CN114437487A - 速溶型聚丙烯酰胺组合物及其制备方法与应用 - Google Patents

速溶型聚丙烯酰胺组合物及其制备方法与应用 Download PDF

Info

Publication number
CN114437487A
CN114437487A CN202011202233.1A CN202011202233A CN114437487A CN 114437487 A CN114437487 A CN 114437487A CN 202011202233 A CN202011202233 A CN 202011202233A CN 114437487 A CN114437487 A CN 114437487A
Authority
CN
China
Prior art keywords
polyacrylamide
structural unit
composition
additive
amount
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202011202233.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN114437487B (zh
Inventor
方昭
刘希
伊卓
李雅婧
杨金彪
祝纶宇
胡晓娜
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sinopec Beijing Research Institute of Chemical Industry
China Petroleum and Chemical Corp
Original Assignee
Sinopec Beijing Research Institute of Chemical Industry
China Petroleum and Chemical Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sinopec Beijing Research Institute of Chemical Industry, China Petroleum and Chemical Corp filed Critical Sinopec Beijing Research Institute of Chemical Industry
Priority to CN202011202233.1A priority Critical patent/CN114437487B/zh
Publication of CN114437487A publication Critical patent/CN114437487A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN114437487B publication Critical patent/CN114437487B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L33/00—Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides or nitriles thereof; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L33/24—Homopolymers or copolymers of amides or imides
    • C08L33/26—Homopolymers or copolymers of acrylamide or methacrylamide
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F220/00—Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical or a salt, anhydride ester, amide, imide or nitrile thereof
    • C08F220/02—Monocarboxylic acids having less than ten carbon atoms; Derivatives thereof
    • C08F220/52—Amides or imides
    • C08F220/54—Amides, e.g. N,N-dimethylacrylamide or N-isopropylacrylamide
    • C08F220/56—Acrylamide; Methacrylamide
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F8/00—Chemical modification by after-treatment
    • C08F8/12—Hydrolysis
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K8/00—Compositions for drilling of boreholes or wells; Compositions for treating boreholes or wells, e.g. for completion or for remedial operations
    • C09K8/58—Compositions for enhanced recovery methods for obtaining hydrocarbons, i.e. for improving the mobility of the oil, e.g. displacing fluids
    • C09K8/584—Compositions for enhanced recovery methods for obtaining hydrocarbons, i.e. for improving the mobility of the oil, e.g. displacing fluids characterised by the use of specific surfactants
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K8/00—Compositions for drilling of boreholes or wells; Compositions for treating boreholes or wells, e.g. for completion or for remedial operations
    • C09K8/58—Compositions for enhanced recovery methods for obtaining hydrocarbons, i.e. for improving the mobility of the oil, e.g. displacing fluids
    • C09K8/588—Compositions for enhanced recovery methods for obtaining hydrocarbons, i.e. for improving the mobility of the oil, e.g. displacing fluids characterised by the use of specific polymers

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Cosmetics (AREA)

Abstract

本发明涉及速溶聚合物领域，公开了一种速溶型聚丙烯酰胺组合物及其制备方法与应用。本发明第一方面提供一种速溶型聚丙烯酰胺组合物，其特征在于，所述组合物包含聚丙烯酰胺和添加剂；以组合物的总重量计，所述聚丙烯酰胺的含量为60‑75重量％，所述添加剂的含量为25‑40重量％；所述添加剂由聚氧乙烯醚型非离子表面活性剂、阴离子表面活性剂、多元醇和/或多元胺类化合物和酰胺类小分子助溶剂组成。该组合物具有优异的溶解性以及增稠性，能够实现在高温、高盐条件下快速溶解熟化、注入水增粘的效果。

Description

速溶型聚丙烯酰胺组合物及其制备方法与应用
技术领域
本发明涉及速溶聚合物领域，具体地，涉及一种速溶型聚丙烯酰胺组合物及其制备方法与应用。
背景技术
当前，油田三次采油中主要使用聚丙烯酰胺(HPAM)溶液以提高黏度从而控制流度、扩大波及体积以提高原油采收率。在大庆、胜利、河南、江汉等油田，该技术已经得到了广泛应用并取得了良好的增油效果。然而，随着常规油藏采出程度的不断加大，可采储量的急剧减少，对海上油藏的全面高水平开采动用迫在眉睫，对聚合物的溶解速度和洗油能力要求也逐渐提高。普通的部分水解聚丙烯酰胺HPAM在矿化度水中的溶解熟化时间一般为120分钟左右，需要体积巨大的母液罐、熟化罐，才能保证形成均匀溶液满足注入要求(不溶物含量<0.1％，过滤因子(滤过比)<1.5)。对于海上油藏开采作业平台，注入速度快、操作空间有限，一般HPAM无法满足使用要求。如果溶解不均匀，会造成注入溶液整体粘度偏低，建立阻力系数扩大波及体积的效果不佳；溶液中存在大粒径不溶物，泵送和运移过程中对机械和地层都造成伤害。总体来说，当前聚合物驱技术已经无法完全满足油田聚合物驱，尤其是海上油藏的实际应用需求。因此，希望通过设计开发新型速溶型驱油聚合物，改进配方和工艺流程，大幅提高多元共聚物的溶解性，从而保证聚驱现场的连续化注入过程。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中存在的聚合物溶解速度有限的问题，提供一种速溶型聚丙烯酰胺组合物及其制备方法与应用，该组合物具有优异的溶解性以及增稠性，能够实现在高温、高盐条件下快速溶解熟化、注入水增粘的效果。
本发明第一方面提供一种速溶型聚丙烯酰胺组合物，其特征在于，所述组合物包含聚丙烯酰胺和添加剂；
以组合物的总重量计，所述聚丙烯酰胺的含量为60-75重量％，所述添加剂的含量为40-25重量％；
所述添加剂由聚氧乙烯醚型非离子表面活性剂、阴离子表面活性剂、多元醇和/或多元胺类化合物和酰胺类小分子助溶剂组成。
本发明第二方面提供一种速溶型聚丙烯酰胺组合物的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
在添加剂和水解剂的存在下，将聚丙烯酰胺胶体进行水解，即得所述速溶型聚丙烯酰胺组合物；
所述添加剂由聚氧乙烯醚型非离子表面活性剂、阴离子表面活性剂、多元醇和/或多元胺类化合物和酰胺类小分子助溶剂组成；
相对于100重量份的聚丙烯酰胺胶体，所述添加剂的用量为3-10份。
本发明第三方面提供由上述方法制得的速溶型聚丙烯酰胺组合物。
本发明第四方面提供上述速溶型聚丙烯酰胺组合物作为驱油剂的应用。
通过上述技术方案，本发明所提供的速溶型聚丙烯酰胺组合物及其制备方法与应用获得以下有益的效果：
本发明中，通过在聚合物胶体的水解过程中，添加了能够降低氢键作用和表面活性且同时具有亲水和亲油的两亲性的添加剂，能够有利于水分子渗透到聚合物的疏水全碳主链周围，减少聚合物溶胀到溶解所需的时间，使得由此获得的速溶型聚丙烯酰胺组合物具有优异的溶解性和增稠性。
进一步地，通过适当调整聚合物胶体的水解度，增加了侧链羧酸基含量增强亲水性的同时，使分子链之间不易相互缠绕，分子链本身不易发生蜷曲，显著加快了聚合物的溶解速度并适当增加了聚合物的粘度。
更进一步地，所述聚合物结构中引入了水化能力很强的磺酸基团，显著提高了聚合物侧链的亲水能力，进而改善了聚合物分子的溶解性和增稠性。
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速溶型聚丙烯酰胺组合物，其特征在于，所述组合物包含聚丙烯酰胺和添加剂；
以组合物的总重量计，所述聚丙烯酰胺的含量为60-75重量％，所述添加剂的含量为25-40重量％；
所述添加剂由聚氧乙烯醚型非离子表面活性剂、阴离子表面活性剂、多元醇和/或多元胺类化合物和酰胺类小分子助溶剂组成。
本发明中，所述速溶型聚丙烯酰胺组合物包含特定的添加剂，该添加剂能够降低氢键作用和表面活性且具有亲油和亲水的两亲性效果的添加剂，能够有利于水分子渗透到聚合物的疏水全碳主链周围，减少聚合物溶胀到溶解所需的时间，使得速溶型聚丙烯酰胺组合物具有优异的溶解性和增稠性。
根据本发明，优选地，以组合物的总重量计，所述聚丙烯酰胺的含量为60-70重量％，所述添加剂的含量为30-40重量％时，组合物具有更有优异的综合性能。
根据本发明，以所述添加剂的总重量为基准，所述非离子表面活性剂的用量为10-30wt％，所述阴离子表面活性剂的用量为10-30wt％，所述多元醇和/或胺类化合物的用量为1-5wt％，所述酰胺类小分子助溶剂的用量为35-79wt％。
本发明中，采用上述特定配比的添加剂，能够有助于水分子渗透到聚合物的疏水全碳主链周围，减少聚合物溶胀到溶解所需的时间，进而改善组合物的溶解性和增稠性。
更进一步地，以所述添加剂的总重量为基准，所述非离子表面活性剂的用量为15-25wt％，所述阴离子表面活性剂的用量为15-25wt％，所述多元醇和/或胺类化合物的用量为3-5wt％，所述酰胺类小分子助溶剂的用量为45-67wt％。
根据本发明，所述非离子表面活性剂选自脂肪醇聚氧乙烯醚和/或烷基酚聚氧乙烯醚聚氧乙烯醚，优选为脂肪醇聚氧乙烯醚；所述阴离子表面活性剂选自烷基磺酸钠、烷基硫酸钠和烷基磷酸盐中的至少一种，优选为烷基磺酸钠和/或烷基硫酸钠；所述多元醇和/或胺类化合物选自乙二醇、丙三醇、乙醇胺和季戊四醇中的至少一种，优选为乙二醇和/或乙醇胺；所述酰胺类小分子助溶剂选自尿素、硫脲和DMF中的至少一种，优选为尿素。
根据本发明，所述聚丙烯酰胺含有式(1)所示的磺酸结构单元A和、式(2)所示的丙烯酰胺结构单元B和式(3)所示的丙烯酸盐结构单元C；以所述聚丙烯酰胺的总重量为基准，所述磺酸结构单元A的含量为2.5-25重量％，所述丙烯酰胺结构单元B和丙烯酸盐结构单元C的含量为75-97.5重量％，其中，结构单元C占结构单元B和结构单元C的总含量的15-30重量％；
Figure BDA0002755799140000041
其中，R1为C1-C18的烷基，R2为H或CH3；R3为H或CH3；M1和M2各自独立地选自Na、K或H。
本发明中，在所述速溶型聚合物的结构中引入了水化能力很强的磺酸结构单元A，由此显著提高了聚合物侧链的亲水能力，使得聚合物的溶解速度显著改善。
本发明的优选实施方式中，R1和R2均为CH3，R3为H；M1和M2各自独立地为Na。
本发明的另一个优选实施方式中，R1为C12-C18的烷基，R2为H，R3为H或CH3；M1和M2各自独立地为Na。
本发明中，当聚合物中，结构单元A、结构单元B和结构单元C的含量满足上述限定时，所获得的聚合物具有优异的亲水性，并且分子链之间不易相互缠绕，分子链本身不易发生蜷曲，能够加快聚合物的溶解速度并适当增加聚合物的粘度。
进一步地，对于所述速溶型聚丙烯酰胺组合物，优选地，以聚丙烯酰胺的总重量为基准，所述磺酸结构单元A的含量为5-15重量％，所述丙烯酰胺结构单元B和丙烯酸结构单元C的总含量为85-95重量％，其中，结构单元C占结构单元B和结构单元C的总含量22-30重量％时，所得到的聚丙烯酰胺以及包含该聚丙烯酰胺的组合物具有更为优异的效果。
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聚合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，进而确定聚合物中各结构单元的含量。
更进一步地，本发明中，经测试聚合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，所述式(3)所示结构的结构单元C是由部分式(2)所示的结构单元B通过水解得到。
本发明中，式(3)所示结构的结构单元C的含量通过Q/SH 10201572-2006规定的测试水解度的方法测得。
本发明中，聚合反应在一定的pH条件下，例如在pH值为5-10，优选为6-10的条件下进行所述聚合反应，本领域技术人员可以根据反应需要使用NaOH等碱性物质进行调整，对于加入量没有特别的限定，只要将pH值控制在合理范围内即可。水解反应也在碱性条件下进行，通过加入氢氧化钠溶液等碱性物质发生反应，加入量为化学计量，与聚合物的目标水解度有关。
本发明中，所述水解反应的条件包括：水解温度为60-90℃，优选为80-82℃；水解时间为2-8小时，优选为5-6小时。
根据本发明，所述聚丙烯酰胺的粘均分子量为1500-2000万，优选为1800-2000万。
本发明中，所述聚丙烯酰胺的粘均分子量采用乌氏粘度计采用一点法、根据公式M＝([η]/K)1/α来计算聚合物的粘均分子量，其中K＝4.75×10-3，α＝0.80，[η]为特性粘数。
根据本发明，所述组合物的表观粘度为75-87mPa·s，优选为80-87mPa·s。
本发明中，所述组合物的表观粘度是在温度65℃、矿化度8100mg/L的胜利海水模拟水，用Brookfield粘度计测定。
本发明第二方面提供一种速溶型聚丙烯酰胺组合物的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
在添加剂和水解剂的存在下，将聚丙烯酰胺胶体进行水解，即得所述速溶型聚丙烯酰胺组合物；
所述添加剂由聚氧乙烯醚型非离子表面活性剂、阴离子表面活性剂、多元醇和/或多元胺类化合物和酰胺类小分子助溶剂组成；
相对于100重量份的聚丙烯酰胺胶体，所述添加剂的用量为3-10份。
本发明中，在聚丙烯酰胺胶体水解的过程中添加一定量的能够助溶增粘的速溶添加剂，速溶添加剂具有降低氢键作用和表面活性且具有亲水和亲油的两亲性效果，有利于水分子渗透到聚合物的疏水全碳主链周围，减少聚合物溶胀到溶解所需的时间，进而能够显著提高聚合物分子的溶解性和增稠性。
根据本发明，优选地，相对于100重量份的聚丙烯酰胺胶体，所述添加剂的用量为5-10份。
根据本发明，所述水解剂的用量使得所述聚丙烯酰胺胶体的水解度为15-30％，优选为22-30％。
对所述水解的条件没有特别的限制，可以为使得聚合物中丙烯酸盐结构单元C的含量为15-30重量％的任意条件，优选地，所述水解的温度水解温度为60-90℃，更优选为80-82℃，水解时间为2-8小时，更优选为5-6小时。
根据本发明，以所述添加剂的总重量为基准，所述非离子表面活性剂的用量为10-30wt％，所述阴离子表面活性剂的用量为10-30wt％，所述多元醇和/或胺类化合物的用量为1-5wt％，所述酰胺类小分子助溶剂的用量为35-79wt％。
根据本发明，优选地，所述添加剂的总重量为基准，所述非离子表面活性剂的用量为15-25wt％，所述阴离子表面活性剂的用量为15-25wt％，所述多元醇和/或胺类化合物的用量为3-5wt％，所述酰胺类小分子助溶剂的用量为45-67wt％。
根据本发明，所述非离子表面活性剂选自脂肪醇聚氧乙烯醚和/或烷基酚聚氧乙烯醚聚氧乙烯醚，优选为脂肪醇聚氧乙烯醚；所述阴离子表面活性剂选自烷基磺酸钠、烷基硫酸钠和烷基磷酸盐中的至少一种，优选为烷基磺酸钠和/或烷基硫酸钠；所述多元醇和/或胺类化合物选自乙二醇、丙三醇、乙醇胺和季戊四醇中的至少一种，优选为乙二醇和/或乙醇胺；所述酰胺类小分子助溶剂选自尿素、硫脲和DMF中的至少一种，优选为尿素。
本发明中，水解过程按照质量份数，每100重量份份胶体颗粒加入一定量的水解剂和添加剂。水解剂选自氢氧化钠、氢氧化钾和碳酸钠中的至少一种，优选为质量浓度为10-40wt％的氢氧化钠溶液，加入量按照设计聚合物分子中丙烯酸单元的含量等摩尔加入。本发明中，通过对水解度的调整，增加了侧链羧酸基含量增强亲水性的同时，使分子链之间不易相互缠绕，分子链本身不易发生蜷曲，加快溶解速度并适当增加聚合物的粘度。
本发明中，所述水解度是指聚合物中，丙烯酸盐结构单元在丙烯酸盐结构单元和丙烯酰胺结构单元的总含量中所占的比例。
根据本发明，所述水解的步骤包括：将所述胶粒与添加剂混合均匀后密封，放入60-90℃的恒温水浴水解2-8小时。水解结束后取出，放入烘箱于40℃干燥，之后粉碎筛分，取粒径为20-80目的粉剂。
根据本发明，所述速溶添加剂由聚氧乙烯醚型非离子表面活性剂、阴离子表面活性剂、多元醇和/或胺类化合物和酰胺类小分子助溶剂组成。
根据本发明，所述聚氧乙烯醚型非离子表面活性剂选自脂肪醇聚氧乙烯醚和/或烷基酚聚氧乙烯醚，优选为脂肪醇聚氧乙烯醚；所述阴离子表面活性剂选自烷基磺酸钠、烷基硫酸钠和烷基磷酸盐中的至少一种，优选为烷基磺酸钠和/或烷基硫酸钠；所述多元醇和/或胺类化合物选自乙二醇、丙三醇、乙醇胺和季戊四醇中的至少一种，优选为乙二醇和/或乙醇胺；所述酰胺类小分子助溶剂选自尿素、硫脲和DMF中的至少一种，优选为尿素。
根据本发明，以速溶添加剂的总重量为基准，所述非离子表面活性剂的用量为10-30wt％，所述阴离子表面活性剂的用量为10-30wt％，所述多元醇和/或胺类化合物的用量为1-5wt％，所述酰胺类小分子助溶剂的用量为35-79wt％。
优选地，以速溶添加剂的总重量为基准，所述非离子表面活性剂的用量为15-25wt％，所述阴离子表面活性剂的用量为15-25wt％，所述多元醇和/或胺类化合物的用量为3-5wt％，所述酰胺类小分子助溶剂的用量为45-67wt％。
根据本发明，所述聚丙烯酰胺胶体的制备方法包括以下步骤：
在自由基水溶液聚合反应条件下、在引发剂的存在下，使单体混合物在水中进行聚合反应得到胶体，所述单体混合物含有式(4)所示的单体X和式(5)所示的单体Y；以单体混合物的总重量为基准，式(4)所示的单体X的用量为2.5-25wt％，式(5)所示的单体Y的用量为75-97.5wt％；
Figure BDA0002755799140000091
(2)在速溶添加剂和水解剂的存在下，将所述胶体进行水解，即得所述速溶型聚合物；
其中，R1’为C1-C18的烷基，R2’为H或CH3；R3’为H或CH3；M1’为Na、K或H。
本发明中，通过将式(4)所示的单体X和式(5)所示的单体Y进行共聚，在聚合物中引入磺酸结构单元A，由此显著提高了聚合物侧链的亲水能力，使得聚合物的溶解速度显著改善。
本发明的一个具体实施方式中，式(4)所示的单体X具有如下式(6)所示的结构(R1为C1-C18的烷基，R2为H，M1为Na)，式(5)所示的单体Y为丙烯酰胺
Figure BDA0002755799140000101
本发明中，式(4)所示的单体X和式(5)所示的单体Y均可以通过文献方法制备或商购获得。
进一步地，优选地，以单体混合物的总重量为基准，式(4)所示的单体X的用量为5-15wt％，式(5)所示的单体Y的用量为85-95wt％。
本发明中，聚合反应后在水解操作过程中，通过改变水解剂的用量，可以调整聚合物中结构单元C的含量。
在本发明中，所述引发剂可以为本领域常用的各种引发剂，例如，可以选自偶氮系引发剂和/或氧化还原系引发剂，优选为氧化还原系引发剂。其中，所述氧化还原系引发剂同时含有氧化剂和还原剂。具体地，所述氧化还原系引发剂选自硫酸盐-亚硫酸盐、过硫酸盐-硫脲、过硫酸盐-有机盐、过硫酸盐-亚硫酸盐和过硫酸铵-脂肪胺中的一种或多种。其中，所述硫酸盐-亚硫酸盐可以选自硫酸钠-亚硫酸钠、硫酸钾-亚硫酸钾、硫酸铵-亚硫酸铵中的一种或多种；所述过硫酸盐-硫脲可以选自过硫酸钠-硫脲、过硫酸钾-硫脲、过硫酸铵-硫脲中的一种或多种；所述过硫酸盐-有机盐可以选自过硫酸钠-醋酸钾、过硫酸钾-醋酸钾、过硫酸铵-醋酸铵中的一种或多种；所述过硫酸盐-亚硫酸盐可以为过硫酸铵-亚硫酸氢钠；所述过硫酸铵-脂肪胺可以选自过硫酸铵-N,N-四甲基乙二胺和过硫酸铵-二乙胺中的一种或多种。此外，所述引发剂的用量可以为本领域的常规选择，对此本领域技术人员均能知悉，在此不作赘述。
根据本发明，所述聚合反应的条件可以为本领域的常规选择。例如，所述聚合反应的条件可以包括：反应温度为-10℃至80℃，优选为5℃-60℃；反应时间为2-30小时，优选为8-20小时；pH值为5-10，优选为6-10。
根据本发明的一种优选实施方式，所述聚合反应在络合剂的存在下进行，且所述聚合反应的方式和条件如下：将所述单体混合物溶于水中，并将得到的单体混合物的水溶液的pH值调节至6-10，之后加入络合剂，然后在5-15℃的条件下往反应体系中通氮气10-30分钟后加入引发剂，接着再通入氮气5-30分钟至反应液开始变粘稠，然后停止通入氮气并绝热聚合4-10小时。本发明的发明人意外地发现，采用上述聚合反应方式和聚合反应条件得到的聚合物具有更为优异的增粘性能。
所述络合剂用于络合金属离子、提高聚合单体的转化率。所述络合剂可以选自EDTA-2Na、氨三乙酸钠(NTA)和二乙烯三胺五羧酸盐(DTPA)中的至少一种，优选为EDTA-2Na。所述络合剂的加入量为单体混合物的总重量的0.01-0.1重量％。此外，所述络合剂通常以其水溶液的形式使用，其中，络合剂水溶液优选为浓度为1重量％的EDTA-2Na水溶液。
此外，为了克服氧阻聚，得到具有较大分子量的聚合物，优选情况下，所述聚合反应在惰性气氛中进行。其中，维持惰性气氛所采用的惰性气体可以为现有的各种不与原料和产物发生反应的气体或气体混合物，例如可以为氮气或元素周期表中第零族元素气体中的至少一种，从经济性角度出发，惰性气体优选为氮气。
本发明的一个优选实施方式，所述速溶型聚丙烯酰胺组合物按照以下步骤制得：
第一步：将式(4)所示的单体X、式(5)所示的单体Y的混合溶液在-10℃至80℃，优选为5℃-60℃下进行聚合反应2-30小时，优选为8-20小时，得到胶体；
第二步：造粒、加入添加剂和一定量的水解剂，在60-90℃下水解2-8小时；
第三步：干燥、粉碎、筛分。
本发明第三方面提供由上述方法制得的速溶型聚丙烯酰胺组合物。
本发明第四方面提供上述速溶型聚丙烯酰胺组合物作为驱油剂的应用。
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(4)所示的单体X1，其中，R1’为CH3、R2’为CH3、M1’为H，购自潍坊金石环保科技有限公司；
式(4)所示的单体X2，其中，R1’为C16的烷基，R2’为H，M1’为H，参照文献“2-丙烯酰胺基十六烷磺酸的合成与表征，王中华，贵州化工1997年第4期，30-31页”自制；
式(5)所示的单体Y(Y1中，R3’为H)，Y购自山东东营宝莫环境工程有限公司；
实施例以及对比例所用其他原料均为市售品。
产品的性能测试采用以下方法进行：
1)表观粘度是在温度65℃、矿化度8100mg/L的胜利海水模拟水，用Brookfield粘度计测定。
2)水不溶物含量和过滤因子均采用石油天然气行业标准SY/T5862-2008进行检测。
3)溶解时间主要参考中石化企业标准，但是在胜利海水模拟水中进行。
4)粘均分子量采用乌氏粘度计采用一点法、根据公式M＝([η]/K)1/α来计算聚合物的粘均分子量，其中K＝4.75×10-3，α＝0.80，[η]为特性粘数。
5)水解度根据胜利油田企业标准Q/SH1020 2753-2020，采用盐酸滴定的方法进行测定。
实施例1
将45g的丙烯酰胺Y1和5g的2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)X1溶解于300g的去离子水中，并采用氢氧化钠调节pH值为7；然后加入0.8g的EDTA-2Na水溶液(1重量％)并混合均匀；然后将混合液冷却到5℃后装入容器内通入氮气30min，之后加入0.8g的过硫酸铵水溶液(1重量％)和1.6g的亚硫酸氢钠水溶液(1重量％)，接着再通入氮气10分钟至反应液开始变粘稠。然后停止鼓氮并绝热聚合8h。聚合反应结束后剪胶、造粒，取样测定聚合物的粘均分子量。在经造粒后的聚合物胶体中加入18.6g质量浓度为30wt％的氢氧化钠溶液(设计水解度为22％)进行水解，并加入复合添加剂28g(相对于100重量份的胶体，添加剂的用量为8份)，其中，复合添加剂中含有20wt％的PEG2000、20wt％的十二烷基硫酸钠、5wt％的乙醇胺和55wt％的尿素，混合均匀后80℃水浴加热反应6小时，之后烘干、打粉、筛分，得到包含聚丙烯酰胺P1的速溶型组合物产品A1。
以组合物的总量计，聚丙烯酰胺的含量为64重量％，添加剂的含量为36重量％。
根据投料量和余量计算确定，以聚丙烯酰胺P1的总重量为基准，结构单元A的含量为10重量％，结构单元B和结构单元C的含量为90重量％，其中，结构单元C占结构单元B和结构单元C的总含量的22重量％。
经测试，聚丙烯酰胺P1的粘均分子量以及组合物A1的表观粘度如表1所示。
实施例2
将45g的丙烯酰胺Y1和5g的2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)X1溶解于300g的去离子水中，并采用氢氧化钠调节pH值为7；然后加入0.8g的EDTA-2Na水溶液(1重量％)并混合均匀；然后将混合液冷却到5℃后装入容器内通入氮气30min，之后加入0.8g的过硫酸铵水溶液(1重量％)和1.6g的亚硫酸氢钠水溶液(1重量％)，接着再通入氮气10分钟至反应液开始变粘稠。然后停止鼓氮并绝热聚合8h。聚合反应结束后剪胶、造粒，取样测定聚合物的粘均分子量。在经造粒后的聚合物胶体中加入18.6g质量浓度为30wt％的氢氧化钠溶液(设计水解度为22％)，并加入复合添加剂28g(相对于100重量份的胶体，添加剂的用量为8份)，其中，复合添加剂中含有20wt％的烷基醇聚氧乙烯醚o-5、20wt％的十二烷基磺酸钠、5wt％的丙三醇和55wt％的尿素，混合均匀后80℃水浴加热反应6小时，之后烘干、打粉、筛分，得到包含聚丙烯酰胺P2的组合物产品A2。
以组合物的总量计，聚丙烯酰胺的含量为64重量％，添加剂的含量为36重量％。
根据投料量和余量计算确定，以该聚丙烯酰胺P2的总重量为基准，结构单元A的含量为10重量％，结构单元B和结构单元C的总含量为90重量％，其中，结构单元C占结构单元B和结构单元C总含量的22重量％。
经测试，聚丙烯酰胺P2的粘均分子量以及组合物A2表观粘度如表1所示。
实施例3
将45g的丙烯酰胺Y1和5g的2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)X1溶解于300g的去离子水中，并采用氢氧化钠调节pH值为7；然后加入0.8g的EDTA-2Na水溶液(1重量％)并混合均匀；然后将混合液冷却到5℃后装入容器内通入氮气30min，之后加入0.8g的过硫酸铵水溶液(1重量％)和1.6g的亚硫酸氢钠水溶液(1重量％)，接着再通入氮气10分钟至反应液开始变粘稠。然后停止鼓氮并绝热聚合8h。聚合反应结束后剪胶、造粒，取样测定聚合物的粘均分子量。在经造粒后的聚合物胶体中加入18.6g质量浓度为30wt％的氢氧化钠溶液(设计水解度为22％)，并加入复合添加剂28g(相对于100重量份的胶体，添加剂的用量为8份)，其中，复合添加剂中含有20wt％的烷基醇聚氧乙烯醚MOA-7、20wt％的十二烷基硫酸钠、5wt％的乙二醇和55wt％的尿素，混合均匀后80℃水浴加热反应6小时，之后烘干、打粉、筛分，得到组合物产品A3。
以组合物的总量计，聚丙烯酰胺的含量为64重量％，添加剂的含量为36重量％。
根据投料量和余量计算确定，以该聚丙烯酰胺P3的总重量为基准，结构单元A的含量为10重量％，结构单元B和结构单元C的总含量为90重量％，其中，结构单元C占结构单元B和结构单元C的总含量的22重量％。
经测试，聚丙烯酰胺P3的粘均分子量以及组合物A3的表观粘度如表1所示。
实施例4
将45g的丙烯酰胺Y1和5g的2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)X1溶解于300g的去离子水中，并采用氢氧化钠调节pH值为7；然后加入0.8g的EDTA-2Na水溶液(1重量％)并混合均匀；然后将混合液冷却到5℃后装入容器内通入氮气30min，之后加入0.8g的过硫酸铵水溶液(1重量％)和1.6g的亚硫酸氢钠水溶液(1重量％)，接着再通入氮气10分钟至反应液开始变粘稠。然后停止鼓氮并绝热聚合8h。聚合反应结束后剪胶、造粒，取样测定聚合物的粘均分子量。在经造粒后的聚合物胶体中加入18.6g质量浓度为30％的氢氧化钠溶液(设计水解度为22％)，并加入复合添加剂17.7g(相对于100重量份的胶体，添加剂的用量为5份)，其中，复合添加剂中含有19.8wt％的PEG2000、19.8wt％的十二烷基硫酸钠、5.1wt％的乙醇胺和55.4wt％的尿素，混合均匀后80℃水浴加热反应6小时，之后烘干、打粉、筛分，得到组合物产品A4。
以组合物的总量计，聚丙烯酰胺的含量为74重量％，添加剂的含量为26重量％。
根据投料量和余量计算确定，以该聚丙烯酰胺P4的总重量为基准，结构单元A的含量为10重量％，结构单元B和结构单元C的总含量为90重量％，其中，结构单元C占结构单元B和结构单元C的总含量的22重量％。
经测试，聚丙烯酰胺P4的粘均分子量以及组合物A4的表观粘度如表1所示。
实施例5
将45g的丙烯酰胺Y1和5g的2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)X1溶解于300g的去离子水中，并采用氢氧化钠调节pH值为7；然后加入0.8g的EDTA-2Na水溶液(1重量％)并混合均匀；然后将混合液冷却到5℃后装入容器内通入氮气30min，之后加入0.8g的过硫酸铵水溶液(1重量％)和1.6g的亚硫酸氢钠水溶液(1重量％)，接着再通入氮气10分钟至反应液开始变粘稠。然后停止鼓氮并绝热聚合8h。聚合反应结束后剪胶、造粒，取样测定聚合物的粘均分子量。在经造粒后的聚合物胶体中加入18.6g质量浓度为30％的氢氧化钠溶液(设计水解度为22％)，并加入复合添加剂28g(相对于100重量份的胶体，添加剂的用量为8份)，其中，复合添加剂含有10wt％的PEG2000、10wt％的十二烷基硫酸钠、5wt％的乙醇胺和75wt％的尿素，混合均匀后80℃水浴加热反应6小时，之后烘干、打粉、筛分，得到组合物产品A5。
以组合物的总量计，聚丙烯酰胺的含量为64重量％，添加剂的含量为36重量％。
根据投料量和余量计算确定，以该聚丙烯酰胺P5的总重量为基准，结构单元A的含量为10重量％，结构单元B和结构单元C的总含量为90重量％，其中，结构单元C占结构单元B和结构单元C的总含量的22重量％。
经测试，聚丙烯酰胺P5的粘均分子量以及组合物A5的表观粘度如表1所示。
实施例6
将45g的丙烯酰胺Y1和5g的2-丙烯酰胺基十六烷基磺酸(AMC16S)X2溶解于300g的去离子水中，并采用氢氧化钠调节pH值为7；然后加入0.8g的EDTA-2Na水溶液(1重量％)并混合均匀；然后将混合液冷却到5℃后装入容器内通入氮气30min，之后加入0.8g的过硫酸铵水溶液(1重量％)和1.6g的亚硫酸氢钠水溶液(1重量％)，接着再通入氮气10分钟至反应液开始变粘稠。然后停止鼓氮并绝热聚合8h。聚合反应结束后剪胶、造粒，取样测定聚合物的粘均分子量。在经造粒后的聚合物胶体中加入18.6g质量浓度为30％的氢氧化钠溶液(设计水解度为22％)，并加入复合添加剂28g(相对于100重量份的胶体，添加剂的用量为8份)，其中，复合添加剂含有20wt％的PEG2000、20wt％的十二烷基硫酸钠、5wt％的乙醇胺和55wt％的尿素，混合均匀后80℃水浴加热反应6小时，之后烘干、打粉、筛分，得到组合物产品A6。
以组合物的总量计，聚丙烯酰胺的含量为64重量％，添加剂的含量为36重量％。
根据投料量和余量计算确定，以该聚丙烯酰胺P6的总重量为基准，结构单元A的含量为10重量％，结构单元B和结构单元C的总含量为90重量％，其中，结构单元C占结构单元B和结构单元C的总含量的22重量％。
经测试，聚丙烯酰胺P6的粘均分子量以及组合物A6的表观粘度如表1所示。
实施例7
采用与实施例1相同的方法制备聚合物，不同的是：单体Y为甲基丙烯酰胺。制得组合物产品A7。
以组合物的总量计，聚丙烯酰胺的含量为64重量％，添加剂的含量为36重量％。
根据投料量和余量计算确定，以该聚丙烯酰胺P7的总重量为基准，结构单元A的含量为10重量％，结构单元B和结构单元C的总含量为90重量％，其中，结构单元C占结构单元B和结构单元C的总含量的22重量％。
经测试，聚丙烯酰胺P7的粘均分子量以及组合物A7的表观粘度如表1所示。
实施例8
采用与实施例1相同的方法制备聚合物，不同的是：设计水解度为30％。制得组合物产品A8。
以组合物的总量计，聚丙烯酰胺的含量为64重量％，添加剂的含量为36重量％。
根据投料量和余量计算确定，以该聚丙烯酰胺P8的总重量为基准，结构单元A的含量为10重量％，结构单元B和结构单元C的总含量为90重量％，其中，结构单元C占结构单元B和结构单元C总含量的30重量％。
经测试，聚丙烯酰胺P8的粘均分子量以及组合物A8的表观粘度如表1所示。
实施例9
采用与实施例1相同的方法制备聚合物，不同的是：复合添加剂包含7.1wt％的PEG2000、32.9wt％的十二烷基硫酸钠、10wt％的乙醇胺和50wt％的尿素。制得组合物产品A9。
以组合物的总量计，聚丙烯酰胺的含量为64重量％，添加剂的含量为36重量％。
根据投料量和余量计算确定，以该聚丙烯酰胺P9的总重量为基准，结构单元A的含量为10重量％，结构单元B和结构单元C的总含量为90重量％，其中，结构单元C占结构单元B和结构单元C的总含量的22重量％。
经测试，聚丙烯酰胺P9的粘均分子量以及组合物A9的表观粘度如表1所示。
实施例10
采用与实施例1相同的方法制备聚合物，不同的是：复合添加剂包含25wt％的PEG2000、25wt％的十二烷基硫酸钠、2.5wt％的乙醇胺和47.5wt％的尿素。制得组合物产品A10。
以组合物的总量计，聚丙烯酰胺的含量为64重量％，添加剂的含量为36重量％。
根据投料量和余量计算确定，以该聚丙烯酰胺P10的总重量为基准，结构单元A的含量为6重量％，结构单元B和结构单元C的总含量为58重量％，其中，结构单元C占结构单元B和结构单元C的总含量的22重量％。
经测试，聚丙烯酰胺P10的粘均分子量以及组合物A10的表观粘度如表1所示。
实施例11
采用与实施例1相同的方法制备聚合物，不同的是：设计水解度为10％。
以组合物的总量计，聚丙烯酰胺的含量为64重量％，添加剂的含量为36重量％。
根据投料量和余量计算确定，以该聚丙烯酰胺P11的总重量为基准，结构单元A的含量为10重量％，结构单元B和结构单元C的总含量为90重量％，其中，结构单元C占结构单元B和结构单元C的总含量的10重量％。
经测试，聚丙烯酰胺P11的粘均分子量以及组合物A11表观粘度如表1所示。
实施例12
采用与实施例1相同的方法制备聚合物，不同的是：采用单体磺化苯乙烯代替单体X1，制得组合物产品A12。
以组合物的总量计，聚丙烯酰胺的含量为64重量％，添加剂的含量为36重量％。
根据投料量和余量计算确定，以该聚丙烯酰胺P12的总重量为基准，磺化苯乙烯结构单元的含量为10重量％，结构单元B和结构单元C的总含量为90重量％，其中，结构单元C占结构单元B和结构单元C总含量的22重量％。
经测试，聚丙烯酰胺P12的粘均分子量以及组合物A12表观粘度如表1所示。
实施例13
将45g的丙烯酰胺Y1和5g的2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)X1溶解于300g的去离子水中，并采用氢氧化钠调节pH值为7；然后加入0.8g的EDTA-2Na水溶液(1重量％)并混合均匀；然后将混合液冷却到5℃后装入容器内通入氮气30min，之后加入0.8g的过硫酸铵水溶液(1重量％)和1.6g的亚硫酸氢钠水溶液(1重量％)，接着再通入氮气10分钟至反应液开始变粘稠。然后停止鼓氮并绝热聚合8h。聚合反应结束后剪胶、造粒，取样测定聚合物的粘均分子量。在经造粒后的聚合物胶体中加入18.6g质量浓度为30wt％的氢氧化钠溶液(设计水解度为22％)，并加入复合添加剂20g(相对于100重量份的胶体，添加剂的用量为5.71份)，其中，复合添加剂含有20wt％的PEG2000、20wt％的十二烷基硫酸钠、5wt％的乙醇胺和55wt％的尿素，混合均匀后80℃水浴加热反应6小时，之后烘干、打粉、筛分，得到包含聚丙烯酰胺P1的速溶型组合物产品13。
以组合物的总量计，聚丙烯酰胺的含量为71重量％，添加剂的含量为29重量％。
根据投料量和余量计算确定，以聚丙烯酰胺P1的总重量为基准，结构单元A的含量为10重量％，结构单元B和结构单元C的含量为90重量％，其中，结构单元C占结构单元B和结构单元C的总含量的22重量％。
经测试，聚丙烯酰胺P1的粘均分子量以及组合物13的表观粘度如表1所示。
实施例14
将45g的丙烯酰胺Y1和5g的2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)X1溶解于300g的去离子水中，并采用氢氧化钠调节pH值为7；然后加入0.8g的EDTA-2Na水溶液(1重量％)并混合均匀；然后将混合液冷却到5℃后装入容器内通入氮气30min，之后加入0.8g的过硫酸铵水溶液(1重量％)和1.6g的亚硫酸氢钠水溶液(1重量％)，接着再通入氮气10分钟至反应液开始变粘稠。然后停止鼓氮并绝热聚合8h。聚合反应结束后剪胶、造粒，取样测定聚合物的粘均分子量。在经造粒后的聚合物胶体中加入18.6g质量浓度为30wt％的氢氧化钠溶液(设计水解度为22％)，并加入复合添加剂18g(相对于100重量份的胶体，添加剂的用量为5.16份)，其中，复合添加剂含有20wt％的PEG2000、20wt％的十二烷基硫酸钠、5wt％的乙醇胺和55wt％的尿素，混合均匀后80℃水浴加热反应6小时，之后烘干、打粉、筛分，得到包含聚丙烯酰胺P1的速溶型组合物产品14。
以组合物的总量计，聚丙烯酰胺的含量为73.5重量％，添加剂的含量为26.5重量％。
根据投料量和余量计算确定，以聚丙烯酰胺P1的总重量为基准，结构单元A的含量为10重量％，结构单元B和结构单元C的含量为90重量％，其中，结构单元C占结构单元B和结构单元C的总含量的22重量％。
经测试，聚丙烯酰胺P1的粘均分子量以及组合物14的表观粘度如表1所示。
对比例1
将50g的丙烯酰胺Y1溶解于300g的去离子水中，并采用氢氧化钠调节pH值为7；然后加入0.8g的EDTA-2Na水溶液(1重量％)并混合均匀；然后将混合液冷却到5℃后装入容器内通入氮气30min，之后加入0.8g的过硫酸铵水溶液(1重量％)和1.6g的亚硫酸氢钠水溶液(1重量％)，接着再通入氮气10分钟至反应液开始变粘稠。然后停止鼓氮并绝热聚合8h。聚合反应结束后剪胶、造粒，取样测定聚合物的粘均分子量。在经造粒后的聚合物胶体中加入18.6g质量浓度为30％的氢氧化钠溶液(设计水解度为22％)，并加入复合添加剂28g(相对于100重量份的胶体，添加剂的用量为8份)，其中，复合添加剂中含有20wt％的PEG2000、20wt％的十二烷基硫酸钠、5wt％的乙醇胺和55wt％的尿素，混合均匀后80℃水浴加热反应6小时，之后烘干、打粉、筛分，得到组合物产品D1。
以组合物的总量计，聚丙烯酰胺的含量为64重量％，添加剂的含量为36重量％。
根据投料量和余量计算确定，以该聚丙烯酰胺PD1的总重量为基准，结构单元A的含量为0重量％，结构单元B的含量为78重量％，结构单元C的含量为22重量％。
经测试，聚丙烯酰胺PD1的粘均分子量以及组合物D1表观粘度如表1所示。
对比例2
将50g的丙烯酰胺Y1溶解于300g的去离子水中，并采用氢氧化钠调节pH值为7；然后加入0.8g的EDTA-2Na水溶液(1重量％)并混合均匀；然后将混合液冷却到5℃后装入容器内通入氮气30min，之后加入0.8g的过硫酸铵水溶液(1重量％)和1.6g的亚硫酸氢钠水溶液(1重量％)，接着再通入氮气10分钟至反应液开始变粘稠。然后停止鼓氮并绝热聚合8h。聚合反应结束后剪胶、造粒。在经造粒后的聚合物胶体中加入18.6g质量浓度为30％的氢氧化钠溶液(设计水解度为22％)，混合均匀后80℃水浴加热反应6小时，之后烘干、打粉、筛分，得到驱油聚合物D2。
根据投料量和余量计算确定，以该聚丙烯酰胺PD2的总重量为基准，结构单元A的含量为0重量％，结构单元B的含量为78重量％，结构单元C的含量为22重量％。
经测试，聚丙烯酰胺PD2的粘均分子量以及表观粘度如表1所示。
对比例3
将45g的丙烯酰胺Y1和5g的2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)X1溶解于300g的去离子水中，并采用氢氧化钠调节pH值为7；然后加入0.8g的EDTA-2Na水溶液(1重量％)并混合均匀；然后将混合液冷却到5℃后装入容器内通入氮气30min，之后加入0.8g的过硫酸铵水溶液(1重量％)和1.6g的亚硫酸氢钠水溶液(1重量％)，接着再通入氮气10分钟至反应液开始变粘稠。然后停止鼓氮并绝热聚合8h。聚合反应结束后剪胶、造粒，取样测定聚合物的粘均分子量。在经造粒后的聚合物胶体中加入18.6g质量浓度为30％的氢氧化钠溶液(设计水解度为22％)，混合均匀后80℃水浴加热反应6小时，之后烘干、打粉、筛分，得到速聚合物产品D3。
根据投料量和余量计算确定，以该聚丙烯酰胺PD3的总重量为基准，结构单元A的含量为10重量％，结构单元B和结构单元C的总含量为90重量％，其中，结构单元C占结构单元B和结构单元C的总含量的22重量％。
经测试，聚丙烯酰胺PD3的粘均分子量以及表观粘度如表1所示。
对比例4
采用与实施例1相同的方法制备聚合物，不同的是：添加剂为5.6g的十二烷基硫酸钠、1.4g的乙醇胺和15.4g的尿素。制得组合物产品A9。
以组合物的总量计，聚丙烯酰胺的含量为64重量％，添加剂的含量为36重量％。
根据投料量和余量计算确定，以该聚丙烯酰胺DP4的总重量为基准，结构单元A的含量为10重量％，结构单元B和结构单元C的总含量为90重量％，其中，结构单元C占结构单元B和结构单元C的总含量的22重量％。
经测试，聚合物DP9的粘均分子量以及组合物D4表观粘度如表1所示。
对比例5
采用与实施例1相同的方法制备聚合物，不同的是：复合添加剂包含20wt％的PEG2000、20wt％的十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)、5wt％的乙醇胺和55wt％的尿素。制得组合物产品A10。
以组合物的总量计，聚丙烯酰胺的含量为64重量％，添加剂的含量为36重量％。
根据投料量和余量计算确定，以该聚丙烯酰胺DP5的总重量为基准，结构单元A的含量为10重量％，结构单元B和结构单元C的总含量为90重量％，其中，结构单元C占结构单元B和结构单元C的总含量的22重量％。
经测试，聚丙烯酰胺DP5的粘均分子量以及组合物D5的表观粘度如表1所示。
对比例6
将45g的丙烯酰胺Y1和5g的2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)X1溶解于300g的去离子水中，并采用氢氧化钠调节pH值为7；然后加入0.8g的EDTA-2Na水溶液(1重量％)并混合均匀；然后将混合液冷却到5℃后装入容器内通入氮气30min，之后加入0.8g的过硫酸铵水溶液(1重量％)和1.6g的亚硫酸氢钠水溶液(1重量％)，接着再通入氮气10分钟至反应液开始变粘稠。然后停止鼓氮并绝热聚合8h。聚合反应结束后剪胶、造粒，取样测定聚合物的粘均分子量。在经造粒后的聚合物胶体中加入18.6g质量浓度为30wt％的氢氧化钠溶液(设计水解度为22％)，并加入复合添加剂5g(相对于100重量份的胶体，添加剂的用量为1.43份)，其中，复合添加剂含有20wt％的PEG2000、20wt％的十二烷基硫酸钠、5wt％乙醇胺和55wt％的尿素)，混合均匀后80℃水浴加热反应6小时，之后烘干、打粉、筛分。得到包含聚丙烯酰胺P1的速溶型组合物产品AD6。
以组合物的总量计，聚丙烯酰胺的含量为91重量％，添加剂的含量为9重量％。
根据投料量和余量计算确定，以聚丙烯酰胺P1的总重量为基准，结构单元A的含量为10重量％，结构单元B和结构单元C的含量为90重量％，其中，结构单元C占结构单元B和结构单元C的总含量的22重量％。
经测试，聚丙烯酰胺P1的粘均分子量以及组合物AD6的表观粘度如表1所示。
测试例
将实施例以及对比例所提供的聚合物溶解在胜利海水模拟水中(矿化度8100mg/L)，具体方法为，室温条件在500rpm机械搅拌下，将组合物粉末按照3500mg/L的浓度精密称量(对于不含复合添加剂的对比例2和3，要进行浓度折算，保证与各实施例1等同聚合物浓度。因为聚合物组分是浓度的主要贡献组分，特别是在这种发明中，聚合物含量变化很大)在30s内缓慢均匀地加入到模拟水中，观察溶解时间和现象，记为溶解速度；待溶解均匀后，测定温度65℃条件下的溶液粘度，记为聚合物的表观粘度；水不溶物以及过滤因子等参数按照胜利油田企业标准进行测试，结果如表1所示。
表1
样品 粘均分子量/万 表观粘度/mPa·s 溶解速度/min 水不溶物/％ 过滤因子
实施例1 1960 78.8 58 0.02 0.987
实施例2 1955 77.9 62 0.02 1.007
实施例3 1980 79.1 57 0.02 0.976
实施例4 1965 79.5 65 0.02 1.018
实施例5 1970 78.2 70 0.02 1.087
实施例6 1840 87.3 78 0.03 1.165
实施例7 1795 73.4 50 0.02 0.994
实施例8 1996 82.5 49 0.01 0.913
实施例9 1975 80.2 76 0.06 1.386
实施例10 1960 74.7 48 0.01 1.012
实施例11 1965 70.1. 80 0.10 1.571
实施例12 1730 67.8 72 0.05 1.344
实施例13 1965 78.3 60 0.03 0.994
实施例14 1960 78.5 59 0.02 1.011
对比例1 2160 84.7 95 0.04 1.223
对比例2 2200 85.1 115 0.04 1.289
对比例3 1965 77.6 85 0.02 1.145
对比例4 1965 78.6 75 0.05 1.317
对比例5 1965 80.5 81 0.08 1.509
对比例6 1960 78.8 85 0.09 1.407
由以上实施例的结果可以看出，在其他条件均相同的条件下，由本发明实施例1-14和对比例1-6制得的速溶型驱油组合物在测试条件下(温度65℃、矿化度8100mg/L)的表观粘度以及组合物中聚丙烯酰胺的分子量相当，但实施例由于在水解过程中加入了复合添加剂，组合物中聚丙烯酰胺的溶解速度优于对比例；对比实施例1-14和对比例1-6可知，在聚合物主链中引入磺酸基团，虽然造成分子量和粘度的略微降低，但溶解速度有了非常明显的改善。
综上，采用本发明包含磺酸单体结构单元的聚丙烯酰胺和复合添加剂相互配合能够使得获得组合物在组合物的表观粘度基本变化不大的前提下，组合物中的聚丙烯酰胺的溶解时间明显缩短。
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 (14)

1.一种速溶型聚丙烯酰胺组合物，其特征在于，所述组合物包含聚丙烯酰胺和添加剂；
以组合物的总重量计，所述聚丙烯酰胺的含量为60-75重量％，所述添加剂的含量为25-40重量％；
所述添加剂由聚氧乙烯醚型非离子表面活性剂、阴离子表面活性剂、多元醇和/或多元胺类化合物和酰胺类小分子助溶剂组成。
2.根据权利要求1所述的组合物，其中，以组合物的总重量计，所述聚丙烯酰胺的含量为60-70重量％，所述添加剂的含量为30-40重量％。
3.根据权利要求1或2所述的组合物，其中，以所述添加剂的总重量为基准，所述非离子表面活性剂的用量为10-30wt％，所述阴离子表面活性剂的用量为10-30wt％，所述多元醇和/或胺类化合物的用量为1-5wt％，所述酰胺类小分子助溶剂的用量为35-79wt％；
优选地，所述添加剂的总重量为基准，所述非离子表面活性剂的用量为15-25wt％，所述阴离子表面活性剂的用量为15-25wt％，所述多元醇和/或胺类化合物的用量为3-5wt％，所述酰胺类小分子助溶剂的用量为45-67wt％。
4.根据权利要求1-3中任意一项所述的组合物，其中，所述非离子表面活性剂选自脂肪醇聚氧乙烯醚和/或烷基酚聚氧乙烯醚聚氧乙烯醚，优选为脂肪醇聚氧乙烯醚；所述阴离子表面活性剂选自烷基磺酸钠、烷基硫酸钠和烷基磷酸盐中的至少一种，优选为烷基磺酸钠和/或烷基硫酸钠；所述多元醇和/或胺类化合物选自乙二醇、丙三醇、乙醇胺和季戊四醇中的至少一种，优选为乙二醇和/或乙醇胺；所述酰胺类小分子助溶剂选自尿素、硫脲和DMF中的至少一种，优选为尿素。
5.根据权利要求1-4中任意一项所述的组合物，其中，所述聚丙烯酰胺含有式(1)所示的磺酸结构单元A和、式(2)所示的丙烯酰胺结构单元B和式(3)所示的丙烯酸盐结构单元C；以所述聚丙烯酰胺的总重量为基准，所述磺酸结构单元A的含量为2.5-25重量％，优选为5-15重量％，所述丙烯酰胺结构单元B和丙烯酸结构单元C的总含量为75-97.5重量％，优选为85-95重量％，其中，结构单元C占结构单元B和结构单元C的总含量的15-30重量％，优选为22-30重量％；
Figure FDA0002755799130000021
其中，R1为C1-C18的烷基，R2为H或CH3；R3为H或CH3；M1和M2各自独立地选自Na、K或H；
优选地，R1和R2均为CH3，R3为H；M1和M2各自独立地为Na；
或者，R1为C12-C18的烷基，R2为H，R3为H或CH3；M1和M2各自独立地为Na。
6.根据权利要求1-5中任意一项所述的组合物，其中，所述聚丙烯酰胺的粘均分子量为1500-2000万，优选为1800-2000万；
优选地，所述组合物的表观粘度为75-87mPa·s，优选为80-87mPa·s。
7.一种速溶型聚丙烯酰胺组合物的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
在添加剂和水解剂的存在下，将聚丙烯酰胺胶体进行水解，即得所述速溶型聚丙烯酰胺组合物；
所述添加剂由聚氧乙烯醚型非离子表面活性剂、阴离子表面活性剂、多元醇和/或多元胺类化合物和酰胺类小分子助溶剂组成；
相对于100重量份的聚丙烯酰胺胶体，所述添加剂的用量为3-10份。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其中，所述水解的条件包括：水解温度为60-90℃，优选为80-82℃；水解时间为2-8小时，优选为5-6小时；
优选地，相对于100重量份的聚丙烯酰胺胶体，所述添加剂的用量为5-10份；
优选地，所述水解剂的用量使得所述聚丙烯酰胺胶体的水解度为15-30％，优选为22-30％。
9.根据权利要求7或8所述的制备方法，其中，以所述添加剂的总重量为基准，所述非离子表面活性剂的用量为10-30wt％，所述阴离子表面活性剂的用量为10-30wt％，所述多元醇和/或胺类化合物的用量为1-5wt％，所述酰胺类小分子助溶剂的用量为35-79wt％；
优选地，所述添加剂的总重量为基准，所述非离子表面活性剂的用量为15-25wt％，所述阴离子表面活性剂的用量为15-25wt％，所述多元醇和/或胺类化合物的用量为3-5wt％，所述酰胺类小分子助溶剂的用量为45-67wt％。
10.根据权利要求7-9中任意一项所述的制备方法，其中，所述非离子表面活性剂选自脂肪醇聚氧乙烯醚和/或烷基酚聚氧乙烯醚聚氧乙烯醚，优选为脂肪醇聚氧乙烯醚；所述阴离子表面活性剂选自烷基磺酸钠、烷基硫酸钠和烷基磷酸盐中的至少一种，优选为烷基磺酸钠和/或烷基硫酸钠；所述多元醇和/或胺类化合物选自乙二醇、丙三醇、乙醇胺和季戊四醇中的至少一种，优选为乙二醇和/或乙醇胺；所述酰胺类小分子助溶剂选自尿素、硫脲和DMF中的至少一种，优选为尿素；
优选地，所述水解剂选自氢氧化钠、氢氧化钾和碳酸钠中的至少一种，优选为质量浓度为10-40wt％的氢氧化钠溶液。
11.根据权利要求7-10中任意一项所述的制备方法，其中，所述聚丙烯酰胺胶体的制备方法包括：
在自由基水溶液聚合反应条件下、在引发剂的存在下，使单体混合物在水中进行聚合反应得到胶体，所述单体混合物含有式(4)所示的单体X和式(5)所示的单体Y；以单体混合物的总重量为基准，式(4)所示的单体X的用量为2.5-25wt％，式(5)所示的单体Y的用量为75-97.5wt％；
Figure FDA0002755799130000041
其中，R1’为C1-C18的烷基，R2’为H或CH3；R3’为H或CH3；M1’为Na、K或H。
12.根据权利要求7-11中任意一项所述的制备方法，其中，所述自由基水溶液聚合物反应条件包括：反应温度为-10℃至80℃，优选为5℃-60℃；反应时间为2-30小时，优选为8-20小时；pH值为5-10，优选为6-10。
13.由权利要求7-12中任意一项所述的方法制得的速溶型聚丙烯酰胺组合物。
14.权利要求1-6和13中任意一项所述的速溶型聚丙烯酰胺组合物作为驱油剂的应用。
CN202011202233.1A 2020-11-02 2020-11-02 速溶型聚丙烯酰胺组合物及其制备方法与应用 Active CN114437487B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011202233.1A CN114437487B (zh) 2020-11-02 2020-11-02 速溶型聚丙烯酰胺组合物及其制备方法与应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011202233.1A CN114437487B (zh) 2020-11-02 2020-11-02 速溶型聚丙烯酰胺组合物及其制备方法与应用

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN114437487A true CN114437487A (zh) 2022-05-06
CN114437487B CN114437487B (zh) 2023-08-15

Family

ID=81357790

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202011202233.1A Active CN114437487B (zh) 2020-11-02 2020-11-02 速溶型聚丙烯酰胺组合物及其制备方法与应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN114437487B (zh)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN85104823A (zh) * 1984-12-27 1986-07-09 第一工业制药株式会社 水溶性丙烯酸类聚合物的制备方法
CN105085801A (zh) * 2015-09-06 2015-11-25 华鼎鸿基采油技术服务（北京）有限公司 一种速溶型聚丙烯酰胺及其制备方法
CN111620973A (zh) * 2017-05-19 2020-09-04 黄叶芳 一种速溶型阴离子高分子量聚丙烯酰胺的制备方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5837776A (en) * 1996-03-20 1998-11-17 Nalco Chemical Company Process for producing water soluble anionic dispersion polymers

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN85104823A (zh) * 1984-12-27 1986-07-09 第一工业制药株式会社 水溶性丙烯酸类聚合物的制备方法
CN105085801A (zh) * 2015-09-06 2015-11-25 华鼎鸿基采油技术服务（北京）有限公司 一种速溶型聚丙烯酰胺及其制备方法
CN111620973A (zh) * 2017-05-19 2020-09-04 黄叶芳 一种速溶型阴离子高分子量聚丙烯酰胺的制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN114437487B (zh) 2023-08-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN112661914B (zh) 一种机制砂专用聚羧酸减水剂及其制备方法
CN114736659A (zh) 一种高温高密度水基钻井液降滤失剂组合物的制备方法
EP3882284B1 (en) Acrylamide copolymer and preparation method therefor and use thereof
CN115386047A (zh) 油气井抗高温盐水基压裂液稠化剂用聚合物
CN114213594B (zh) 基于耐温抗盐粘弹性颗粒驱油剂的非均相驱油体系的制备方法及应用
CN114437487B (zh) 速溶型聚丙烯酰胺组合物及其制备方法与应用
CN110790859B (zh) 丙烯酰胺共聚物及其制备方法和应用
CN110790862B (zh) 丙烯酰胺共聚物及其制备方法和应用
CN111363089B (zh) 丙烯酰胺共聚物及其制备方法和应用
CN114437486B (zh) 速溶型驱油组合物及其制备方法与应用、速溶添加剂
CN104250339A (zh) 一种丙烯酰胺系共聚物及其制备方法和应用
CN114853935A (zh) 一种增强co2与原油互溶、降低原油黏度的驱油添加剂及其制备方法
CN110790860B (zh) 丙烯酰胺共聚物及其制备方法和应用
CN110790861B (zh) 丙烯酰胺共聚物及其制备方法和应用
CN113845447B (zh) 化合物及其制备方法、聚合物及其制备方法和应用
CN103435749A (zh) 种子溶胀法制备低盐低粘度聚丙烯酰胺水包水分散液
CN114437291B (zh) 丙烯酰胺类表面活性聚合物及其制备方法和应用
CN117487084B (zh) 一种流动免混配瓜尔胶及其制备方法
CN114133922B (zh) 一种水溶性洗油剂及其制备方法和应用
CN117210216B (zh) 一种速溶型耐超高温胶凝酸及其制备方法
CN113336890B (zh) 具有表面活性功能的聚合物及其制备方法与应用
CN118063688A (zh) 一种制备驱油剂的组合物、驱油剂及其制备方法
CN117164847A (zh) 功能单体、两亲功能聚丙烯酰胺聚合物、化学驱油剂及制备方法和应用
CN114075126A (zh) 化合物及其制备方法、聚合物及其制备方法和应用
CN114716606A (zh) 一种驱油用耐温抗盐速溶聚合物及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant