CN112126017B - 丙烯酰胺功能型聚合物及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及丙烯酰胺共聚物领域，公开了一种丙烯酰胺功能型聚合物及其制备方法和应用。本发明所述聚合物包含结构单元A、结构单元B和结构单元C，所述结构单元A为具有下述式(1)所示的结构单元，所述结构单元B具有下述式(2)所示的结构单元，所述结构单元C为具有下述式(3)所示的结构单元，

Description

丙烯酰胺功能型聚合物及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及丙烯酰胺共聚物，具体地，本发明涉及一种具有丙烯酰胺功能型聚合物及其制备方法和应用。
背景技术
90年代，随着油田含水不断升高，油田堵水技术进入了一个新的发展阶段，堵剂品种迅速增加，处理井次增多，经济效果也明显提高。我国油田普遍采用注水开发方式，地层非均质性严重，油藏地质复杂，在开发中后期含水上升速度加快，随着注水量的增加，注水剖面的不均匀性进一步增加，导致油井大量出水。
目前油井平均含水已达80％以上，东部地区的一些老油田含水高达95％以上。因此，堵水调剖的工作量逐年增大，工作难度不断攀升，而增油潜力降低，这种形势促进了调剖堵水技术的不断发展,从而形成了深部调剖技术研究的新热点，在稳油控水方面发挥重要的作用，相应地研制了强凝胶，弱凝胶，颗粒凝胶等新型化学剂。但是这些化学剂面对特高含水阶段由于油井水淹严重，油水关系复杂等问题，达不到深部调驱的目的，只能在实施井近距离地带发生作用，从而导致现场实施周期短、效果差。
丙烯酰胺类单体的水溶液共聚合反应采用自由基引发聚合，引发方式主要采用引发剂引发和辐射引发两种。引发剂主要是过氧化物和偶氮化合物等。油田驱油用和调剖用聚丙烯酰胺及其衍生物均是以聚丙烯酰胺为主链的均聚物或共聚物。聚合方法按单体在介质中的分散状态可分为：水溶液聚合、胶束聚合和乳液聚合。
活性功能型聚合物，是指在其高分子结构中同时存在亲水基团和亲油基团，使其水溶液具有良好表界面活性和乳化洗油等特性的一种新型聚合物，一般采用水溶液共聚合或胶束共聚合工艺，即在一定温度和引发剂的作用下引发共聚单体聚合后，经胶体后处理可得到活性功能型聚合物。
活性功能型聚合物与常规的高分子表面活性剂有着很大区别。高分子表面活性剂的性质更倾向于小分子表面活性剂，而活性聚合物更为表现高分子量聚合物的性质。高分子表面活性剂的相对分子质量不高，一般<200万，增粘性不强，而活性聚合物的相对分子质量高于800万，甚至超过2000万，具有很高的粘度和较强的增粘性及粘弹性，同时可以有效降低油水表界面张力，并具有一定的乳化洗油能力，可以达到一剂多用的效果，因此活性功能型聚合物作为一种新型的油田用深部调驱剂和调堵剂，在我国中中部老油田尤其特高含水油藏领域具有更为广泛的应用前景。
活性功能型聚合物是一种水溶性较好的高粘度聚合物，与传统调驱剂和调堵剂有着截然不同的性能。一方面活性功能型聚合物具有水溶性高分子聚合物增粘性，并在一定压力下可以进入油藏深部，进行深部调剖，有效降低大孔道的水相渗透率，可实现进得去、堵得住和可运移等特性；另一方面活性功能单体的引入，使得此类新型活性功能型聚合物具有良好的表面活性和乳化增容等特性，降低油水表界面张力，从而增加活性功能聚合物在深部的洗油能力。总言之，此类新型活性功能型聚合物驱油剂可以获得一剂多效的功能，从而原油提高采收率。因此开发活性功能型聚合物，是一条实现油田深部调驱和调堵的重要途径，同时也为低油田低效井创益增效提供举措，为特高含水期提高油井产能提供技术支撑。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术存在的传统调驱剂和调堵剂无法满足含水量高且井深较高的油田中调驱和调堵的问题，提供一种活性功能型聚合物及其制备方法，该活性功能型聚合物具有优异的表界面活性和耐高温高盐性。
为了实现上述目的，本发明第一方面提供一种丙烯酰胺功能型聚合物，其中，所述聚合物包含结构单元A、结构单元B和结构单元C，所述结构单元A为具有下述式(1)所示的结构单元，所述结构单元B具有下述式(2)所示的结构单元，所述结构单元C为具有下述式(3)所示的结构单元，
Figure BDA0002105111880000031
其中，n＝20-50的整数，R为C2-C12的烷基。
优选地，以所述聚合物的总重量为基准，所述结构单元A的含量为91-98重量％，所述结构单元B的含量为0.8-4重量％，所述结构单元C的含量为0.5-5重量％。
更优选地，以所述聚合物的总重量为基准，所述结构单元A的含量为92-95重量％，所述结构单元B的含量为1.5-3.5重量％，所述结构单元C的含量为1-3重量％。
本发明第二方面提供一种制备丙烯酰胺功能型聚合物的方法，其中，包括以下步骤：
(1)、将丙烯酰胺配成水溶液，并用碱对水溶液的进行pH值调节；
(2)、将功能单体X、功能单体Y、乳化剂、络合剂、尿素、促进剂加入至步骤S1得到的水溶液中，搅拌得到稳定的胶束溶液；
(3)、在第一温度下，氮气气氛中，向所述胶束溶液中加入复合引发剂，混合均匀后，密封聚合得到聚合物胶体；
(4)、将所述聚合物胶体进行造粒，并与氢氧化钠粒碱进行混合，在第二温度下进行水解，得到聚合物胶粒；
(5)、将所述聚合物胶粒进行再造粒、干燥、粉碎、筛分，得到所述丙烯酰胺功能型聚合物；
所述功能单体X具有式(4)所示的结构，
Figure BDA0002105111880000041
所述功能单体Y具有式(5)所示的结构，
Figure BDA0002105111880000042
其中，n＝20-50的整数，R为C2-C12的烷基。
优选地，步骤(1)中，所述pH值调节使得步骤(1)中的水溶液的pH为6-10，优选为6-8；步骤(1)中，所述碱包括氢氧化钠和/或碳酸钠。
优选地，步骤(2)中，所述乳化剂为十二烷基硫酸钠，所述络合剂为EDTA-2Na水溶液，所述促进剂为脒基硫脲。
优选地，步骤(3)中，所述复合引发剂包含氧化剂和还原剂；优选地，所述氧化剂为过硫酸盐，还原剂为亚硫酸盐。
优选地，所述丙烯酰胺、功能单体X与功能单体Y在所述水溶液中的总重量浓度为20-40％，优选为25-35％。
优选地，步骤(2)中，基于丙烯酰胺、功能单体X和功能单体Y的总重量，所述乳化剂的用量为0.05-1重量％，所述络合剂的用量为0.01-0.1重量％，所述尿素的用量为0.5-5重量％，所述促进剂的用量为0.2-1重量％。
优选地，步骤(3)中，基于丙烯酰胺、功能单体X和功能单体Y的总重量，氧化剂的用量为0.01-0.1重量％，还原剂的用量为0.005-0.05重量％。
优选地，以丙烯酰胺、功能单体X和功能单体Y的总重量为基准，所述功能单体X的含量为0.8-4重量％，功能单体Y的含量为0.5-5重量％，丙烯酰胺的含量为91-98重量％。
更优选地，以丙烯酰胺、功能单体X和功能单体Y的总重量为基准，功能单体X的含量为1.5-3.5重量％，功能单体Y的用量为1-3重量％，丙烯酰胺的含量为92-95重量％。
优选地，所述EDTA-2Na水溶液中EDTA-2Na的质量浓度为0.5-3％；所述过硫酸盐包括质量浓度为0.1-0.5％的过硫酸钾水溶液和/或过硫酸铵水溶液；所述亚硫酸盐包括质量浓度为0.05-0.3％的亚硫酸氢钾水溶液和/或亚硫酸氢钠水溶液。
优选地，步骤(3)中，所述第一温度为20-40℃，密封聚合时间为8-10h。
优选地，步骤(4)中，所述第二温度为80-90℃，水解时间为2-3h。
本发明第三方面提供一种丙烯酰胺功能型聚合物的应用，其中，所述丙烯酰胺功能型聚合物为本发明所述的丙烯酰胺功能型聚合物或由本发明任意一项所述的方法制得的丙烯酰胺功能型聚合物。
优选地，所述应用为油田用调驱剂、调堵剂和驱油剂中的至少一种。
通过本发明的技术方案，使得本发明所提供的丙烯酰胺功能型聚合物获得以下有益效果：
本发明是在聚丙烯酰胺的大分子结构中一并引入功能单体X和功能单体Y，同时在聚合体系中加入了乳化剂和促进剂，一方面可以形成稳定的胶束，另一方面可显著提高了两种功能单体的聚合活性，进而提高了聚合物产品的分子量及共聚物水溶液的表界面活性，使其具有优异的增粘性和乳化洗油能力。此外，活性功能共聚物分子链中功能单体X结构单元的引入，使其共聚物高分子链间发生轻微的交联结构，进而增强了共聚物分子链间的水力学体积，使共聚物水溶液在高温高盐条件下仍保持很高的粘度，进而实现油藏下的深部调驱和调堵的目的。
尤为重要的是，本发明还可以根据油藏地质条件和原油性质来调整共聚物结构单元的分布及其序列结构，以满足不同油藏条件对深部调驱剂或调堵剂的需求。
具体实施方式
在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
本发明第一方面提供一种丙烯酰胺功能型聚合物，其中，所述聚合物包含结构单元A、结构单元B和结构单元C，所述结构单元A为具有下述式(1)所示的结构单元，所述结构单元B具有下述式(2)所示的结构单元，所述结构单元C为具有下述式(3)所示的结构单元，
Figure BDA0002105111880000071
其中，n＝20-50的整数，R为C2-C12的烷基。
本发明中，采用共聚的方式，将丙烯酰胺与特定的功能单体进行共聚，从而使共聚物不仅具有普通水溶性聚合物的增粘性，更重要的是共聚物具有出色的耐温抗盐性和表界面活性。
本发明中，所述活性功能型聚合物包含结构单元A、结构单元B和结构单元C，其中，结构单元B的引入使得聚合物高分子链间发生轻微的交联结构，增强了聚合物分子链间的水力学体积，使聚合物水溶液在高温高盐条件下仍保持很高的粘度，进而实现油藏下的深部调驱和调堵的目的。
结构单元C的引入使得聚合物分子链间具有一定的缔合作用，增加其水力学体积，进而增加聚合物在高温高盐下的粘度。
为了使得活性功能型聚合物具有适当的粘度，且具有低的表界面张力，发明人对聚合物中各结构单元的含量进行了研究，通过研究发现，当以所述聚合物的总重量为基准，所述结构单元A的含量为91-98重量％，所述结构单元B的含量为0.8-4重量％，所述结构单元C的含量为0.5-5重量％时，本发明所述聚合物在高温高盐条件下，仍保持较高的粘度，且聚合物具有低的表界面张力，实现了油藏下的深部调驱和调堵的目的。
优选地，以所述聚合物的总重量为基准，所述结构单元A的含量为92-95重量％，所述结构单元B的含量为1.5-3.5重量％，所述结构单元C的含量为1-3重量％。
本发明第二方面提供一种制备丙烯酰胺功能型聚合物的方法，其中，包括以下步骤：
(1)、将丙烯酰胺配成水溶液，并用碱对水溶液的进行pH值调节；
(2)、将功能单体X、功能单体Y、乳化剂、络合剂、尿素、促进剂加入至步骤(1)得到的水溶液中，搅拌得到稳定的胶束溶液；
(3)、在第一温度下，氮气气氛中，向所述胶束溶液中加入复合引发剂，混合均匀后，密封聚合得到聚合物胶体；
(4)、将步骤S3得到的所述聚合物胶体进行造粒，并与氢氧化钠粒碱进行混合，在第二温度下进行水解，得到聚合物胶粒；
(5)、将所述聚合物胶粒进行再造粒、干燥、粉碎、筛分后得到所述丙烯酰胺功能型聚合物；
所述功能单体X具有式(4)所示的结构，
Figure BDA0002105111880000081
所述功能单体Y具有式(5)所示的结构，
Figure BDA0002105111880000082
其中，n＝20-50的整数，R为C2-C12的烷基。
本发明中，采用共聚的方式，将丙烯酰胺与特定的功能单体进行共聚，从而使共聚物不仅具有普通水溶性聚合物的增粘性，更重要的是共聚物具有出色的耐温抗盐性和表界面活性。
本发明中，所述活性功能型聚合物是由丙烯酰胺单体与功能单体X和Y经共聚而制得的。具体的，功能单体X的引入使得聚合物高分子链间发生轻微的交联结构，增强了聚合物分子链间的水力学体积，使聚合物水溶液在高温高盐条件下仍保持很高的粘度，进而实现油藏下的深部调驱和调堵的目的。功能单体Y的引入使得聚合物分子链间具有一定的缔合作用，增加其水力学体积，进而增加聚合物在高温高盐下的粘度。
根据本发明，步骤(1)中，所述pH值调节使得步骤(1)中的水溶液的pH为6-10，优选为6-8；步骤(1)中，所述碱包括氢氧化钠和/或碳酸钠。
根据本发明，步骤(2)中，所述乳化剂为十二烷基硫酸钠，所述络合剂为EDTA-2Na水溶液，所述促进剂为脒基硫脲。
根据本发明，步骤S3中的所述复合引发剂包含氧化剂和还原剂；优选地，所述氧化剂为过硫酸盐，还原剂为亚硫酸盐。
本发明中，所述促进剂脒基硫脲与复合引发剂等助剂相互配合，显著地改善了功能单体与丙烯酰胺单体之间的反应活性，使得功能单体能够有效地引入至丙烯酰胺聚合物的分子链中，进而使得制得的丙烯酰胺共聚物具有优异的表界面活性和耐高温高盐性。
本发明中，发明人通过大量实验研究发现，采用本发明所述用量的乳化剂、络合剂、尿素、促进剂、氧化剂和还原剂能够制得粘结性以及耐温抗盐性和表界面活性优异的活性聚合物。
根据本发明，所述丙烯酰胺、功能单体X与功能单体Y在所述水溶液中的总重量浓度为20-40％，优选为25-35％。
根据本发明，步骤(2)中，基于丙烯酰胺、功能单体X和功能单体Y的总重量，所述乳化剂的用量为0.05-1重量％，所述络合剂的用量为0.01-0.1重量％，所述尿素的用量为0.5-5重量％，所述促进剂的用量为0.2-1重量％。
根据本发明，步骤(3)中，基于丙烯酰胺、功能单体X和功能单体Y的总重量，氧化剂的用量为0.01-0.1重量％，还原剂的用量为0.005-0.05重量％。
根据本发明，以丙烯酰胺、功能单体X和功能单体Y的总重量为基准，所述功能单体X的含量为0.8-4重量％，功能单体Y的含量为0.5-5重量％，丙烯酰胺的含量为91-98重量％。
本发明中，发明人经过大量研究发现，丙烯酰胺、功能单体X和功能单体Y的含量满足上述范围时，制得的丙烯酰胺共聚物具有优异的表界面活性和耐高温高盐性。
进一步优选地，以丙烯酰胺、功能单体X和功能单体Y的总重量为基准，功能单体X的含量为1.5-3.5重量％，功能单体Y的用量为1-3重量％，丙烯酰胺的含量为92-95重量％。
根据本发明，EDTA-2Na水溶液中EDTA-2Na的质量浓度为0.5-3％；所述过硫酸盐包括质量浓度为0.1-0.5％的过硫酸钾水溶液和/或过硫酸铵水溶液；所述亚硫酸盐包括质量浓度为0.05-0.3％的亚硫酸氢钾水溶液和/或亚硫酸氢钠水溶液。
根据本发明，步骤(3)中，所述第一温度为20-40℃，密封聚合时间为8-10h。
根据本发明，步骤(4)中，所述第二温度为80-90℃，水解时间为2-3h。
本发明第三方面提供一种丙烯酰胺功能型聚合物的应用，其中，所述丙烯酰胺功能型聚合物为本发明所述的丙烯酰胺功能型聚合物或由本发明任意一项所述的方法制得的丙烯酰胺功能型聚合物。
根据本发明，所述应用为油田用调驱剂、调堵剂和驱油剂中的至少一种。
以下将通过实施例对本发明进行详细描述。以下实施例中，聚合物的表观粘度采用Brookfield粘度计进行测定，具体的，在指定测试温度(85℃)下，测定聚合物溶液(质量浓度为1500mg/L)在矿化度为33000mg/L下的表观粘度，表观粘度越大，表明耐温抗盐性能越优异；
聚合物的水溶液表面张力采用DCAT-21表面张力仪进行测定，具体的，在指定测试温度(25℃)下测定聚合物在纯水下的水溶液表面张力，表面张力越小，表明表面活性越优异；
聚合物的溶液界面张力采用美国科诺公司TX500C界面张力仪进行测定，具体的，在指定测试温度(80℃)下测定聚合物在溶液下的溶液界面张力，实验用溶液为煤油，界面张力越小，表面界面张力越优异。
以下实施例所用原料为：
丙烯酰胺购自山东宝莫生物化工股份有限公司；
功能单体X购自百灵威化学试剂有限公司，其中n＝42；
功能单体Y1的结构如式5所示，其中R为已基，购自百灵威化学试剂有限公司；
功能单体Y2的结构如式5所示，其中R为乙基，购自百灵威化学试剂有限公司；
功能单体Y3的结构如式5所示，其中R为十二烷基，购自百灵威化学试剂有限公司；
其他各原料均为市购获得。
实施例1
1、将25.025g丙烯酰胺(质量含量91％)加入到保温聚合反应瓶(即聚合瓶)中，加入去离子水72.5g溶解配成水溶液，再加入氢氧化钠调节pH为7.2；
2、依次加入1.1g功能单体X(质量含量4％)，1.375g功能单体Y1(质量含量5％)，乳化剂0.25g，1％的EDTA-2Na水溶液0.3g、尿素1.375g，脒基硫脲55.0mg，充分搅拌成为稳定的胶束；
3、控制水溶液的温度在25℃，通氮气驱氧30分钟后，再加入0.2％的过硫酸钾水溶液1.4g和0.1％的亚硫酸氢钠水溶液1.4g，引发反应，继续通氮气五分钟后停止，密封后聚合反应10小时；
4、取出胶块，造粒后加入0.52g粒碱混合均匀后在80℃下进行水解2.5小时；
5、取出胶粒再进行造粒、60℃下干燥至恒重、粉碎、过筛得到白色颗粒状表面活性聚合物样品。
经测试，表观粘度为71.3mPa·s，表面张力为30.8mN/m，界面张力为9.1×10-2mN/m，表现出优异的表界面活性和耐高温高盐性能。
实施例2
1、将26.95g丙烯酰胺(质量含量98％)加入到保温聚合反应瓶(即聚合瓶)中，加入去离子水72.5g溶解配成水溶液，再加入氢氧化钠调节pH为6.0；
2、依次加入0.22g功能单体X质量含量0.8％)，0.33g功能单体Y2质量含量1.2％)，乳化剂0.275g，1％的EDTA-2Na水溶液2.0g、尿素0.2g，脒基硫脲275.0mg，充分搅拌成为稳定的胶束；
3、控制水溶液的温度在20℃，通氮气驱氧30分钟后，再加入0.2％的过硫酸钾水溶液4.0g和0.1％的亚硫酸氢钠水溶液4.0g，引发反应，继续通氮气五分钟后停止，密封后聚合反应9小时；
4、取出胶块，造粒后加入0.58g粒碱混合均匀后在90℃下进行水解2小时；
5、取出胶粒再进行造粒、60℃下干燥至恒重、粉碎、过筛得到白色颗粒状表面活性聚合物样品。
经测试，表观粘度为74.9mPa·s，表面张力为28.2mN/m，界面张力为6.8×10-2mN/m，表现出优异的表界面活性和耐高温高盐性能。
实施例3
1、将26.4g丙烯酰胺(质量含量96.0％)加入到保温聚合反应瓶(即聚合瓶)中，加入去离子水72.5g溶解配成水溶液，再加入氢氧化钠调节pH为10.0；
2、依次加入0.9625g功能单体X(质量含量3.5％)，0.1375g功能单体Y3(质量含量0.5％)，乳化剂0.14g，1％的EDTA-2Na水溶液2.5g、尿素1.1g，脒基硫脲250.0mg，充分搅拌成为稳定的胶束；
3、控制水溶液的温度在30℃，通氮气驱氧30分钟后，再加入0.2％的过硫酸钾水溶液6.0g和0.1％的亚硫酸氢钠水溶液6.0g，引发反应，继续通氮气五分钟后停止，密封后聚合反应8.5小时；
4、取出胶块，造粒后加入0.66g粒碱混合均匀后在85℃下进行水解3小时；
5、取出胶粒再进行造粒、60℃下干燥至恒重、粉碎、过筛得到白色颗粒状表面活性聚合物样品。
经测试，表观粘度为78.5mPa·s，表面张力为29.4mN/m，界面张力为6.9×10-2mN/m，表现出优异的表界面活性和耐高温高盐性能。
实施例4
1、将25.85g丙烯酰胺(质量含量94.0％)加入到保温聚合反应瓶(即聚合瓶)中，加入去离子水72.5g溶解配成水溶液，再加入氢氧化钠调节pH为8.1；
2、依次加入0.9075g功能单体X(质量含量3.3％)，0.7425g功能单体Y2(质量含量2.7％)、乳化剂0.2g，1％的EDTA-2Na水溶液1.5g、尿素1.1g，脒基硫脲180.0mg，充分搅拌成为稳定的胶束；
3、控制水溶液的温度在30℃，通氮气驱氧30分钟后，再加入0.2％的过硫酸钾水溶液13.75g和0.1％的亚硫酸氢钠水溶液13.75g，引发反应，继续通氮气五分钟后停止，密封后聚合反应8小时；
4、取出胶块，造粒后加入0.52g粒碱混合均匀后在85℃下进行水解2.0小时；
5、取出胶粒再进行造粒、60℃下干燥至恒重、粉碎、过筛得到白色颗粒状表面活性聚合物样品。
经测试，表观粘度为84.3mPa·s，表面张力为29.3mN/m，界面张力为8.2×10-2mN/m，表现出优异的表界面活性和耐高温高盐性能。
对比例1
按照实施例1的方法制备丙烯酰胺功能型聚合物，不同的是：功能单体X为N,N-亚甲基双丙稀酰胺，功能单体Y为马来酰亚胺。经测试，表观粘度为36.8mPa·s，表面张力为54.5mN/m，界面张力为13.5mN/m。其表观粘度显著降低，表明所述丙烯酰胺功能型聚合物的耐高温耐盐性能较差，而表面张力以及界面张力均增大，表明丙烯酰胺功能型聚合物的表界面活性较差。
对比例2
按照实施例2的方法制备丙烯酰胺功能型聚合物，不同的是：功能单体X的用量为1.65g(质量含量为5.8％)，功能单体Y的用量为0.055g(质量含量为0.2％)。经测试，表观粘度为38.1mPa·s，表面张力为34.1mN/m，界面张力为3.4×10-1mN/m。其表观粘度显著降低，表明所述丙烯酰胺功能型聚合物的耐高温耐盐性能较差，而表面张力以及界面张力均增大，表明丙烯酰胺功能型聚合物的表界面活性较差。
对比例3
按照实施例4的方法制备丙烯酰胺功能聚合物，不同的是：不加入功能单体Y。经测试，表观粘度为25.4mPa·s，表面张力为40.1mN/m，界面张力为1.8mN/m。其表观粘度显著降低，表明所述丙烯酰胺功能型聚合物的耐高温耐盐性能较差，而表面张力以及界面张力均增大，表明丙烯酰胺功能型聚合物的表界面活性较差。
对比例4
按照实施例3的方法制备丙烯酰胺功能化合物，不同的是：不加入促进剂。经测试，表观粘度为37.2mPa·s，表面张力为45.38mN/m，界面张力为9.4mN/m。其表观粘度显著降低，表明所述丙烯酰胺功能型聚合物的耐高温耐盐性能较差，而表面张力以及界面张力均增大，表明丙烯酰胺功能型聚合物的表界面活性较差。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合，这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。

Claims (20)

1.一种丙烯酰胺功能型聚合物，其中，所述聚合物包含结构单元A、结构单元B和结构单元C，所述结构单元A为具有下述式（1）所示的结构单元，所述结构单元B具有下述式（2）所示的结构单元，所述结构单元C为具有下述式（3）所示的结构单元，
式（1）式（2）式（3）
其中，n=20-50的整数，R为C2-C12的烷基；
以所述聚合物的总重量为基准，所述结构单元A的含量为91-98重量%，所述结构单元B的含量为0.8-4重量%，所述结构单元C的含量为0.5-5重量%；
丙烯酰胺功能型聚合物的制备方法，包括以下步骤：
（1）、将丙烯酰胺配成水溶液，并用碱对水溶液进行pH值调节；
（2）、将功能单体X、功能单体Y、乳化剂、络合剂、尿素、促进剂加入至步骤（1）得到的水溶液中，搅拌得到稳定的胶束溶液；
（3）、在第一温度下，氮气气氛中，向所述胶束溶液中加入复合引发剂，混合均匀后，密封聚合得到聚合物胶体；
（4）、将所述聚合物胶体进行造粒，并与氢氧化钠粒碱进行混合，在第二温度下进行水解，得到聚合物胶粒；
（5）、将所述聚合物胶粒进行再造粒、干燥、粉碎、筛分，得到所述丙烯酰胺功能型聚合物；
所述功能单体X具有式（4）所示的结构，
式（4）
所述功能单体Y具有式（5）所示的结构，
式（5）
其中，n=20-50的整数，R为C2-C12的烷基。
2.根据权利要求1所述的丙烯酰胺功能型聚合物，其中，以所述聚合物的总重量为基准，所述结构单元A的含量为92-95重量%，所述结构单元B的含量为1.5-3.5重量%，所述结构单元C的含量为1-3重量%。
3.一种制备权利要求1所述的丙烯酰胺功能型聚合物的方法，其中，包括以下步骤：
（1）、将丙烯酰胺配成水溶液，并用碱对水溶液的进行pH值调节；
（2）、将功能单体X、功能单体Y、乳化剂、络合剂、尿素、促进剂加入至步骤（1）得到的水溶液中，搅拌得到稳定的胶束溶液；
（3）、在第一温度下，氮气气氛中，向所述胶束溶液中加入复合引发剂，混合均匀后，密封聚合得到聚合物胶体；
（4）、将所述聚合物胶体进行造粒，并与氢氧化钠粒碱进行混合，在第二温度下进行水解，得到聚合物胶粒；
（5）、将所述聚合物胶粒进行再造粒、干燥、粉碎、筛分，得到所述丙烯酰胺功能型聚合物；
所述功能单体X具有式（4）所示的结构，
式（4）
所述功能单体Y具有式（5）所示的结构，
式（5）
其中，n=20-50的整数，R为C2-C12的烷基。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，步骤（1）中，所述pH值调节使得步骤（1）中的水溶液的pH为6-10；
步骤（1）中，所述碱包括氢氧化钠和/或碳酸钠；
步骤（2）中，所述乳化剂为十二烷基硫酸钠，所述络合剂为EDTA-2Na水溶液，所述促进剂为脒基硫脲；
步骤（3）中，所述复合引发剂包含氧化剂和还原剂。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，步骤（1）中，所述pH值调节使得步骤（1）中的水溶液的pH为6-8；
步骤（3）中，所述氧化剂为过硫酸盐，还原剂为亚硫酸盐。
6.根据权利要求3-5中任意一项所述的方法，其中，所述丙烯酰胺、功能单体X与功能单体Y在所述水溶液中的总重量浓度为20-40%；
步骤（2）中，基于丙烯酰胺、功能单体X和功能单体Y的总重量，所述乳化剂的用量为0.05-1重量%，所述络合剂的用量为0.01-0.1重量%，所述尿素的用量为0.5-5重量%，所述促进剂的用量为0.2-1重量%；
步骤（3）中，基于丙烯酰胺、功能单体X和功能单体Y的总重量，氧化剂的用量为0.01-0.1重量%，还原剂的用量为0.005-0.05重量%。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述丙烯酰胺、功能单体X与功能单体Y在所述水溶液中的总重量浓度为25-35%。
8.根据权利要求3-5或7中任意一项所述的方法，其中，以丙烯酰胺、功能单体X和功能单体Y的总重量为基准，所述功能单体X的含量为0.8-4重量%，功能单体Y的含量为0.5-5重量%，丙烯酰胺的含量为91-98重量%。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，以丙烯酰胺、功能单体X和功能单体Y的总重量为基准，功能单体X的含量为1.5-3.5重量%，功能单体Y的用量为1-3重量%，丙烯酰胺的含量为92-95重量%。
10.根据权利要求6所述的方法，其中，以丙烯酰胺、功能单体X和功能单体Y的总重量为基准，所述功能单体X的含量为0.8-4重量%，功能单体Y的含量为0.5-5重量%，丙烯酰胺的含量为91-98重量%。
11.根据权利要求10所述的方法，其中，以丙烯酰胺、功能单体X和功能单体Y的总重量为基准，功能单体X的含量为1.5-3.5重量%，功能单体Y的用量为1-3重量%，丙烯酰胺的含量为92-95重量%。
12.根据权利要求4、5、7或9-11中任意一项所述的方法，其中，所述EDTA-2Na水溶液中EDTA-2Na的质量浓度为0.5-3%；所述过硫酸盐包括质量浓度为0.1-0.5%的过硫酸钾水溶液和/或过硫酸铵水溶液；所述亚硫酸盐包括质量浓度为0.05-0.3%的亚硫酸氢钾水溶液和/或亚硫酸氢钠水溶液。
13.根据权利要求6所述的方法，其中，所述EDTA-2Na水溶液中EDTA-2Na的质量浓度为0.5-3%；所述过硫酸盐包括质量浓度为0.1-0.5%的过硫酸钾水溶液和/或过硫酸铵水溶液；所述亚硫酸盐包括质量浓度为0.05-0.3%的亚硫酸氢钾水溶液和/或亚硫酸氢钠水溶液。
14.根据权利要求8所述的方法，其中，所述EDTA-2Na水溶液中EDTA-2Na的质量浓度为0.5-3%；所述过硫酸盐包括质量浓度为0.1-0.5%的过硫酸钾水溶液和/或过硫酸铵水溶液；所述亚硫酸盐包括质量浓度为0.05-0.3%的亚硫酸氢钾水溶液和/或亚硫酸氢钠水溶液。
15.根据权利要求3-5、7、9-11、13或14中任意一项所述的方法，其中，步骤（3）中，所述第一温度为20-40℃，密封聚合时间为8-10h。
16.根据权利要求6所述的方法，其中，步骤（3）中，所述第一温度为20-40℃，密封聚合时间为8-10h。
17.根据权利要求8所述的方法，其中，步骤（3）中，所述第一温度为20-40℃，密封聚合时间为8-10h。
18.根据权利要求12所述的方法，其中，步骤（3）中，所述第一温度为20-40℃，密封聚合时间为8-10h。
19.一种丙烯酰胺功能型聚合物的应用，其中，所述丙烯酰胺功能型聚合物为权利要求1或2所述的丙烯酰胺功能型聚合物或由权利要求3-18任意一项所述的方法制得的丙烯酰胺功能型聚合物。
20.根据权利要求19所述的应用，其中，所述应用为油田用调驱剂、调堵剂和驱油剂中的至少一种。
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CN114539470B (zh) * 2022-03-22 2023-06-13 江苏奥克化学有限公司 一种丙烯酰胺类功能聚合物及其制备方法和应用
CN116574224B (zh) * 2023-07-10 2023-09-12 克拉玛依市新聚工贸有限责任公司 一种基于高分子有机物的压裂用暂堵剂及其制备方法

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CN103666433B (zh) * 2012-09-05 2017-04-12 中国石油化工股份有限公司 用于高温油藏提高采收率的驱油剂组合物及其制备方法
CN103864987B (zh) * 2012-12-07 2016-07-06 中国石油化工股份有限公司 一种部分水解的丙烯酰胺聚合物及其制备方法和应用
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