CN113354771B - 活性功能共聚物及其制备方法与应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种活性功能共聚物及其制备方法与应用。所述共聚物包含结构单元A、结构单元B和结构单元C，结构单元A为具有式(1)所示结构的结构单元，结构单元B为具有式(2)所示结构的结构单元，结构单元C包含式(3)所示结构的结构单元和/或式(4)所示结构的结构单元；以共聚物的重量为基准，结构单元A的含量为2‑20重量％，结构单元B的含量为1‑5重量％，结构单元C的含量为75‑97重量％；

Description

活性功能共聚物及其制备方法与应用
技术领域
本发明涉及油田化学品领域，具体地，涉及一种活性功能共聚物及其制备方法与应用。
背景技术
目前，我国大部分油田开采已进入中后期，开展三次采油已成为提高采收率和维持油田产量的重要措施，同时聚合物调驱剂在三次采油中占有十分重要的地位。油田在用驱油聚合物主要是部分水解聚丙烯酰胺，经油田现场水配制溶解后具有一定的粘度，可降低油水流度比，增大水相对油相的驱动力，从而提高原油采收率。
然而，在高盐矿化度油藏条件下，聚合物分子链会发生卷曲收缩，降低了聚合物溶液粘度，影响驱油效果。聚合物/表面活性剂的二元复合驱是国内油田普遍采用的化学驱油方式，但是二者在油藏地层运移中会发生色谱分离效应，严重影响其驱油效果。
表面活性聚合物是指在其高分子链中同时存在亲水基团和疏水基团，从而使其溶液具有良好表面活性的一种新型功能性聚合物，一般采用氧化-还原复合引发体系，在一定温度下，引发丙烯酰胺与表面活性单体共聚合，得到表面活性聚合物，能够降低油水界面张力，可以作为调驱剂。
然而现有技术中，表面活性聚合物的分子量以及粘度较低，在高温高盐的地层条件下无法实现良好的驱油效果。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术的存在的在高温高盐条件下，活性功能共聚物分子量以及粘度低的问题，提供一种活性功能共聚物，该共聚物具有较高的分子量，且在高温高盐条件下，仍能保护较高的粘度，共聚物具有良好的表面活性、增容乳化及洗油能力，能够作为调驱剂用于三次采油。
为了实现上述目的，本发明第一方面提供一种活性功能共聚物，其中，所述共聚物包含结构单元结构单元A、结构单元B和结构单元C，其中，所述结构单元A为具有式(1)所示结构的结构单元，所述结构单元B为具有式(2)所示结构的结构单元，所述结构单元C包含式(3)所示结构的结构单元和/或式(4)所示结构的结构单元；以所述共聚物的重量为基准，所述结构单元A的含量为2-20重量％，所述结构单元B的含量为1-5重量％，所述结构单元C的含量为75-97重量％；
Figure BDA0002397658670000021
其中，R1、R2和R3相同或不同，各自独立地为C1-C5的亚烷基；R4、R5和R6相同或不同，各自独立地为H或C1-C3的烷基；M1为K或Na；m为8-15的整数，n为8-15的整数。
本发明第二方面提供一种活性功能共聚物的制备方法，其中，所述方法包括以下步骤：
在引发剂存在下，使单体X、单体Y和单体M在水中进行溶液聚合反应；所述单体X为具有式(5)所示结构的单体、所述单体Y为具有式(6)所示结构的单体、所述单体M为具有式(7)所示结构的单体；其中，所述单体X、单体Y和单体M的用量使得制得的聚合物中由单体X提供的结构单元的含量为2-20重量％；由单体Y提供的结构单元的含量为1-5重量％；由单体M提供的结构单元的含量为75-97重量％；
Figure BDA0002397658670000031
其中，R1'、R2'和R3'相同或不同，各自独立地为C1-C5的亚烷基；R4'、R5'和R6'相同或不同，各自独立地为H或C1-C3的烷基；m'为10-20的整数，n'为8-15的整数。
本发明第三方面提供一种由本发明所述的方法制备得到的活性功能共聚物。
本发明第四方面提供一种本发明所述的活性功能共聚物作为调驱剂的应用。
通过上述技术方案，本发明所提供的活性功能共聚物及其制备方法与应用获得以下有益的效果：
本发明是在丙烯酰胺共聚物中引入两种功能单体，从而提高聚丙烯酰胺溶液的表面活性、增粘性和耐温抗盐性。
特别地，本发明在丙烯酰胺共聚物中引入含有多羟基基团的非离子型功能单体和含有聚氧乙烯链的非离子型功能单体，大大增强聚合物链抗二价金属离子能力，提高了共聚物的亲水性，使得制得的聚合物表现出良好的增粘作用和耐温抗盐性。
进一步地，在丙烯酰胺共聚物中引入具有长链烷基苯的非离子型功能单体，显著提高了共聚物水溶液在高温高盐下的粘度；另外，上述功能单体的引入，可以大大降低聚合物溶液的表面张力和界面张力，使得聚合物具有良好的表面活性、增容乳化及洗油能力。
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活性功能共聚物，其中，所述共聚物包含结构单元结构单元A、结构单元B和结构单元C，其中，所述结构单元A为具有式(1)所示结构的结构单元，所述结构单元B为具有式(2)所示结构的结构单元，所述结构单元C包含式(3)所示结构的结构单元和/或式(4)所示结构的结构单元；以所述共聚物的重量为基准，所述结构单元A的含量为2-20重量％，所述结构单元B的含量为1-5重量％，所述结构单元C的含量为75-97重量％；
Figure BDA0002397658670000051
其中，R1、R2和R3相同或不同，各自独立地为C1-C5的亚烷基；R4、R5和R6相同或不同，各自独立地为H或C1-C3的烷基；M1为K或Na；m为8-15的整数，n为8-15的整数。
优选地，R1、R2和R3相同，且均为亚甲基；R4和R5相同，且均为H，R6为H或甲基；M1为Na；m为8-15的整数，n为8-15的整数。
本发明中，通过在丙烯酰胺共聚物中同时引入包含多个羟基的非离子型结构单元A和具有长链烷基苯和聚氧乙烯链的非离子型结构单元B，使得丙烯酰胺共聚物不仅具有良好的增粘性以及耐温抗盐性，更进一步地，具有良好的表面活性、增容乳化及洗油能力，能够适用于三次采油中，并显著提高采收率并维持油田产量。
根据本发明，以所述共聚物的总量为基准，所述结构单元A的含量为2-20重量％，所述结构单元B的含量为1-5重量％，所述结构单元C的含量为75-79重量％。
本发明中，可以采用现有技术中常规的方法测试共聚物中各结构单元的含量，例如红外光谱、核磁以及聚合过程中单体的投料量等。
本发明中，采用单体投料量确定共聚物中各结构单元的含量，具体的，通过测试未反应单体的含量确定实际参与聚合的各单体的投料比，进而确定共聚物中各结构单元的含量。
更进一步地，本发明中，经测试共聚物中各未反应单体含量均在0.02重量％以下时，表明基本全部单体均参与聚合反应。具体的，所述残余单体的含量采用液相色谱进行测定。
本发明中，为了使得聚合物具有优异的水溶性，优选地，所述具有表面活性功能的聚合物的结构单元C还包含式(4)所示结构的结构单元：
Figure BDA0002397658670000061
其中，M1为K或Na，优选为Na，R6如上述定义。
本发明对式(4)所示结构的结构单元的含量没有特别要求，例如，优选地，所述式(4)所示结构的结构单元为聚合物总重量10-35重量％，优选为15-25重量％。
优选地，所述式(4)所示的丙烯酸盐结构单元是由部分结构单元C即式(3)所示的结构单元通过水解得到。
本发明中，式(4)所示结构的结构单元的含量通过Q/SH 10201572—2006规定的测试水解度的方法测得。
根据本发明，所述活性功能共聚物的粘均分子量为2500万-3300万，优选为2600万-3100万。
本发明中，所述粘均分子量采用一点法，使用乌氏粘度计进行测定。
本发明第二方面提供一种活性功能共聚物的制备方法，其中，所述方法包括以下步骤：
在引发剂存在下，使单体X、单体Y和单体M在水中进行溶液聚合反应；将共聚物胶体进行水解，即得活性功能共聚物；所述单体X为具有式(5)所示结构的单体、所述单体Y为具有式(6)所示结构的单体、所述单体M为具有式(7)所示结构的单体；其中，所述单体X、单体Y和单体M的用量使得制得的聚合物中由单体X提供的结构单元的含量为2-20重量％；由单体Y提供的结构单元的含量为1-5重量％；由单体M提供的结构单元的含量为75-97重量％；
Figure BDA0002397658670000071
其中，R1'、R2'和R3'相同或不同，各自独立地为C1-C5的亚烷基；R4'、R5'和R6'相同或不同，各自独立地为H或C1-C3的烷基；m'为10-20的整数，n'为8-15的整数。
本发明的一个具体实施方式中，具有式(5)所示的单体X为三羟甲基甲基丙烯酰胺(R1'、R2'和R3'相同，且均为亚甲基，R4'为H)；具有式(6)所示的单体Y具有如下式(8)所示的结构(m为8-15的整数，n为8-15的整数)；具有式(7)所示的单体M为(甲基)丙烯酰胺。
Figure BDA0002397658670000081
本发明中，所述单体X、单体Y和单体M均可以商购获得。
本发明中，水的用量使得单体X、单体Y和单体M在溶液聚合反应体系中的总质量浓度为20-40wt％。
本发明中，采用共聚的方式，将具有式(5)所示结构的单体X、具有式(6)所示结构的单体Y和具有式(7)所示结构的单体M进行共聚得到具有表面活性功能的聚合物，所得到的聚合物不仅具有良好的增粘性以及耐温抗盐性，更进一步地，具有良好的表面活性、增容乳化及洗油能力，能够适用于三次采油中，并显著提高原油采收率。
两种具有特殊结构的功能单体的引入，显著改善了聚合物的表面活性、粘度以及耐温抗盐性，使得制得的具有表面活性功能的聚合物能够作为调驱剂用于三次采油，并显著提高原油采收率。
根据本发明，所述单体X、单体Y和单体M的用量使得制得的聚合物中由单体X提供的结构单元的含量为2-20重量％，由单体Y提供的结构单元的含量为1-5重量％，由单体M提供的结构单元的含量为75-79重量％。
根据本发明，所述活性功能共聚物的粘均分子量为2500万-3300万，优选为2600万-3100万。
根据本发明，所述溶液聚合反应的条件包括：所述溶液聚合反应在惰性气氛下进行，所述引发剂为氧化-还原体系引发剂，温度为10-20℃，时间为10-15h，pH值为6-10。
本发明中，所述惰性气氛可以由现有技术中常用的惰性气体提供，例如由氮气提供。pH值的调节可以采用现有技术中常用的手段进行，例如通过加入氢氧化钠等碱性物质。
根据本发明，所述溶液聚合反应的条件还包括：在络合剂、尿素和扩链剂的存在下进行。
本发明中，络合剂可以减少体系杂质的影响。络合剂的添加有利于制得具有优异表界面活性以及适宜粘度的丙烯酰胺共聚物。
本发明中，尿素的存在可提高共聚物的水溶性和扩链剂的存在可提高共聚物的分子量。
根据本发明，相对于总重量为100份的单体X、单体Y和单体M的总重量，所述引发剂的用量为0.015-0.15重量份；所述络合剂的用量为0.01-0.1重量份；所述尿素的用量为1-5重量份；所述扩链剂的用量为0.01-0.1重量份。
本发明中，所述引发剂可以为现有技术中常规的氧化-还原体系引发剂，优选为过硫酸盐氧化剂和亚硫酸盐还原剂。
具体的，所述过硫酸盐氧化剂例如可以为过硫酸钾、过硫酸铵等。所述亚硫酸盐还原剂例如可以为亚硫酸氢钾、亚硫酸氢钠等。
本发明中，优选地，所述过硫酸盐氧化剂和亚硫酸盐还原剂以水溶液的形式引入聚合体系，进一步优选地，所述过硫酸盐氧化剂为质量浓度为0.2重量％的过硫酸钾水溶液和/或过硫酸铵水溶液；所述亚硫酸盐还原剂为质量浓度为0.1重量％的亚硫酸氢钾水溶液和/或亚硫酸氢钠水溶液。
更优选地，相对于总重量为100份的单体X、单体Y和单体M的总重量，所述过硫酸盐氧化剂的用量为0.01-0.1份；所述亚硫酸盐还原剂的用量为0.005-0.05份。
根据本发明，所述络合剂为能够与金属离子形成络合离子的化合物，优选为乙二胺四乙酸二钠(EDTA-2Na)。
本发明中，所述络合剂以水溶液形式引入聚合体系，优选的，所述络合剂为是质量浓度为1重量％的EDTA-2Na水溶液。
根据本发明，所述扩链剂为五甲基二乙烯三胺。
根据本发明，所述方法还包括对聚合反应后所得聚合物进行水解反应的步骤。通过水解，部分丙烯酰胺结构单元即式(3)所示的结构单元转变成丙烯酸盐结构单元，即，本发明式(4)所示的结构单元。
本发明中，式(3)所示的结构单元和式(4)所示的结构单元均是由单体M提供的。
在本发明中，所述水解反应可以在碱性条件下进行，碱性条件可以通过加入氢氧化钠等碱性物质实现，对碱性物质的加入量没有特别限定，本领域技术人员可以根据反应的需要进行调整，只要将聚合反应的pH值控制在上述范围内即可。
根据本发明，所述水解反应的条件包括：水解温度为80-90℃，水解时间为2-3h。
本发明中，优选地，在进行水解反应之后，对反应产物进行造粒、干燥、粉碎、筛分得到所需粒径的丙烯酰胺共聚物颗粒。
本发明的一个具体实施方式：
制备活性功能共聚物的方法包括：
(a)将单体X、单体Y和单体M加入到反应器中配成水溶液，调节pH值；
(b)向步骤(a)得到的产物中加入络合剂、尿素水溶液和扩链剂，搅拌均匀；
(c)将步骤(b)得到的产物进行冷却，降温至10-20℃；
(d)将步骤(c)得到的产物转移至聚合瓶中，鼓入惰性气体，并加入引发剂，密封进行溶液聚合得到聚合物胶体；
(f)取出胶体，经造粒后加入碱性物质，使其糅合均匀后进行水解反应；
(g)将水解反应产物进行造粒、干燥、粉碎、筛分后得到所述活性功能共聚物。
通过测试共聚物中未反应单体含量，可证明上述活性功能共聚物为本发明上述结构的活性功能共聚物。
本发明中，采用捏合机对步骤(f)所述经造粒后的胶体与碱性物质的混合物进行糅合，使得胶体与碱性物质充分混合均匀。
本发明第三方面提供一种由本发明所述的方法制备得到的活性功能共聚物。
采用本发明上述方法制得的所述具有表面活性功能的聚合物的粘均分子量为2500万-3300万，优选为2600万-3100万。
本发明第四方面提供一种本发明所述的活性功能共聚物的应用。
根据本发明，所述应用优选为在油田中作为调驱剂的应用，调驱剂的用量可根据油田现场实施要求进行配制。
以下将通过实施例对本发明进行详细描述。以下实施例中，
式(5)所示的单体X(X1中，R1、R2、R3均为亚甲基，R4为H；X2中，R1、R2、R3均为亚乙基，R4为H)、式(6)所示的单体Y(Y1中，R5为H，m为8，n为8；Y2中，R5为H，m为10，n为12；Y3中，R5为H，m为8，n为15；Y4中，R5为H，m为15，n为8；Y5中，R5为H，m为10，n为12；Y6为R5为甲基，m为8，n为8。)，购自上海阿拉丁试剂有限公司，式(7)所示的单体M(R6为H)，购自山东宝莫生物化工股份有限公司；
实施例以及对比例所用其他原料均为市售品。
共聚物的粘均分子量采用一点法，使用乌氏粘度计进行测定；
在指定测试温度(90℃)下用Brookfield粘度计测定聚合物溶液在矿化度为30000mg/L，其中钙镁离子为1000mg/L(高盐)下的质量浓度为1500mg/L下的表观粘度；
在指定测试温度(25℃)下用DCAT-21表面张力仪测定聚合物质量浓度为1500mg/L在纯水下的水溶液表面张力；
驱油实验测试方法：石英砂胶结三层非均质长方岩心4.5cm×4.5cm×30cm，岩心抽空饱和水，测定空隙体积和水相渗透率(80℃)；岩心饱和油样后，先水驱至含水98wt％，转注聚合物，再水驱至含水98wt％为止，计算驱油效率和提高采收率。
其中，实验温度80℃，实验用水为地层模拟盐水，聚合物注入量0.4PV、注入速度0.3mL/min、原油与白油按3：1体积比配制成油样。
驱油效率＝(驱出油质量/岩心饱和油质量)×100％；
提高采收率＝总驱油效率-水驱油效率。
实施例1
1、将36g丙烯酰胺、3.6g三羟甲基甲基丙烯酰胺(功能单体X1)和0.4g功能单体Y1加入到配制瓶中，加入去离子水160g溶解配成水溶液，再加入氢氧化钠调节pH为7；
2、依次加入EDTA-2Na 20mg、尿素2g，五甲基二乙烯三胺40mg，搅拌均匀；
3、将上述的水溶液放置制冷机的水浴中进行冷却，待温度降至10℃；
4、将上述冷却好的水溶液转移到杜瓦瓶(聚合瓶)中，鼓氮气30分钟后加入0.2重量％的过硫酸钾水溶液4g和0.1重量％的亚硫酸氢钠水溶液4g，引发聚合后，密封维持聚合反应10小时，得到胶块；
5、取出胶块，经造粒后加入4.5g粒碱，使其揉合均匀后，在80℃下进行水解3小时；
6、取出水解好的胶粒，60℃下干燥至恒重，粉碎、过筛得到表面活性功能聚合物P1。
根据投料量计算确定，以该聚合物P1的总重量为基准，单体X提供的结构单元的含量为9重量％，单体Y提供的结构单元的含量为1重量％，单体M提供的结构单元C的含量为90重量％，其中，式(4)所示结构的结构单元的含量20重量％。
经测试聚合物P1的粘均分子量为2800万，表观粘度为67.2mPa·s，表面张力为32.35mN/m，提高采收率20.3％，表现出优异的表面活性、耐温抗盐性能和驱油性能。
实施例2
1、将37.2g丙烯酰胺、0.8g三羟甲基甲基丙烯酰胺(功能单体X1)和2g功能单体Y2加入到配制瓶中，加入去离子水160.0g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EDTA-2Na 40mg、尿素1g，五甲基二乙烯三胺15mg，搅拌均匀；
3、将上述的水溶液放置制冷机的水浴中进行冷却，待温度降至15℃；
4、将上述冷却好的水溶液转移到杜瓦瓶(聚合瓶)中，鼓氮气30分钟后加入0.2重量％的过硫酸钾水溶液15g和0.1重量％的亚硫酸氢钠水溶液15g，引发聚合后，密封维持聚合反应15小时，得到胶块；
5、取出胶块，经造粒后加入5g粒碱，使其揉合均匀后，在90℃下进行水解2小时；
6、取出水解好的胶粒，60℃下干燥至恒重，粉碎、过筛得到表面活性功能聚合物P2。
根据投料量计算确定，以该聚合物P2的总重量为基准，单体X提供的结构单元的含量为2重量％，单体Y提供的结构单元的含量为5重量％，单体M提供的结构单元C的含量为93重量％，其中，式(4)所示结构的结构单元的含量22.2重量％。
经测试聚合物P2的粘均分子量为2900万，表观粘度为78.6mPa·s，表面张力为31.56mN/m，提高采收率22.5％，表现出优异的表面活性、耐温抗盐性能和驱油性能。
实施例3
1、将35g丙烯酰胺、4g三羟甲基甲基丙烯酰胺(功能单体X1)和1g功能单体Y3加入到配制瓶中，加入去离子水160g溶解配成水溶液，再加入氢氧化钠调节pH为8；
2、依次加入EDTA-2Na 10mg、尿素1.5g，五甲基二乙烯三胺10mg，搅拌均匀；
3、将上述的水溶液放置制冷机的水浴中进行冷却，待温度降至10℃；
4、将上述冷却好的水溶液转移到杜瓦瓶(聚合瓶)中，鼓氮气30分钟后加入0.2重量％的过硫酸钾水溶液10g和0.1重量％的亚硫酸氢钠水溶液10g，引发聚合后，密封维持聚合反应12小时，得到胶块；
5、取出胶块，经造粒后加入4.6g粒碱，使其揉合均匀后，在80℃下进行水解3小时；
6、取出水解好的胶粒，60℃下干燥至恒重，粉碎、过筛得到表面活性功能聚合物P3。
根据投料量计算确定，以该聚合物P3的总重量为基准，单体X提供的结构单元的含量为10重量％，单体Y提供的结构单元的含量为2.5重量％，单体M提供的结构单元C的含量为87.5重量％，其中，式(4)所示结构的结构单元的含量20.4重量％。
经测试聚合物P3的粘均分子量为3100万，表观粘度为88.6mPa·s，表面张力为31.64mN/m，提高采收率26.2％，表现出优异的表面活性、耐温抗盐性能和驱油性能。
实施例4
1、将31.2g丙烯酰胺、8g三羟甲基甲基丙烯酰胺(功能单体X1)和0.8g功能单体Y4加入到配制瓶中，加入去离子水160g溶解配成水溶液，再加入氢氧化钠调节pH为9；
2、依次加入EDTA-2Na 30mg、尿素2g，五甲基二乙烯三胺30mg，搅拌均匀；
3、将上述的水溶液放置制冷机的水浴中进行冷却，待温度降至20℃；
4、将上述冷却好的水溶液转移到杜瓦瓶(聚合瓶)中，鼓氮气30分钟后加入0.2重量％的过硫酸钾水溶液20g和0.1重量％的亚硫酸氢钠水溶液20g，引发聚合后，密封维持聚合反应15小时，得到胶块；
5、取出胶块，经造粒后加入4.5g粒碱，使其揉合均匀后，在85℃下进行水解2.5小时；
6、取出水解好的胶粒，60℃下干燥至恒重，粉碎、过筛得到表面活性功能聚合物P4。
根据投料量计算确定，以该聚合物P4的总重量为基准，单体X提供的结构单元的含量为20重量％，单体Y提供的结构单元的含量为2重量％，单体M提供的结构单元C的含量为78重量％，其中，式(4)所示结构的结构单元的含量19.9重量％。
经测试聚合物P4的粘均分子量为2600万，表观粘度为61.8mPa·s，表面张力为34.28mN/m，提高采收率16.5％，表现出优异的表面活性、耐温抗盐性能和驱油性能。
实施例5
1、将34g丙烯酰胺、4.8g三羟甲基甲基丙烯酰胺(功能单体X1)和1.2g功能单体Y5加入到配制瓶中，加入去离子水160g溶解配成水溶液，再加入氢氧化钠调节pH为7.9；
2、依次加入EDTA-2Na 40.0mg、尿素0.4g，五甲基二乙烯三胺15mg，搅拌均匀；
3、将上述的水溶液放置制冷机的水浴中进行冷却，待温度降至20℃；
4、将上述冷却好的水溶液转移到杜瓦瓶(聚合瓶)中，鼓氮气30分钟后加入0.2重量％的过硫酸钾水溶液12g和0.1重量％的亚硫酸氢钠水溶液12g，引发聚合后，密封维持聚合反应15小时，得到胶块；
5、取出胶块，经造粒后加入5.2g粒碱，使其揉合均匀后，在80℃下进行水解3小时；
6、取出水解好的胶粒，60℃下干燥至恒重，粉碎、过筛得到表面活性功能聚合物P5。
根据投料量计算确定，以该聚合物P5的总重量为基准，单体X提供的结构单元的含量为12重量％，单体Y提供的结构单元的含量为3重量％，单体M提供的结构单元的含量为85重量％，其中，式(4)所示结构的结构单元的含量23重量％。
经测试聚合物P5的粘均分子量为3000万，表观粘度为82.6mPa·s，表面张力为33.52mN/m，提高采收率23.8％，表现出优异的表面活性、耐温抗盐性能和驱油性能。
对比例1
按照实施例1的方法制备聚合物，不同的是，采用单体Y1替换为等质量的三羟甲基甲基丙烯酰胺(功能单体X1)，制得聚合物D1。
根据投料量计算确定，以该聚合物D1的总重量为基准，单体X提供的结构单元的含量为10重量％，单体M提供的结构单元C的含量为90重量％，其中，式(4)所示结构的结构单元的含量19.9重量％。
经测试聚合物D1的粘均分子量为1700万；表观粘度为25.8mPa·s，表面张力为37.5mN/m，提高采收率7.5％。
对比例2
按照实施例2的方法制备聚合物，不同的是，采用三羟甲基甲基丙烯酰胺(功能单体X1)替换为等质量的单体Y2，制得聚合物D2。
根据投料量计算确定，以该聚合物D2的总重量为基准，单体Y提供的结构单元的含量为7重量％，单体M提供的结构单元C的含量为93重量％，其中，式(4)所示结构的结构单元的含量22.1重量％。
经测试聚合物D2的粘均分子量为1800万；表观粘度为31.6mPa·s，表面张力为35.8mN/m，提高采收率8.8％。
对比例3
按照实施例1的方法进行，不同的是丙烯酰胺的用量为39.2g，单体Y1的用量为0.2g，三羟甲基甲基丙烯酰胺(功能单体X1)的用量为0.6g。制得聚合物D3。
根据投料量计算确定，以该丙烯酰胺共聚物颗粒P5的总重量为基准，单体X提供的结构单元的含量为98重量％，单体Y提供的结构单元的含量为0.5重量％和单体M提供的结构单元C的含量为1.5重量％，其中，式(4)所示结构的结构单元的含量1.5重量％。
经测试聚合物D3的粘均分子量为900万；表观粘度为16.3mPa·s，表面张力为38.6mN/m，提高采收率4.2％。
实施例6
按照实施例1的方法制备聚合物，不同的是，将三羟甲基甲基丙烯酰胺(功能单体X1)替换为等质量的单体X2，制得聚合物P6。
根据投料量计算确定，以该聚合物P6的总重量为基准，单体X提供的结构单元的含量为9重量％，单体Y提供的结构单元的含量为1重量％，单体M提供的结构单元的含量为90重量％，其中，式(4)所示结构的结构单元的含量19.8重量％。
经测试聚合物P6的粘均分子量为2700万；表观粘度为60.3mPa·s，表面张力为33.8mN/m，提高采收率16.2％。
实施例7
按照实施例1的方法制备聚合物，不同的是，将单体Y1替换为等质量的单体Y6制得聚合物P7。
根据投料量计算确定，以该聚合物P7的总重量为基准，单体X提供的结构单元的含量为9重量％，单体Y提供的结构单元的含量为1重量％，单体M提供的结构单元的含量为90重量％，其中，式(4)所示结构的结构单元的含量19.9重量％。
经测试聚合物P7的粘均分子量为2600万；表观粘度为57.2mPa·s，表面张力为35.8mN/m，提高采收率14.8％。
由上述实施例和对比例的结果可以看出，采用本发明的方法制备得到的活性功能共聚物分子量大且具有优异的表面活性和耐高温高盐性能。作为调驱剂用于油田时，具有优异的调驱性能，能够提高油田采收率。
更进一步地，经测试实施例所得共聚物中各未反应单体含量均在0.02重量％以下时，表明基本全部单体均参与聚合反应。具体的，所述残余单体的含量采用液相色谱进行测定。
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 (15)

1.一种活性功能共聚物，其中，所述共聚物包含结构单元A、结构单元B和结构单元C，其中，所述结构单元A为具有式(1)所示结构的结构单元，所述结构单元B为具有式(2)所示结构的结构单元，所述结构单元C包含式(3)所示结构的结构单元和/或式(4)所示结构的结构单元；以所述共聚物的重量为基准，所述结构单元A的含量为2-20重量％，所述结构单元B的含量为1-5重量％，所述结构单元C的含量为75-97重量％；
Figure FDA0003530433270000011
其中，R1、R2和R3相同或不同，各自独立地为C1-C5的亚烷基；R4、R5和R6相同或不同，各自独立地为H或C1-C3的烷基；M1为K或Na；m为8-15的整数，n为8-15的整数。
2.根据权利要求1所述的共聚物，其中，以所述共聚物的总量为基准，所述结构单元A的含量为2-20重量％，所述结构单元B的含量为1-5重量％，所述结构单元C的含量为75-97重量％。
3.根据权利要求1所述的共聚物，其中，所述活性功能共聚物的粘均分子量为2500万-3300万。
4.根据权利要求3所述的共聚物，其中，所述活性功能共聚物的粘均分子量为2600万-3100万。
5.一种活性功能共聚物的制备方法，其中，所述方法包括以下步骤：
在引发剂存在下，使单体X、单体Y和单体M在水中进行溶液聚合反应；所述单体X为具有式(5)所示结构的单体、所述单体Y为具有式(6)所示结构的单体、所述单体M为具有式(7)所示结构的单体；其中，所述单体X、单体Y和单体M的用量使得制得的聚合物中由单体X提供的结构单元的含量为2-20重量％；由单体Y提供的结构单元的含量为1-5重量％；由单体M提供的结构单元的含量为75-97重量％；
Figure FDA0003530433270000021
其中，R1'、R2'和R3'相同或不同，各自独立地为C1-C5的亚烷基；R4'、R5'和R6'相同或不同，各自独立地为H或C1-C3的烷基；m'为10-20的整数，n'为8-15的整数。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述单体X、单体Y和单体M的用量使得制得的聚合物中由单体X提供的结构单元的含量为2-20重量％，由单体Y提供的结构单元的含量为1-5重量％，由单体M提供的结构单元的含量为75-97重量％。
7.根据权利要求5所述的方法，其中，所述活性功能共聚物的粘均分子量为2500万-3300万。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述活性功能共聚物的粘均分子量为2600万-3100万。
9.根据权利要求5-8中任意一项所述的方法，其中，所述溶液聚合反应的条件包括：所述溶液聚合反应在惰性气氛下进行，所述引发剂为氧化-还原体系引发剂，温度为10-20℃，时间为10-15h，pH值为6-10；
和/或，所述溶液聚合反应的条件还包括：在络合剂、尿素和扩链剂的存在下进行。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，相对于总重量为100份的单体X、单体Y和单体M的总重量，所述引发剂的用量为0.015-0.15重量份；所述络合剂的用量为0.01-0.1重量份；所述尿素的用量为1-5重量份；所述扩链剂的用量为0.01-0.1重量份。
11.根据权利要求9所述的方法，其中，所述引发剂为过硫酸盐氧化剂和亚硫酸盐还原剂；
和/或，所述络合剂为乙二胺四乙酸二钠；
和/或，所述扩链剂为五甲基二乙烯三胺。
12.根据权利要求5-8中任意一项所述的方法，其中，所述方法还包括对聚合反应后所得共聚物进行水解的步骤。
13.根据权利要求12所述的方法，其中，所述水解反应的条件包括：水解温度为80-90℃，水解时间为2-3h。
14.由权利要求5-13中任意一项所述的方法制备得到的活性功能共聚物。
15.权利要求1-4和权利要求14中任意一项所述的活性功能共聚物作为调驱剂的应用。
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