备方法
CN105131167A (zh) * 2015-07-07 2015-12-09 中国石油大学(华东) 一种含有烷基芳烃取代乙烯单体的油溶性聚合物降粘剂及微波制备方法
CN106701053A (zh) * 2016-12-08 2017-05-24 北京百特泰科能源工程技术有限公司 一种高分子原油活化剂及其制备方法与应用
WO2019024476A1 (zh) * 2017-08-04 2019-02-07 中国海洋石油集团有限公司 一种稠油活化剂及其制备方法与应用
CN111363073A (zh) * 2019-11-14 2020-07-03 中国科学院化学研究所 一种兼具防膨和絮凝作用的两亲聚合物及其制备方法与应用
CN114426832A (zh) * 2020-10-15 2022-05-03 中国石油化工股份有限公司 一种边底水稠油油藏控水降粘剂的控水降粘方法
CN114456793B (zh) * 2020-10-21 2023-06-20 中国石油化工股份有限公司 一种针对低渗透稠油油藏的自降粘压裂液及其制备方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101570697A (zh) * 2009-06-01 2009-11-04 中国科学院化学研究所 一种原油破乳剂
CN101781386A (zh) * 2009-12-31 2010-07-21 中国科学院化学研究所 一种两亲高分子驱油剂的制备方法
WO2011068837A2 (en) * 2009-12-01 2011-06-09 Lubrizol Advanced Materials, Inc. Hydrolytically stable multi-purpose polymers

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4653584A (en) * 1985-05-30 1987-03-31 The Standard Oil Company Maleimide-modified bioresistant polymers and enhanced oil recovery method employing same
CN1314720C (zh) * 2004-12-13 2007-05-09 大连广汇化学有限公司 高分子量两性高分子的制备方法
FR2914647B1 (fr) * 2007-04-05 2011-10-21 Rhodia Recherches Et Tech Copolymere comprenant des unites betainiques et des unites hydrophobes et/ou amphiphiles,procede de preparation,et utilisations.
CN101284893B (zh) * 2008-06-06 2010-10-27 成都理工大学 梳型两亲水溶性共聚物及其制备方法和用途
CN101492515B (zh) 2009-01-23 2011-06-15 成都理工大学 丙烯酰胺改性接枝共聚物及其制备方法和用途
CN101798503B (zh) * 2010-01-05 2012-07-11 西南石油大学 一种用于提高采收率的聚合物驱油剂及其应用
CN102432748B (zh) 2011-07-26 2013-11-06 北京君伦润众科技有限公司 两亲高分子和用途

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101570697A (zh) * 2009-06-01 2009-11-04 中国科学院化学研究所 一种原油破乳剂
WO2011068837A2 (en) * 2009-12-01 2011-06-09 Lubrizol Advanced Materials, Inc. Hydrolytically stable multi-purpose polymers
CN101781386A (zh) * 2009-12-31 2010-07-21 中国科学院化学研究所 一种两亲高分子驱油剂的制备方法

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