JPH0196279A - Acidified crashing fluid containing high molecular weight poly(vinyl amine) for tertiary oil collection - Google Patents

Acidified crashing fluid containing high molecular weight poly(vinyl amine) for tertiary oil collection

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JPH0196279A
JPH0196279A JP14840188A JP14840188A JPH0196279A JP H0196279 A JPH0196279 A JP H0196279A JP 14840188 A JP14840188 A JP 14840188A JP 14840188 A JP14840188 A JP 14840188A JP H0196279 A JPH0196279 A JP H0196279A
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polymer
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ター‐ワン・ライ
Bheema R Vijayendran
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Abstract

PURPOSE: To provide the fluid which has excellent high temp. viscosity stability and is prepd. by incorporating a poly(vinylamine) which has an extremely high mol.wt. and of which more than half is hydrolyzed at a specific ratio into an aq. hydrochloric acid soln.
CONSTITUTION: This objective fluid is prepd. by incorporating the poly(vinylamine) which has an average mol.wt. ≥106 and of which ≥50% is hydrolyzed at the ratio of 0.2 to 2 wt.% into the aq. 5 to 28% hydrochloric acid soln. and has viscosity of FANN35 of 10 to 100 cPs at 300 rpm and 510 sec-1 and with an R1B1 sensor. The poly(vinylamine) is obtd. by dispersing, for example, an aq. soln. of a water-soluble N-vinylamide monomer into a hydrocarbon liquid by the effect of a surfactant and subjecting the dispersion to polymn. by an antiphase emulsification polymn. method to obtain an emulsion of the poly(N-vinylamide), then separating the N-vinylamide and further hydrolyzing the same.
COPYRIGHT: (C)1989,JPO

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は高分子量のポリ(ビニルアミン)の三次採油(
enhanced oil recovery)用組成
物としての使用に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to tertiary oil extraction (
The present invention relates to use as a composition for enhanced oil recovery.

ポリ(N−ビニルアミド)のような水溶性重合体は、用
途面で満足できるような高性能をもたせるには、しばし
ば高分子量であることが必要となる。低分子量ないしは
中程度の分子量のポリ(N−ビニルホルムアミド)およ
びポリ(N−ビニルアセトアミド)は油溶性および水溶
性開始剤を用いる水中およびアルコール中での慣用の溶
液重合によって製造されてきた。しかし、高分子量のポ
リ(N−ビニルアミド)は実用的な条件下で得られる重
合生成物が取扱いの困難なゲルであるため、慣用の溶液
重合によって製造することはむずかしい。加えて、溶液
粘度が高くまた熱移動が劣るという問題のために商業的
な規模での合成を不可能にしている。
Water-soluble polymers such as poly(N-vinylamide) often require high molecular weights to provide acceptable high performance for their applications. Low to medium molecular weight poly(N-vinylformamide) and poly(N-vinylacetamide) have been prepared by conventional solution polymerization in water and alcohol using oil- and water-soluble initiators. However, high molecular weight poly(N-vinylamide) is difficult to produce by conventional solution polymerization because the polymerization product obtained under practical conditions is a gel that is difficult to handle. In addition, problems with high solution viscosity and poor heat transfer preclude synthesis on a commercial scale.

しかしポリ(ビニルアミド)およびポリ(ビニルアミン
)の用途面での性能はきわめて高い分子量(>106)
のホモポリマーを製造しこれを用いることによって高め
られるのではないかと考えられた。
However, poly(vinylamide) and poly(vinylamine) have very high molecular weight (>106)
It was thought that this could be improved by producing and using a homopolymer of

米国特許第4,500,437号明細書には、逆相乳化
重合によって製造するN−ビニルホルムアミドおよびN
−ビニルアセトアミドを含有するアクリルアミド共重合
体および三元共重合体が実施例67〜70に開示されて
おり、そのうちの実施例68および70に示されている
ものは100.000以下すなわち<10″の分子量を
有している。実施例20には溶液重合によるポリ(ビニ
ルホルムアミド)の製造が開示されている。
U.S. Pat. No. 4,500,437 describes N-vinylformamide and N-vinylformamide prepared by reverse-phase emulsion polymerization.
- Acrylamide copolymers and terpolymers containing vinylacetamide are disclosed in Examples 67-70, of which those shown in Examples 68 and 70 have a molecular weight of less than 100.000 i.e. <10" Example 20 discloses the production of poly(vinylformamide) by solution polymerization.

米国特許第4.421.602号明細書には、90〜1
0モル%の共重合ビニルアミン単位と10〜90モル%
の共重合N−ビニルホルムアミド単位とを含有する直鎖
状塩基性重合体が開示されている。この特許は、その重
合体が水、水溶性溶剤または水と水溶性溶剤との混合物
中における溶液重合で製造されることを教示しており、
実施例にはそのような溶液重合が開示されている。そこ
には重合が水非混和性溶剤中でも油中水型乳化重合の形
で実施されると示唆しているが、しかしこのような実施
例は何ら示されていない。
U.S. Pat. No. 4,421,602 states that 90-1
0 mol% copolymerized vinylamine units and 10-90 mol%
A linear basic polymer containing copolymerized N-vinylformamide units is disclosed. This patent teaches that the polymer is made by solution polymerization in water, a water-soluble solvent, or a mixture of water and a water-soluble solvent;
The examples disclose such solution polymerizations. It is suggested there that the polymerization is carried out in water-in-oil emulsion polymerization even in water-immiscible solvents, but no such examples are given.

米国特許第4,018,826号明細書には、フリニラ
ジカル重合触媒を用いてビニルアセトアミド′ を重合
し、かつポリ(ビニルアセトアミド)に鉱酸の水溶液を
接触させてポリ(ビニルアセトアミド)を加水分解して
所望のアミン塩にすることにより、対応する鉱酸のポリ
(ビニルアミン)塩を製造することが開示されている。
U.S. Pat. No. 4,018,826 discloses that vinyl acetamide' is polymerized using a furinyl radical polymerization catalyst, and that the poly(vinylacetamide) is hydrolyzed by contacting the poly(vinylacetamide) with an aqueous solution of mineral acid. The preparation of poly(vinylamine) salts of the corresponding mineral acids by converting them into the desired amine salts is disclosed.

約3.000〜約700,000の分子量(塩生成物と
しては4.000〜1,000,000)のポリ(ビニ
ルアミン)生成物であるものと考えられる。
It is believed to be a poly(vinylamine) product with a molecular weight of about 3.000 to about 700,000 (4.000 to 1,000,000 for the salt product).

米国特許第3.558.581号明細書には、N−ビニ
ル−N−メチル−ホルムアミドのホモポリマーまたは共
重合体を鉱酸で加水分解して得られるN−ビニル−N−
メチルアミンの対応する重合体が開示されている。
U.S. Pat. No. 3,558,581 discloses that N-vinyl-N-
Corresponding polymers of methylamine are disclosed.

米国特許第3,597,314号明細書には、酸加水分
解によって分離した重合体のギ酸ラジカル60〜100
%を有するN−ビニル−N−メチルホルムアミドから誘
導された単位から本質的になる水溶性重合体が開示され
ている。逆相乳化重合に関する記載は何も見られない。
U.S. Pat. No. 3,597,314 discloses that 60 to 100 formic acid radicals are separated from the polymer by acid hydrolysis.
% of N-vinyl-N-methylformamide is disclosed. There is no description regarding reverse phase emulsion polymerization.

英国特許筒2.152.929号は、N−(アルファー
アルコキシエチル)ホルムアミドを気相で熱分解する、
N−ビニルホルムアミド製造用のN−置換ホルムアミド
の製造を目的としている。N−ビニルホルムアミドは、
単独でまたは凝集剤の製造に適した水溶性重合体の生成
に慣用的に用いられる単量体と共にアゾ化合物の重合開
始剤の存在下に塊状重合、水溶液または有機溶液を用い
る溶液重合、または乳化重合させることができることを
示唆している。このようにして得られたポリ(ビニルホ
ルムアミド)は酸または塩基条件下に加水分解してポリ
(ビニルアミド)のカチオン性重合体となる。
British Patent No. 2.152.929 describes the thermal decomposition of N-(alpha alkoxyethyl) formamide in the gas phase.
The purpose is to produce N-substituted formamide for the production of N-vinylformamide. N-vinylformamide is
Bulk polymerization, solution polymerization using aqueous or organic solutions, or emulsification in the presence of an azo compound polymerization initiator alone or together with monomers conventionally used for the production of water-soluble polymers suitable for the production of flocculants. This suggests that it can be polymerized. The poly(vinylformamide) thus obtained is hydrolyzed under acidic or basic conditions to form a cationic polymer of poly(vinylamide).

D、J、 Dawson他によるPo1y (viny
lamine hyd−roch for 1de)、
5ynthesis and Utilization
 forthe Preparation of Wa
ter−Soluble PolymericDyes
 r J、 Am、 Cham Soc、J 、98 
: 19.5996(1976)にはN−ビニルアセト
アミドの製造およびその溶液重合とそれに続く酸加水分
解によるポリ(N−ビニルアミン塩酸塩)の生成を開示
している。
Po1y (viny
lamine hydr-roch for 1de),
5ynthesis and utilization
for the Preparation of Wa
ter-Soluble Polymeric Dyes
r J, Am, Cham Soc, J, 98
: 19.5996 (1976) discloses the preparation of N-vinylacetamide and its solution polymerization followed by acid hydrolysis to form poly(N-vinylamine hydrochloride).

水溶性単量体の油中水型乳化重合に関する多くの先行技
術を示す代表的なものとしては、米国特許環2.982
.749号、同第3.278.506号、同第3.28
4.393号、同第3.957,739号、同第3.9
75.:341号、同第4.078.133号および同
第4,312.969号各明畑書がある。
Representative of many prior art related to water-in-oil emulsion polymerization of water-soluble monomers is U.S. Pat.
.. No. 749, No. 3.278.506, No. 3.28
No. 4.393, No. 3.957,739, No. 3.9
75. :341, 4.078.133 and 4,312.969.

R,H,Summerville他によるrSynth
esis of N−vinyl Acetamide
 and Preparation of SomeP
olymer and Copolymers、Pol
ym、 Reprints、 24゜12(1983)
には、イゲパル(Igepal)界面活性剤を用いて水
およびシクロヘキサン中で過硫酸ナトリウム−開始剤に
よるN−ビニルアセトアミドの逆相乳化重合を試みたが
、これは成功しなかったことが明らかにされている。
rSynth by R.H. Summerville et al.
esis of N-vinyl Acetamide
and Preparation of SomeP
Polymers and Copolymers, Pol
ym, Repprints, 24°12 (1983)
attempted inverse emulsion polymerization of N-vinylacetamide with a sodium persulfate initiator in water and cyclohexane using Igepal surfactant, but this proved unsuccessful. ing.

米国特許環4,217,214号明細書には、約5×1
06またはそれ以上の分子量を有するポリビニルアミン
塩酸塩は、廃水系における凝集剤として特に効果的であ
ることが記載されている。実施例には2XLO’の分子
量を有するポリ(ビニルアミン)塩酸塩を用いることが
示されており、また使用されるポリ(ビニルアミン)塩
酸塩は米国特許4,018,826号明細書中に記載さ
れたようにして調製されたことが明らかにされている。
U.S. Pat. No. 4,217,214 states that approximately 5×1
Polyvinylamine hydrochloride with a molecular weight of 0.06 or higher is described as being particularly effective as a flocculant in wastewater systems. The examples show the use of poly(vinylamine) hydrochloride having a molecular weight of 2XLO', and the poly(vinylamine) hydrochloride used is described in U.S. Pat. No. 4,018,826. It has been revealed that it was prepared in a similar manner.

米国特許環4.623,699号明細書には、使用され
る重合体を基準として5重合%よりも多くはない水の存
在下に、気体状ハロゲン化水素でN−ビニルホルムアミ
ド重合体粉末からホルミル基を脱離させることによって
製造される、式−CHz−CH(NHx)−で表わされ
る単位を有しかつlO〜200のフイツケンチャーのに
値を有する直鎖状塩基性重合体粉末が開示されている。
U.S. Pat. A linear basic polymer powder having units of the formula -CHz-CH(NHx)- and having a Fitzkencher's value of lO to 200 is disclosed, which is produced by eliminating formyl groups. ing.

特開昭第61−141712号明細書には、N−ビニル
カルボン酸アミドの水溶液を油溶性重合体分散安定剤を
用いて炭化水素型分散媒中に分散させ続いてラジカル重
合を行わせる手順によってN−ビニルカルボン酸アミド
重合体を製造する方法が記載されている。
JP-A-61-141712 discloses a process in which an aqueous solution of N-vinylcarboxylic acid amide is dispersed in a hydrocarbon type dispersion medium using an oil-soluble polymer dispersion stabilizer, and then radical polymerization is performed. A method for making N-vinylcarboxylic acid amide polymers is described.

本発明によれば、きわめて高い分子量のポリ(N−ビニ
ルアミド)を逆相乳化重合法によって製造することがで
きる。
According to the present invention, extremely high molecular weight poly(N-vinylamide) can be produced by reverse phase emulsion polymerization.

本発明は、下記の式 %式% (式中、RおよびR1は水素またはCI””’ C4ア
ルキル基である) ヲ有スるN−ビニルアミドのホモポリマー10〜90重
量%を含有する水溶液10〜70重量%がC6〜cr、
アルカンおよびさらにキシレン化合物(R−アルキルの
場合にはトルエンおよびキシレン)からなる炭化水素液
体中にコロイド状に分散されているエマルジョンから本
質的になり該ホモポリマーは少くとも108の平均分子
量を有しており、かつ該エマルジョンは15%の固形分
、50 rpmブルックフィールド(7,9sec−’
)および20℃の条件下で1ocps未溝の粘度を有す
る逆相単独重合体エマルジョンを提供する。
The present invention relates to an aqueous solution containing 10 to 90% by weight of a homopolymer of N-vinylamide having the following formula % (wherein R and R1 are hydrogen or CI""' C4 alkyl group) ~70% by weight is C6~cr,
The homopolymer consists essentially of an emulsion colloidally dispersed in a hydrocarbon liquid consisting of an alkane and also a xylene compound (toluene and xylene in the case of R-alkyls) and has an average molecular weight of at least 108. and the emulsion was 15% solids, 50 rpm Brookfield (7,9 sec-'
) and a reverse phase homopolymer emulsion having a viscosity of 1 ocps under conditions of 20°C.

逆相すなわち油中水型エマルジョンを製造する方法は、
上記式で表わされる水溶性N−ビニルアミド10〜90
重量%を含有する水溶液を4〜9のHLB値を有する界
面活性剤を用いて、好適には1:2〜2:1の範囲の単
量体−含有水溶液対炭化水素液体重量比で、炭化水素液
体中にコロイド状に分散させ、そしてアゾ型フリーラジ
カル開始剤を用いて該単量体を重合させることからなる
The method for producing reverse phase or water-in-oil emulsions is
Water-soluble N-vinylamide 10 to 90 represented by the above formula
% by weight of the aqueous solution containing the hydrocarbon liquid using a surfactant with an HLB value of 4 to 9, preferably at a monomer-containing aqueous solution to hydrocarbon liquid weight ratio in the range of 1:2 to 2:1. It consists of dispersing colloidally in a hydrogen liquid and polymerizing the monomer using an azo type free radical initiator.

得られるきわめて高い分子量の重合体エマルジョンは、
15%固形分、60rpmブルックフィールドおよび2
0℃の条件下で2〜10cps未満の範囲の低い粘度を
有しており、重合体を溶液重合法によって製造するとき
に起こる溶液粘度の上昇の問題が解決される。
The resulting extremely high molecular weight polymer emulsion is
15% solids, 60 rpm Brookfield and 2
It has a low viscosity in the range of less than 2 to 10 cps under 0°C conditions, which solves the problem of increased solution viscosity that occurs when polymers are produced by solution polymerization.

その上、低粘度ホモポリマーエマルジョンは取扱いが容
易でありかつ直接使用することができる。
Moreover, low viscosity homopolymer emulsions are easy to handle and can be used directly.

ビニルアミドホモポリマーエマルジョンのこのような用
途の一つには、ホモポリマーを好適にはエマルジョンと
して酸または塩基触媒によって加水分解して少くともl
O6の平均分子量を有するビニルアミンホモポリマーを
製造することがあげられる。鉱酸を加水分解の段階で使
用するか、または塩基性加水分解生成物の酸性化に使用
すると、ポリ(ビニルアミン)がこのような酸の塩とし
て得られる。
One such use for vinylamide homopolymer emulsions involves hydrolyzing the homopolymer, preferably as an emulsion, with an acid or base catalyst to at least l
One example is to produce a vinylamine homopolymer having an average molecular weight of O6. When mineral acids are used in the hydrolysis step or in the acidification of basic hydrolysis products, poly(vinylamines) are obtained as salts of such acids.

きわめて高い分子量の水溶性ポリ(N−ビニルアミド)
および誘導ポリ(ビニルアミン)は水処理、三次採油、
および製紙の分野での用途を有している。たとえば誘導
ポリ(ビニルアミン)は、油田用化学剤組成物たとえば
ドリリングマッド組成物、ドリル孔用セメント、仕上げ
流体、および酸性化破砕用流体における重要な成分とし
て使用することができる。
Extremely high molecular weight water-soluble poly(N-vinylamide)
and derived poly(vinylamine) for water treatment, tertiary oil extraction,
and has applications in the paper manufacturing field. For example, derived poly(vinylamine) can be used as an important component in oil field chemical compositions such as drilling mud compositions, drill hole cements, finishing fluids, and acidified fracturing fluids.

低濃度塩溶液たとえば2%KCQ溶液中の0.5〜1%
濃度のポリ(ビニルアミン)の溶液レオロジー(1〜1
000sec−’の範囲での剪断速度に対する増粘効率
および粘度応答)は、多くの油田用化学剤組成物の用途
にとって重要である。きわめて高い分子量の重合体はよ
りすぐれた粘稠化作用およびレオロジーを有する。
Low concentration salt solution e.g. 0.5-1% in 2% KCQ solution
Solution rheology of poly(vinylamine) at concentrations (1 to 1
Thickening efficiency and viscosity response to shear rates in the range of 0,000 sec-' are important for many oilfield chemical composition applications. Very high molecular weight polymers have better thickening properties and rheology.

本発明のポリ(ビニルアミン)を三次採油(EOR)に
用いると、90’Cにおける粘度安定性が改良され、海
水中での粘度保持性が改良された組成物が得られる。た
いていの市販の重合体はこれらのどちらの条件下でもう
まく行かない。
When the poly(vinylamine) of the present invention is used in tertiary oil extraction (EOR), compositions with improved viscosity stability at 90'C and improved viscosity retention in seawater are obtained. Most commercially available polymers do not perform well under either of these conditions.

加水分解ポリアクリルアミドは、海水中のカルシウムイ
オンの存在で重合体の沈澱がおこるため高められた温度
における海水溶液中では作用しない。キサンタン重合体
はカルシウムイオンに対して感応しない。しかし、高温
下では重合体鎖が解け、その粘稠可能を失なう。
Hydrolyzed polyacrylamide does not work in seawater solutions at elevated temperatures because the presence of calcium ions in seawater causes precipitation of the polymer. Xanthan polymers are not sensitive to calcium ions. However, at high temperatures the polymer chains unravel and lose their viscosity.

一般には、このようなEOR組成物は、約1000〜2
000ppmのポリ(ビニルアミン)を含有する海水か
らなり、7.9sec−’ (60rpm)および90
℃で10〜20cpsのブルックフィールド粘度を有し
ている。本発明によるきわめて高い分子量のビニルアミ
ン重合体は、高温およびカルシウム塩分(すなわち高温
でのEOR粘稠化用として使われるときの一連の条件)
下で、改良された安定性を示すように思われる。
Generally, such EOR compositions have an EOR of about 1000 to 2
000 ppm of poly(vinylamine), 7.9 sec-' (60 rpm) and 90
It has a Brookfield viscosity of 10-20 cps at °C. The very high molecular weight vinylamine polymers of the present invention can be used at elevated temperatures and calcium salts (i.e., a set of conditions when used for EOR thickening at elevated temperatures).
It appears to show improved stability.

酸性化破砕用流体に使用すると、本発明のポリ(ビニル
アミン)は70℃下の濃塩酸溶液中で改良された粘度安
定性を示す。この分野で現在用いられているたいていの
市販のセルロース性重合体はこのような条件下では重合
体主鎖が切断するため使用できない。このような流体は
約0.2〜2%のポリ(ビニルアミン)および5〜28
%の塩酸水溶液からなり、かつ300rpm。
When used in acidified fracturing fluids, the poly(vinylamine) of the present invention exhibits improved viscosity stability in concentrated hydrochloric acid solutions below 70°C. Most commercially available cellulosic polymers currently used in this field cannot be used under these conditions due to cleavage of the polymer backbone. Such fluids contain about 0.2-2% poly(vinylamine) and 5-28%
% hydrochloric acid aqueous solution, and 300 rpm.

510sec−’およびR+B+センサーによって10
〜100cpsのFANN35粘度を有している。
510 sec-' and 10 by R+B+ sensor
It has a FANN35 viscosity of ~100 cps.

本発明によればまた、酸性溶液を累層を破砕するに十分
な圧力の下に油井に噴射注入して累層に接触させる、酸
水溶液を用いる酸性化破砕による油井活性化法を提供す
るものであり、上記酸性溶液は粘稠化剤として106以
上の分子量を有するビニルアミンホモポリマーを含有し
ている。
The present invention also provides a method for activating an oil well by acid fracturing using an aqueous acid solution, in which the acidic solution is injected into the oil well under pressure sufficient to fracture the formation and brought into contact with the formation. The acidic solution contains a vinylamine homopolymer having a molecular weight of 106 or more as a thickening agent.

本発明のさらにその他の実施態様としては良好なレオロ
ジーを示すドリリングマッド組成物がある。このような
ドリリングマッド組成物は0.1−1重量%のポリ(ビ
ニルアミン)、0〜10重量%の塩および0.5〜5重
量%のクレーを水に分散させたものからなる。
Still other embodiments of the invention include drilling mud compositions that exhibit good rheology. Such drilling mud compositions consist of 0.1-1% by weight poly(vinylamine), 0-10% by weight salt, and 0.5-5% by weight clay dispersed in water.

本発明によれば、高温粘度安定性のみならず飽和ブライ
ン溶液中での高い粘性を示す仕上げ用流体も提供される
。典型的な仕上げ用流体は0.2〜2重量%のポリ(ビ
ニルアミン)を含有する飽和塩溶液からなる。
In accordance with the present invention, a finishing fluid is provided that exhibits not only high temperature viscosity stability but also high viscosity in saturated brine solutions. A typical finishing fluid consists of a saturated salt solution containing 0.2-2% by weight poly(vinylamine).

本発明はまた、パルプ材料を付着させ不織シートを形成
させる製紙法において、パルプ材料に本発明のポリ(ビ
ニルアミン)を添加することによって、保持性、ドレン
速度および凝集性を増大させることができる。
The present invention also provides that retention, drainage rate, and cohesiveness can be increased by adding the poly(vinylamine) of the present invention to the pulp material in a papermaking process in which the pulp material is deposited to form a nonwoven sheet. .

少くとも106、好適には3×106〜15×106の
分子量を有するポリ(N−ビニルアミド)が不活性雰囲
気下に下記の組成物を反応させることによって、逆相乳
化重合法を用いて製造される。
A poly(N-vinylamide) having a molecular weight of at least 106, preferably from 3x106 to 15x106, is prepared using an inverse emulsion polymerization process by reacting the following compositions under an inert atmosphere: Ru.

1、水溶性N−ビニルアミド単量体 2、水 3、炭化水素液体 4、油中木型乳化剤、および 5、  N−含有フリーラジカル開始剤最初の2成分か
らなる水溶液は式 %式%(2 (式中、R,R’は水素または1〜4個、好ましくは1
〜2個の炭素原子を有するアルキル基、特にメチル基を
表わす) を有する水溶性N−ビニルアミドを10〜90重量%、
好ましくは50〜70重量%含有する。
1. A water-soluble N-vinylamide monomer, 2. Water, 3. A hydrocarbon liquid, 4. A wood-in-oil emulsifier, and 5. An N-containing free radical initiator. (In the formula, R, R' are hydrogen or 1 to 4, preferably 1
10 to 90% by weight of a water-soluble N-vinyl amide having ~2 carbon atoms (representing an alkyl group, especially a methyl group);
Preferably the content is 50 to 70% by weight.

単量体含有水溶液対炭化水素液体の重量比は使用する単
量体によって広範囲に変わり得るが、好ましくは約1=
2〜2:lである。
The weight ratio of monomer-containing aqueous solution to hydrocarbon liquid can vary widely depending on the monomers used, but is preferably about 1=
2-2:l.

本発明で使用するのに適当な炭化水素液体は水非混和性
であり、かつ水の存在下に単量体をそれ程溶解しないも
のである。このような炭化水素液体の例としては、非環
式および環式のCs〜C+oアルカンたとえばヘキサン
、オクタン、デカンおよびデカヒドロナフタレン(デカ
リン)があげられ、さらにN−ビニルアセトアミドのた
めのある種の芳香族炭化水素および芳香族炭化水素であ
るトルエンおよびキシレンがあげられる。単量体の式中
Rがアルキル基である場合トルエンおよびキシレンと機
能的に同等なものと企図されるのはエチルベンゼンおよ
びテトラヒドロナフタレン(テトラリン)である。好適
な炭化水素液体はC6〜C8゜非環式アルカンである。
Hydrocarbon liquids suitable for use in the present invention are those that are water immiscible and do not significantly dissolve the monomers in the presence of water. Examples of such hydrocarbon liquids include acyclic and cyclic Cs~C+o alkanes such as hexane, octane, decane and decahydronaphthalene (decalin), as well as certain compounds for N-vinylacetamide. Examples include aromatic hydrocarbons and the aromatic hydrocarbons toluene and xylene. Ethylbenzene and tetrahydronaphthalene (tetralin) are contemplated as functional equivalents to toluene and xylene when R in the monomer formula is an alkyl group. Preferred hydrocarbon liquids are C6-C8° acyclic alkanes.

安定化系は4〜9、好適には4〜7.5の親木性−親油
性バランス(HLB)値を有する適当な乳化剤または界
面活性剤からなり、ソルビタン脂肪酸エステルたとえば
ソルビタンモノステアレート、オレエート、ラウレート
またはパルミテート;ポリオキシエチレンソルビタン脂
肪酸工ステル、すなわち4〜40モルのエチレンオキシ
ドと1モルの上記ソルビタン脂肪酸エステルとの反応生
成物;脂肪酸のポリオキシエチレンソルビトールエステ
ル;およびそれらの混合物が包含される。界面活性剤の
好適な量は単量体含有水溶液を基準として5〜20重量
%である。 ・ フリーラジカル開始剤は重合の技術分野でよく知られて
いるアゾ化合物の1つであるべきであり、このようなも
のとして2,2′−アゾビス(インブチロニトリル);
2,2’−アゾビス(2−アミジノプロパン)塩酸塩;
 4.4’−アゾビス(4′−シアノペンタノン酸)の
ようなものがあげられる。過硫酸塩および過酸化水素は
本発明を実施するのに適していないことがわかった。
The stabilizing system consists of suitable emulsifiers or surfactants having a lignophilic-lipophilic balance (HLB) value of 4 to 9, preferably 4 to 7.5, including sorbitan fatty acid esters such as sorbitan monostearate, oleate, etc. , laurate or palmitate; polyoxyethylene sorbitan fatty acid esters, i.e. reaction products of 4 to 40 moles of ethylene oxide and 1 mole of the above-mentioned sorbitan fatty acid esters; polyoxyethylene sorbitol esters of fatty acids; and mixtures thereof. . A suitable amount of surfactant is 5-20% by weight based on the aqueous monomer-containing solution. - The free radical initiator should be one of the azo compounds well known in the polymerization art, such as 2,2'-azobis(imbutyronitrile);
2,2'-azobis(2-amidinopropane) hydrochloride;
Examples include 4.4'-azobis (4'-cyanopentanonic acid). It has been found that persulfates and hydrogen peroxide are not suitable for practicing the invention.

レドックス触媒系も、この技術分野で典型的に使用され
る還元剤を用いてアゾ開始剤を含有させた状態で使用す
ることができる。フリーラジカル開始剤の量は、反応温
度、重合速度、得ようとする重合度によって広く変えて
よいが、好適には使用する単量体の0.001〜0.5
モル%の範囲である。
Redox catalyst systems can also be used with azo initiators using reducing agents typically used in the art. The amount of free radical initiator may vary widely depending on the reaction temperature, polymerization rate and degree of polymerization desired, but is preferably between 0.001 and 0.5 of the monomers used.
The range is mole %.

重合は通常、不活性雰囲気好適には窒素下で実施される
。反応温度は好適には40〜60℃の範囲である。高温
すなわち〉60°Cの温度は重合体にとって不都合な副
反応たとえば架橋または連鎖移動を引き起こす可能性が
ある。もっと低い温度では反応時間が長くなるため実用
的でない。
Polymerization is usually carried out under an inert atmosphere, preferably nitrogen. The reaction temperature is preferably in the range of 40-60°C. High temperatures, ie >60° C., can lead to adverse side reactions for the polymer, such as crosslinking or chain transfer. Lower temperatures are not practical because the reaction time will be longer.

ホモポリマー生成物は凝集剤を添加しそして濾過するこ
とによりエマルジョンから単離される。沈澱生成物をつ
いで洗浄し、乾燥させる。
The homopolymer product is isolated from the emulsion by adding a flocculant and filtering. The precipitated product is then washed and dried.

一般に、界面活性剤には良好な溶剤であるが重合体には
好ましくない溶剤である極性有機溶剤、たとえばアセト
ンが重合体を凝集させるのに用いられる。沈澱した重合
体を濾過し、界面活性剤を除去するために洗浄する。き
わめて高い分子量の乾燥かつ精製された重合体は微粉末
状でありそして水溶性である。
Generally, polar organic solvents such as acetone, which are good solvents for surfactants but not good solvents for polymers, are used to flocculate the polymers. The precipitated polymer is filtered and washed to remove surfactant. The very high molecular weight, dry and purified polymer is finely powdered and water soluble.

ビニルアミドホモポリマー生成物を、酸または塩基の存
在下に加水分解して少くともlo6の平均分子量を有す
るビニルアミンホモポリマーとなす。より好適には、1
.8xlO’〜9X101またはそれ以上の分子量を有
するビニルアミンホモポリマーが得られる。酸性化破砕
用組成物に用いるに適したビニルアミン重合体は約50
%以上、好適には約90%以上、約99+%まで加水分
解されている。
The vinylamide homopolymer product is hydrolyzed in the presence of an acid or base to a vinylamine homopolymer having an average molecular weight of at least lo6. More preferably, 1
.. A vinylamine homopolymer having a molecular weight of 8xlO' to 9x101 or more is obtained. Vinylamine polymers suitable for use in acidified fracturing compositions include about 50
% or more, preferably about 90% or more, about 99+%.

加水分解に用いるのに適した酸としては、鉱酸たとえば
[8,臭化水素酸、硫酸、リン酸および過塩素酸;およ
び有機酸たとえばトリフルオロ酢酸およびメタンスルホ
ン酸がアル。
Suitable acids for use in hydrolysis include mineral acids such as hydrobromic acid, sulfuric acid, phosphoric acid and perchloric acid; and organic acids such as trifluoroacetic acid and methanesulfonic acid.

使用されうる塩基としてはアルカリおよびアルカリ土類
金属水酸化物たとえば水酸化ナトリウム、水酸化カリウ
ム、水酸化カルシウムおよび水酸化バリウム:および第
4級水酸化アンモニウムたとえばテトラメチル水酸化ア
ンモニウムがあげられる。必要な酸まt;は塩基の量は
所望の加水分鮮度および反応条件によって広くえること
ができる。実質的に完全な加水分解を行なうには重合体
1当量あたりほぼ1〜3当量の酸または塩基が適当であ
る。
Bases that can be used include alkali and alkaline earth metal hydroxides such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, calcium hydroxide and barium hydroxide: and quaternary ammonium hydroxides such as tetramethylammonium hydroxide. The amount of acid or base required can vary widely depending on the desired freshness of the hydrolysis and reaction conditions. Approximately 1 to 3 equivalents of acid or base per equivalent of polymer are suitable to effect substantially complete hydrolysis.

加水分解はいろいろな溶剤たとえば水;液体アンモニア
;アルコールたとえばメタノール、エタノール、インプ
ロパツールおよびL−ブタノール;アミンたとえばメチ
ルアミン、ジメチルアミン、エチルアミンなど;および
ヒドロキシアミンたとえばエタノールアミンの中で行な
うことができる。しかし、油中水型エマルジョンに酸ま
たは塩基水溶液を単に添加するのが好ましい。
Hydrolysis can be carried out in a variety of solvents such as water; liquid ammonia; alcohols such as methanol, ethanol, impropatol and L-butanol; amines such as methylamine, dimethylamine, ethylamine, etc.; and hydroxyamines such as ethanolamine. . However, it is preferred to simply add the aqueous acid or base solution to the water-in-oil emulsion.

加水分解の温度は採用される重合体および加水分解のタ
イプによって20〜200℃ノ範囲Tよい。一般に加水
分解はポリ(N−ビニルアセトアミド)よりはポリ(N
−ビニルホルムアミド)の方がより速やかに進行する。
The temperature of hydrolysis may range from 20 DEG to 200 DEG C. depending on the polymer employed and the type of hydrolysis. In general, hydrolysis is more important than poly(N-vinylacetamide).
-vinylformamide).

したがって、ポリ(N−ビニルアセトアミド)の加水分
解よりはポリ(N−ビニルホルムアミド)の加水分解の
方がおだやかな条件すなわちより低い温度およびより短
い反応時間で実施することができる。
Therefore, the hydrolysis of poly(N-vinylformamide) can be carried out under milder conditions, ie, at lower temperatures and shorter reaction times, than the hydrolysis of poly(N-vinylacetamide).

塩基加水分解の好適な温度範囲は70〜100℃であり
、これは110〜200°Cの範囲であるN−ビニルア
セトアミドの酸または塩基加水分解よりも低い。
The preferred temperature range for base hydrolysis is 70-100°C, which is lower than the acid or base hydrolysis of N-vinylacetamide, which ranges from 110-200°C.

このようにして得られる加水分解された重合体生成物は
、塩基加水分解の場合は式 %式% を有する遊離アミノ基を含有するくり返し単位からなり
、まt;酸加水分解の場合は式%式% (式中、X−は加水分解で用いられた酸に対応するアニ
オンを表わす) を有するアミノ基含有単位からなる。
The hydrolyzed polymer product thus obtained consists of repeating units containing free amino groups having the formula % in the case of basic hydrolysis; and the formula % in the case of acid hydrolysis. It consists of an amino group-containing unit having the formula % (wherein X- represents an anion corresponding to the acid used in the hydrolysis).

ポリ(ビニルアミン)は好適には、大気中の二酸化炭素
吸着を防止するために塩の形態で単離される。重合体塩
は加水分解混合物を酸性化して重合体を沈澱させること
によって単離される。沈澱した重合体は通常ガムである
が、これを再溶解し、ついでメタノールから再沈澱させ
ると繊維状物質が得られる。
The poly(vinylamine) is preferably isolated in salt form to prevent atmospheric carbon dioxide adsorption. The polymer salt is isolated by acidifying the hydrolysis mixture to precipitate the polymer. The precipitated polymer, usually a gum, is redissolved and then reprecipitated from methanol to yield a fibrous material.

本発明の生成物は高分子量のポリ(N−ビニルアミド)
、特に3〜15X 10@の分子量を有するポリ(N−
ビニルホルムアミド)および1.3〜5 X 10@の
分子量を有するポリ(N−ビニルアセトアミド)、およ
び誘導ポリ(ビニルアミン)およびポリ(ビニルアミン
)塩である。
The product of the invention is a high molecular weight poly(N-vinylamide)
, especially poly(N-
vinylformamide) and poly(N-vinylacetamide) with a molecular weight of 1.3 to 5 x 10@, and derived poly(vinylamine) and poly(vinylamine) salts.

これら重合体物質(これらはまた25重量%までの共重
合性単量体、たとえばアクリルアミドおよびN−ビニル
ピロリドンを含有していてもよい)は十分な水溶性を保
持している限りは、水処理、三次採油および製紙の分野
における凝集剤、保持剤、および増粘剤として特に有用
である。これらの重合体はまた、腐食防止剤、写真薬剤
、界面活性剤、蛋白質硬化剤、イオン交換樹脂として、
また医薬、食品染料、除草剤および農薬を製造するとき
の配合剤としても使用される。
These polymeric materials (which may also contain up to 25% by weight of copolymerizable monomers such as acrylamide and N-vinylpyrrolidone) can be used in water treatment as long as they retain sufficient water solubility. It is particularly useful as a flocculant, retention agent, and thickener in the tertiary oil extraction and papermaking fields. These polymers are also used as corrosion inhibitors, photographic agents, surfactants, protein hardeners, and ion exchange resins.
It is also used as a compounding agent in the production of medicines, food dyes, herbicides, and agricultural chemicals.

油井の活性化のだめの酸性化破砕用流体に関しては、か
かる組成物は5〜28%の塩酸水溶液中の増粘剤として
0.2〜2%、好ましくは約0.5%の本発明の高分子
ポリ(ビニルアミン)、そして場合によりポリ(ビニル
アミン)の重量基準で0.5〜1%の架橋剤からなる。
For acidified fracturing fluids in oil well activation reservoirs, such compositions contain 0.2 to 2%, preferably about 0.5%, of the present invention as a thickener in a 5 to 28% aqueous hydrochloric acid solution. The molecule consists of poly(vinylamine) and optionally 0.5-1% crosslinking agent based on the weight of the poly(vinylamine).

適当な架橋剤としては、例えば有機チタン酸塩錯体、エ
ビクロロヒドリン、ヘキサメチレンジインシアネート、
グリオキサール、ブチレンジオールジアクリレート、テ
レフタルアルデヒドおよびグルタルアルデヒドがあるが
、これらの中で後者の二種がpHが低い場合に特に好ま
しい。この破砕用流体組成物は300rpm、 510
sec−’およびR+B+センサーでlO〜100cp
sのFANN35の粘度を有すべきである。
Suitable crosslinking agents include, for example, organic titanate complexes, shrimp chlorohydrin, hexamethylene diincyanate,
Examples include glyoxal, butylene diol diacrylate, terephthalaldehyde and glutaraldehyde, of which the latter two are particularly preferred when the pH is low. This fracturing fluid composition is 300 rpm, 510
lO~100cp for sec-' and R+B+ sensors
It should have a viscosity of FANN35 of s.

これらの酸性化破砕用流体を圧力下に油井に噴射注入し
て累層に接触させる。この際の圧力は累層を破砕させる
のに十分なものでなければならない。
These acidified fracturing fluids are injected under pressure into the well and into contact with the formation. The pressure at this time must be sufficient to fracture the formation.

実施例 1 本実施例は逆相乳化重合によるきわめて高い分子量のポ
リ(N−ビニルホルムアミド)の製造を示すものである
Example 1 This example demonstrates the production of very high molecular weight poly(N-vinylformamide) by reverse phase emulsion polymerization.

ソルービタンモノラウレート(SPAN60界面活性剤
、HLB4.7.2.5g)ヲ、t り9 ン(909
)中ニ溶解して得られた溶液を反応ケラトルに移した。
Sorubitan monolaurate (SPAN60 surfactant, HLB4.7.2.5g), 909
) and the resulting solution was transferred to a reaction kettle.

反応器を窒素でパージし、そして重合中ずっと窒素雰囲
気に維持した。N−ビニルホルムアミド溶液(30gの
水中15g)をガス抜きし、激く撹拌しながら2.5m
Q1分の速度で反応器に添加した。
The reactor was purged with nitrogen and maintained at a nitrogen atmosphere throughout the polymerization. A solution of N-vinylformamide (15 g in 30 g) was degassed and heated to 2.5 m with vigorous stirring.
It was added to the reactor at a rate of Q1 minutes.

(N−ビニルホルムアミドは使用前に70℃、lトルで
真空蒸留することにより精製しである)。
(N-vinylformamide was purified by vacuum distillation at 70° C. and 1 torr before use).

反応混合物を50℃に加熱する間、2.2′−アゾビス
(2,4−ジメチル−ペンタニトリル開始剤0.059
)を仕込んだ。撹拌下50°Cで3時間経過後、安定な
重合エマルジョンが生成しこれは3 cpsの粘度を有
していた。アセトンを添加してエマルジョンを破壊する
ことにより、固形重合体生成物を回収した。単離された
N−ビニルホルムアミドホモポリマーは光散乱による測
定で6.7X 106の分子量および5%水溶液として
21、OOOcpsの粘度を有していた。
While heating the reaction mixture to 50°C, 0.059% of the 2,2'-azobis(2,4-dimethyl-pentanitrile) initiator
) was prepared. After 3 hours at 50° C. under stirring, a stable polymerized emulsion was formed with a viscosity of 3 cps. The solid polymer product was recovered by adding acetone to break the emulsion. The isolated N-vinylformamide homopolymer had a molecular weight of 6.7×10 6 as determined by light scattering and a viscosity of 21,000 cps as a 5% aqueous solution.

実施例 2 実施例1のビニルホルムアミドホモポリマー(10g)
を水(990g)に溶解し、ついで50%の水酸化ナト
リウム水(11.39)と混合した。得られた混合物を
窒素雰囲気下に80°Cで8時間加熱した。
Example 2 Vinylformamide homopolymer of Example 1 (10 g)
was dissolved in water (990 g) and then mixed with 50% aqueous sodium hydroxide (11.39 g). The resulting mixture was heated at 80°C for 8 hours under nitrogen atmosphere.

反応混合物に濃塩酸を重合体が沈殿するまで添加した。Concentrated hydrochloric acid was added to the reaction mixture until the polymer precipitated.

酸溶液をデカントした。沈殿した重合体を水中に再溶解
させメタノールで再沈殿させた。ビニルアミンホモポリ
マー塩酸塩は1%水溶液として400cpsの粘度を有
していた。
The acid solution was decanted. The precipitated polymer was redissolved in water and reprecipitated with methanol. Vinylamine homopolymer hydrochloride had a viscosity of 400 cps as a 1% aqueous solution.

実施例 3 本実施例は逆相乳化重合によるきわめて高い分子量のポ
リ(N−ビニルアセトアミド)の製造を示すものである
Example 3 This example demonstrates the production of very high molecular weight poly(N-vinylacetamide) by reverse phase emulsion polymerization.

N−ビニルアセトアミドは米国特許筒 4、018,826号明細書記載の方.法に従って製造
された。N−ビニルアセトアミドを下記のようにして精
製した:すなわち、粗製N−ビニルアセトアミド( l
 J29)を70〜74℃、lトルで7ラツシユ蒸留し
た。材料のはソ2/3が蒸留して70 : 30のN−
ビニルアセトアミド/アセトアミド混合物が得られた。
N-vinylacetamide is described in US Pat. No. 4,018,826. Manufactured in accordance with the law. N-vinylacetamide was purified as follows: crude N-vinylacetamide (l
J29) was distilled at 70-74° C. and 1 torr for 7 lacs. 2/3 of the material is distilled to a ratio of 70:30 N-
A vinylacetamide/acetamide mixture was obtained.

この混合物(100g)およびトルエン(6009)を
1000m(2ビーカーに入れ、得られた混合物をよく
撹拌した。黄色トルエン溶液をデカントして不溶性固形
物と分け、該固形物を509の新しいトルエンで2回洗
浄した。トルエン溶液を合して、25gのブラインで洗
浄した。黄色ノフライン溶液を廃棄した。トルエン溶液
ヲついで130iffの水で4回抽出した。水溶液を2
5mQの塩化メチレンで抽出し直した。塩化メチレン溶
液は廃棄した。水溶液を塩化ナトリウムで飽和し、そし
て330m4の塩化メチレンで4回抽出した。減圧下に
塩化メチレンを除去した後、429の純N−ビニルアセ
トアミド(60%回収率)が得られた。
This mixture (100 g) and toluene (6009) were placed in a 1000 m (2 m) beaker and the resulting mixture was stirred well. The toluene solutions were combined and washed with 25 g of brine. The yellow nophrine solution was discarded. The toluene solution was then extracted four times with 130 iff of water. The aqueous solution was washed with 25 g of brine.
Re-extracted with 5 mQ of methylene chloride. The methylene chloride solution was discarded. The aqueous solution was saturated with sodium chloride and extracted four times with 330 m4 of methylene chloride. After removing methylene chloride under reduced pressure, 429 pure N-vinylacetamide (60% recovery) was obtained.

開始剤として2.2′−アゾビス(2−メチルプロピオ
ニトリル) A+BN(0.08g)を用いて、N−ビ
ニルアセトアミド(15g)、水(459)、キシレン
(909)およびSPAN60界面活性剤(4g)から
なる混合物を実施例1に記載の方法と同じようにして重
合させた。アセトンを添加することによってN−ビニル
アセトアミドホモポリマーを沈殿させた。この重合体は
ゲル透過クロマトグラフィーによる測定で1.5XlO
’の分子量を有していた。
N-vinylacetamide (15 g), water (459), xylene (909) and SPAN60 surfactant ( 4 g) was polymerized in analogy to the method described in Example 1. The N-vinylacetamide homopolymer was precipitated by adding acetone. This polymer has a concentration of 1.5XlO as determined by gel permeation chromatography.
It had a molecular weight of '.

実施例 4 実施例3のN−ビニルアセトアミドホモポリマー(10
9)を水中に溶解し、濃塩酸(2モル当量)と混合した
。得られる混合物を加熱して48時間還流させた(約1
10 ’C! )。反応混合物に重合体が沈殿するまで
濃塩酸を添加した。酸溶液をデカントした。沈殿した重
合体を水中に再溶解し、メタノールを用いて再沈殿させ
ると1%水溶液として324cpsの粘度を有する生成
物8.8gが得られた。
Example 4 N-vinylacetamide homopolymer of Example 3 (10
9) was dissolved in water and mixed with concentrated hydrochloric acid (2 molar equivalents). The resulting mixture was heated to reflux for 48 hours (approximately 1
10'C! ). Concentrated hydrochloric acid was added to the reaction mixture until the polymer precipitated. The acid solution was decanted. The precipitated polymer was redissolved in water and reprecipitated using methanol to yield 8.8 g of product having a viscosity of 324 cps as a 1% aqueous solution.

実施例 5〜9 実施例1に記載されたと同じ方法でN−ビニルホルムア
ミド(NVF)を重合した。重合処方および得られるエ
マルジョンに関するデータはそれぞれ以下の第1表およ
び第2表に示す。
Examples 5-9 N-vinylformamide (NVF) was polymerized in the same manner as described in Example 1. Data regarding the polymerization recipe and the resulting emulsion are shown in Tables 1 and 2 below, respectively.

第  1  表 5  15 30   オクタン55  2.5  0
.05     −6  15 30   オクタン5
5  2.5  0.05  0.25ピノール125
7  15 10   オクタン75  2.5  0
.05     −8  15 30   ヘキサン9
0  2.5  0.05     −9  15 3
0   ヘキサン90  2.5  0.05  0.
25ポリ(ビニルアミン) 第2表 !4111  エマルジョン粘度(cps)  ホモポ
リマー分子量5       4         7
xlO@6         4          
   7XlO’7       4        
 6xlO’8       4         6
×1069       4         6X 
106実施例 10 本実施例では、実施例1によるN−ビニルホルムアミド
の逆相乳化重合を、炭化水素液相としてトルエン、キシ
レンおよびケロシンを別々に用いて試みた。いずれの場
合も高分子量のN−ビニルホルムアミド重合体が得られ
たが、エマルジョンは不安定でありかつ破壊した。
1st Table 5 15 30 Octane 55 2.5 0
.. 05 -6 15 30 Octane 5
5 2.5 0.05 0.25 Pinol 125
7 15 10 Octane 75 2.5 0
.. 05 -8 15 30 Hexane 9
0 2.5 0.05 -9 15 3
0 Hexane 90 2.5 0.05 0.
25 Poly(vinylamine) Table 2! 4111 Emulsion viscosity (cps) Homopolymer molecular weight 5 4 7
xlO@6 4
7XlO'7 4
6xlO'8 4 6
×1069 4 6X
106 Example 10 In this example, the reverse phase emulsion polymerization of N-vinylformamide according to Example 1 was attempted using toluene, xylene and kerosene separately as the hydrocarbon liquid phase. Although high molecular weight N-vinylformamide polymers were obtained in both cases, the emulsions were unstable and broke.

実施例 11 本実施例はアゾ型開始剤の必要性を示すものである。開
始剤として過硫酸ナトリウムまたはアンモニウムを用い
て実施例1の手順をくり返したところ重合体は得られず
失敗に終った。この失敗は、単量体と過硫酸塩との間に
レドックス反応が起こっている可能性があり、その反応
によるものと考えられる。
Example 11 This example demonstrates the need for an azo type initiator. Repeating the procedure of Example 1 using sodium persulfate or ammonium as the initiator failed, as no polymer was obtained. This failure is thought to be due to a redox reaction that may have occurred between the monomer and the persulfate.

実施例 12 本実施例では、米国特許筒4,421.602号明細書
の実施例12の溶液重合の手順に従ってポリ(N−ビニ
ルホルムアミド)が製造された。単離された重合体は、
水性気相クロマトグラフィー(GPC)により1.4×
106の分子量を有していることが測定された。
Example 12 In this example, poly(N-vinylformamide) was prepared according to the solution polymerization procedure of Example 12 of U.S. Pat. No. 4,421,602. The isolated polymer is
1.4× by aqueous gas phase chromatography (GPC)
It was determined to have a molecular weight of 106.

実施例 13 米国特許筒4.500.437号明細書の実施例69の
手順に従ってポリ(N−ビニルホルムアミド)エマルジ
ョンを製造した。得られた重合体エマルジョンはペース
ト状であり不安定であった。
Example 13 A poly(N-vinylformamide) emulsion was prepared according to the procedure of Example 69 of U.S. Pat. No. 4,500,437. The resulting polymer emulsion was pasty and unstable.

単離されたポリ(N−ビニルホルムアミド)は水性GP
Cで測定して5.1×106の分子量を有していた。
Isolated poly(N-vinylformamide) is aqueous GP
It had a molecular weight of 5.1 x 106 as measured at C.

実施例 14 米国特許筒4,500,437号明細書の実施例20の
手順に従ってN−ビニルホルムアミドの重合を行った。
Example 14 N-vinylformamide was polymerized according to the procedure of Example 20 of U.S. Pat. No. 4,500,437.

生成物は5X 106よりも小さい分子量を示す粘稠液
体であった。
The product was a viscous liquid with a molecular weight less than 5X106.

実施例15 カオリナイトクレーの凝集剤中に用いたときの本発明の
ポリ(ビニルアミン)、ポリ(ビニルアミン塩酸塩)お
よびポリ(N−ビニルアセトアミド)の効果を試験し、
市販の重合体、具体的にはポリアクリルアミド、ポリア
クリル酸およびグアールガムと比較した。
Example 15 The effectiveness of poly(vinylamine), poly(vinylamine hydrochloride) and poly(N-vinylacetamide) of the present invention when used in a flocculant for kaolinite clay was tested and
Comparisons were made to commercially available polymers, specifically polyacrylamide, polyacrylic acid and guar gum.

0.01%の重合体溶液(12,5+++Q)を、25
mffの栓付メスシリンダー中の等体積の原料カオリナ
イトクレースラリー(200m(2の2%Kc12水溶
液中5.5g)に添加した。シリンダーを5回逆さにし
た。クレーの濃度を3.6.9.15.30.45およ
び60分後に測定した。結果を第1図に示しI;。
0.01% polymer solution (12,5+++Q) was added to 25
was added to an equal volume of raw kaolinite clay slurry (200 m (5.5 g in 2% Kc12 aqueous solution) in a stoppered graduated cylinder of mff. The cylinder was inverted 5 times. The concentration of clay was 3.6. Measurements were taken at 9.15.30.45 and 60 minutes later.The results are shown in Figure 1.

高分子量のポリ(ビニルアミン)はすぐれた凝集能を有
することが判明した。沈降速度および凝集塊の緻密性か
らみて、水処理用として関心かもt;れるものであった
It has been found that high molecular weight poly(vinylamine) has excellent aggregation ability. In view of the sedimentation rate and compactness of the aggregates, it may be of interest for water treatment.

実施例 16 本実施例は本発明によるポリ(ビニルアミン)の三次採
油への適用を示すものである。2種のビニルアミンホモ
ポリマーおよび2種の市販の重合体、具体的にはキサン
タンおよび加水分解ポリアクリルアミドを、人工海水中
1500ppmで、7.9sec−’の低剪断ブルック
フィールド粘度を用い゛て評価した。
Example 16 This example demonstrates the application of poly(vinylamine) according to the present invention to tertiary oil extraction. Two vinylamine homopolymers and two commercially available polymers, specifically xanthan and hydrolyzed polyacrylamide, were evaluated at 1500 ppm in artificial seawater using a low shear Brookfield viscosity of 7.9 sec-'. did.

第3表 ビニルアミン(7MM)     1500     
 16      13ビニルアミン(0,6MM) 
   1500      62キサンタンXC(2M
M)     1500     50      4
加水分解ポリアクリル アミド(2MM)         1500    
  15       3a海水−3%NaCl2+0
.3%CaCQ2; pH=6b モデルLVF、 7
.9 sec”第3表から、約7XlO’の分子量のビ
ニルアミンホモポリマーは、より低分子量のポリ(ビニ
ルアミン)だけでなく市販の重合体よりも性能上すぐれ
ていることがわかる。ビニルアミンホモポリマーは、他
の重合体に比べて高温での粘度安定性が改善されている
のを示した。
Table 3 Vinylamine (7MM) 1500
16 13 vinylamine (0,6MM)
1500 62 Xanthan XC (2M
M) 1500 50 4
Hydrolyzed polyacrylamide (2MM) 1500
15 3a seawater-3%NaCl2+0
.. 3% CaCQ2; pH=6b Model LVF, 7
.. 9 sec" Table 3 shows that vinylamine homopolymer with a molecular weight of about 7XlO' outperforms commercially available polymers as well as lower molecular weight poly(vinylamine). Vinylamine homopolymer showed improved viscosity stability at high temperatures compared to other polymers.

実施例 17 本実施例では、きわめて高い分子量のビニルアミン(V
 Am )ホモポリマーおよび低分子量のものを、破砕
酸性化用組成物としての用途面でグアールと比較した。
Example 17 In this example, very high molecular weight vinylamine (V
Am ) homopolymers and low molecular weight versions were compared to guar for use as fracture acidifying compositions.

重合体濃度は0.5%であり、また粘度はFANN35
粘度計、R,B、センサーを用いて5LOsec−’で
測定した。
The polymer concentration was 0.5% and the viscosity was FANN35.
It was measured at 5LOsec-' using a viscometer, R, B, and sensor.

第4表 10 10 22 26  3 12.5  j15 
6 6.511  2 9  2700万の分子量のビ
ニルアミンホモポリマーはもっと低分子量のホモポリマ
ーに比べてより高い粘性挙動を有しまた、市販の対照物
すなわちグアールよりも高温度での性能がすぐれていた
Table 4 10 10 22 26 3 12.5 j15
6 6.511 2 9 Vinylamine homopolymers with a molecular weight of 27 million have higher viscosity behavior than homopolymers with lower molecular weights and also perform better at high temperatures than their commercial counterparts, namely guar. Ta.

実施例 18 本実施例では本発明のビニルアミンホモポリマーを含む
ドリリングマッドが性能的に高められて機能することを
明らかにするものである。
Example 18 This example demonstrates that the drilling mud containing the vinylamine homopolymer of the present invention functions with enhanced performance.

代表的なドリリングマッド処方物は次のようにして調製
される。
A typical drilling mud formulation is prepared as follows.

クレー分散液A: アクアゲルゴールドシール ベントナイトクレー       11.19塩化カリ
ウム          8g水          
        400gクレーを水和するt;めに−
昼夜分散させる。
Clay dispersion A: Aquagel Gold Seal bentonite clay 11.19 Potassium chloride 8g water
Hydrate 400g clay;
Disperse day and night.

重合体溶液B: 重合体29を水400gに溶解し、2〜4時間混合し、
そしてpHを6に調製した。
Polymer solution B: Polymer 29 was dissolved in 400 g of water, mixed for 2 to 4 hours,
Then, the pH was adjusted to 6.

分散液A (200g)を重合体溶液B (2009)
に添加し、そして4時間混合した。標準API手順を用
いて、300および600rpmでFANN −35粘
度計を用いてレオロジー測定を行った。
Dispersion A (200g) to polymer solution B (2009)
and mixed for 4 hours. Rheology measurements were performed using a FANN-35 viscometer at 300 and 600 rpm using standard API procedures.

第5表 VAm(80M)  3.7 2.5  0  2.5
VAm (0,61Jlシ)     6.0    
 4.5        0         3.0
VAm (7MM)  14.0 11.0  3/4
  6.0キサンタン (2MM)      8.8   5.5     
3/4     6.5第5表は、きわめて高い分子量
のビニルアミンホモポリマーが室温で最高の挙動を有す
ることを示している。
Table 5 VAm (80M) 3.7 2.5 0 2.5
VAm (0,61 Jl) 6.0
4.5 0 3.0
VAm (7MM) 14.0 11.0 3/4
6.0 xanthan (2MM) 8.8 5.5
3/4 6.5 Table 5 shows that very high molecular weight vinylamine homopolymers have the best behavior at room temperature.

実施例 19 高分子量のビニルアミンホモポリマーは飽和ブライン溶
液中で驚異的な高粘度を示した。この特性は油井で用い
る仕上げ流体において重要である。
Example 19 A high molecular weight vinylamine homopolymer exhibited surprisingly high viscosity in saturated brine solution. This property is important in completion fluids used in oil wells.

飽和塩溶液100gに重合体19を混合し、粘度を測定
して飽和塩溶液を調製した。
Polymer 19 was mixed with 100 g of a saturated salt solution, and the viscosity was measured to prepare a saturated salt solution.

第6表 VAm (0,6MM)       3  1100
VA (71i1M)       11.5  30
0実施例 20 本実施例は製紙の際の乾燥強化剤としてのビニルアミン
ホモポリマーの用途を示すものである。
Table 6 VAm (0,6MM) 3 1100
VA (71i1M) 11.5 30
0 Example 20 This example demonstrates the use of vinylamine homopolymer as a dry strength agent in paper making.

一定寸法のペーパークロマトグラフィー等級の材料を水
に浸漬し、長さを計りながら絞りロールを通し、そして
秤量した。水吸収量がシート間で一定するように計算さ
れ決定された。シート重量に0.5%の重合体吸収量が
付与されるような水単位容積あたりの必要な重合体重量
(乾時/乾時)が決定された。
A size of paper chromatography grade material was soaked in water, passed through a squeeze roll while being measured, and weighed. The amount of water absorption was calculated and determined to be constant between sheets. The required polymer weight per unit volume of water (dry/dry) was determined to give a polymer absorption of 0.5% to the sheet weight.

低分子f[(80M)のビニルアミンホモポリマーおよ
びポリビニルアルコールを0.75%で用い −た。3
200cpsというきわめて高い粘度を有する高分子量
の(IJM)のビニルアミンホモポリマーは0.188
%固形分になるまで希釈し、その含浸レベルはその他の
ものに比べて0.125%と推定された。重合体をシー
ト飽和させる前にpH4,5に調整した。
A low molecular weight f[(80M) vinylamine homopolymer and polyvinyl alcohol were used at 0.75%. 3
A high molecular weight (IJM) vinylamine homopolymer with a very high viscosity of 200 cps is 0.188
% solids and its impregnation level was estimated to be 0.125% compared to the others. The pH of the polymer was adjusted to 4.5 before sheet saturation.

第7表 ブランク     11.5    0.6   71
VAm (80M)    13.5  2.5  7
7VAm(7MM)”    14−5  3.1  
89VINOL 107 PVOHb(60M)  1
2.5  2.0  80a その他の0.5%に対し
て0.125%の含浸量b エアープロダクツアンドケ
ミカルズ社製のポリビニルアルコール きわめて高い分子量のビニルアミンホモポリマーは低分
子量のビニルアミンホモポリマーに比べてl/4の量で
、製紙の際の効果的な乾燥強度増加剤となりうろことが
わかった。
Table 7 blank 11.5 0.6 71
VAm (80M) 13.5 2.5 7
7VAm (7MM)” 14-5 3.1
89VINOL 107 PVOHb (60M) 1
2.5 2.0 80a Impregnated amount of 0.125% with respect to other 0.5% b Polyvinyl alcohol manufactured by Air Products and Chemicals Very high molecular weight vinyl amine homopolymer becomes low molecular weight vinyl amine homopolymer In comparison, 1/4 of the amount was found to be an effective dry strength enhancer in papermaking.

実施例 21 本実施例は製紙におけるビニルアミンホモポリマーの保
持性を示すものである。
Example 21 This example demonstrates the retention of vinylamine homopolymer in paper making.

手漉シートを製造する直前に、軟材および1材のさらし
クラフトパルプを各々脱イオン水中1.5%コンシスチ
ンシーで懸濁させた。パルプをついでl:1の重量比で
混合し、各組の手漉シートに30g(オープン乾燥基準
)相等量で使用した。繊維重量を基準として10%のア
ナターゼTiO2を添加し続いて5分間撹拌しt:。(
T10□は脱イオン水中に10%固形分として予備分散
させた)。2.5gの手漉シートを形成させるに足るパ
ルプを取り出して重合体で処理し、続いて30秒問おだ
やかに撹拌した。処理した繊維懸濁液をついで十分量の
脱イオン水を含有するノープルおよび木材シート型に添
加して0.04%のコンシスチンシーとした。繊維懸濁
液から形成された手漉シートを吸取紙材料間で50ps
igで5分間加圧し、ついで一方の吸取紙と接触させな
がら200°Fで7時間ドラム乾燥させた。
Immediately prior to manufacturing the handsheets, softwood and one piece of bleached kraft pulp were each suspended at a 1.5% consistency in deionized water. The pulp was then mixed in a weight ratio of 1:1 and used in equal amounts of 30 g (open dry basis) for each set of handsheets. Addition of 10% anatase TiO2 based on fiber weight followed by stirring for 5 minutes. (
T10□ was predispersed at 10% solids in deionized water). Enough pulp to form a 2.5 g handsheet was removed and treated with the polymer, followed by gentle stirring for 30 seconds. The treated fiber suspension was then added to nople and wood sheet molds containing sufficient deionized water to give a consistency of 0.04%. A handmade sheet formed from a fiber suspension is passed between blotting paper materials at 50 ps.
ig for 5 minutes and then drum dried for 7 hours at 200°F in contact with one side of the blotting paper.

この手順に統いて、繊維を基準として0.0.01゜0
.05.0.1.0.2および1%の添加量で、重合体
を0.5%のコンシスチンシーの繊維懸濁液に添加した
。pHを5に保持しt;。記載の方法で製造した手漉シ
ートを50%RHおよび73°Fに調整し、TAPPI
標準法を用いて充填剤保持能を試験した。
According to this procedure, 0.0.01゜0
.. The polymer was added to the fiber suspension at a consistency of 0.5% at loadings of 0.05.0.1.0.2 and 1%. Maintain pH at 5. A handmade sheet made by the method described was adjusted to 50% RH and 73°F, and TAPPI
Filler retention capacity was tested using standard methods.

第8表 重  合  体          TiO2保持(%
)VAm (7MM)               
      93.1VAm (80M)      
               83.3PAM−ポリ
アクリルアミド 7MMの分子量のポリ(ビニルアミン)は木材バルブに
対して0.1〜0.2の添加量で、すぐれたTiO2保
持能を示すことがわかった。
Table 8 Polymer TiO2 retention (%
) VAm (7MM)
93.1VAm (80M)
It was found that poly(vinylamine) with a molecular weight of 83.3 PAM-Polyacrylamide 7 MM exhibits excellent TiO2 retention ability when added in an amount of 0.1 to 0.2 relative to the wood bulb.

本発明により、逆相乳化重合によってきわめて高い分子
量のポリ(N−ビニルアミド)および水処理、三次採油
および製紙の分野での用途を有する誘導ポリ(ビニルア
ミン)が提供される。
The present invention provides very high molecular weight poly(N-vinylamides) and derivatized poly(vinylamines) with applications in the fields of water treatment, tertiary oil extraction and paper production by inverse emulsion polymerization.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

添付図面は、カオリナイトクレーの凝集剤における本発
明の高分子量のポリ(ビニルアミン)およびポリ(N−
ビニルアセトアミド)およびその他の先行技術になる重
合体の効果をグラフとして表わしたものである。 特許出願人  エア・プロダクツ・アンド・ケミカルズ
・インコーホレイテッド 外2名
The accompanying drawings illustrate the high molecular weight poly(vinylamine) and poly(N-
Figure 2 is a graphical representation of the effects of vinyl acetamide (vinyl acetamide) and other prior art polymers. Patent applicant: 2 people other than Air Products & Chemicals, Inc.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1)少なくとも10^6の平均分子量を有し、そして5
0%以上が加水分解されているポリ(ビニルアミン)を
0.2〜2重量%含有する5〜28%塩酸水溶液から本
質的になり、かつ 300rpm)510sec^−^1およびR_1B_
1センサーで10〜100cpsのFANN35の粘度
を有する酸性化破砕用流体。 2)前記ポリ(ビニルアミン)が1.8〜9×10^6
の平均分子量を有する請求項1に記載の酸性化破砕用流
体。 3)前記ポリ(ビニルアミン)が約90%以上加水分解
されている請求項1に記載の酸性化破砕用流体。 4)ポリ(ビニルアミン)の重量基準で0.5〜1%の
架橋剤をも含有している請求項1に記載の酸性化破砕用
流体。 5)7×10^6の平均分子量を有するポリ(ビニルア
ミン)を0.5重量%含有している請求項1に記載の酸
性化破砕用流体。 6)少なくとも10^6の平均分子量を有し、そして約
90%以上が加水分解されているポリ (ビニルアミン)0.2〜2重量%を増粘剤として含有
する、塩酸水溶液と増粘剤とからなる酸性化破砕用流体
。 7)ポリ(ビニルアミン)が1.8〜9×10^6の平
均分子量を有する請求項6に記載の酸性化破砕用流体。 8)ポリ(ビニルアミン)の重量基準で0.5〜1%の
架橋剤をも含有する、請求項7記載の酸性化破砕用流体
。 9)7×10^6の平均分子量を有するポリ(ビニルア
ミン)約0.5重量%を含有する請求項8に記載の酸性
化破砕用流体。 10)ポリ(ビニルアミン)が約99+%加水分解され
ている請求項7に記載の流体。
[Claims] 1) have an average molecular weight of at least 10^6, and 5
consisting essentially of a 5-28% aqueous hydrochloric acid solution containing 0.2-2% by weight of poly(vinylamine) of which 0% or more is hydrolyzed, and at 300 rpm) 510 sec^-^1 and R_1B_
Acidified fracturing fluid with a FANN35 viscosity of 10-100 cps per sensor. 2) The poly(vinylamine) is 1.8 to 9×10^6
The acidified fracturing fluid of claim 1 having an average molecular weight of . 3) The acidified fracturing fluid of claim 1, wherein the poly(vinylamine) is about 90% or more hydrolyzed. 4) The acidified fracturing fluid of claim 1 which also contains 0.5-1% crosslinking agent based on the weight of the poly(vinylamine). 5) The acidified fracturing fluid of claim 1 containing 0.5% by weight of poly(vinylamine) having an average molecular weight of 7x10^6. 6) an aqueous hydrochloric acid solution and a thickener containing as thickener 0.2 to 2% by weight of poly(vinylamine) having an average molecular weight of at least 10^6 and about 90% or more hydrolyzed; An acidified fracturing fluid consisting of: 7) The acidified fracturing fluid of claim 6, wherein the poly(vinylamine) has an average molecular weight of 1.8 to 9 x 10^6. 8) The acidified fracturing fluid of claim 7 which also contains 0.5-1% crosslinking agent based on the weight of the poly(vinylamine). 9) The acidified fracturing fluid of claim 8 containing about 0.5% by weight poly(vinylamine) having an average molecular weight of 7x10^6. 10) The fluid of claim 7, wherein the poly(vinylamine) is about 99+% hydrolyzed.
JP14840188A 1987-06-19 1988-06-17 Acidified crashing fluid containing high molecular weight poly(vinyl amine) for tertiary oil collection Granted JPH0196279A (en)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
US07/064,962 US4843118A (en) 1986-10-01 1987-06-19 Acidized fracturing fluids containing high molecular weight poly(vinylamines) for enhanced oil recovery
US64,962 1987-06-19

Publications (2)

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JPH0196279A true JPH0196279A (en) 1989-04-14
JPH0539996B2 JPH0539996B2 (en) 1993-06-16

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CA (1) CA1308897C (en)
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011503271A (en) * 2007-11-05 2011-01-27 ビーエーエスエフ ソシエタス・ヨーロピア Glyoxalated N-vinylamine

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011503271A (en) * 2007-11-05 2011-01-27 ビーエーエスエフ ソシエタス・ヨーロピア Glyoxalated N-vinylamine

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NO882640L (en) 1989-04-06
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CA1308897C (en) 1992-10-20

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