一种疏水缔合聚合物及其制备方法

摘要

本发明公开了一种用于油田压裂液及提高采收率的疏水缔合聚合物及其制备方法，该疏水缔合聚合物是一种增稠剂。其制备方法包括：(1)将0.2摩尔的二溴乙烷溶于丙酮中，在搅拌条件下向丙酮溶液中滴加0.1摩尔的甲基丙烯酸二甲氨基乙酯，在室温下反应4小时得到N,N‑二甲基溴乙基甲基丙烯酰氧乙基溴化铵中间体；(2)将0.05摩尔的中间体与0.055摩尔的芥酸酰胺丙基二甲基叔胺加入到乙醇中，室温下反应24小时，得到可聚合的疏水单体；(3)将该疏水单体与丙烯酰胺加入到去离子水中，通氮气半小时，升温至45～60℃并加入引发剂，聚合反应6～8h即得到疏水缔合聚合物。该缔合聚合物具有良好的增粘能力，并且制备简单，在油田压裂液及提高采收率中具有较好的应用前景。

权利要求

1.一种疏水缔合聚合物，其结构式如下：

其中m、n是单体摩尔比，其中m为98％～99.5％，n为0.5～2％。

2.如权利要求1所述的一种疏水缔合聚合物的制备方法，依次包括以下步骤：(1)将0.2摩尔的二溴乙烷溶于丙酮中，在搅拌条件下向丙酮溶液中滴加0.1摩尔的甲基丙烯酸二甲氨基乙酯，在室温下反应4小时得到N,N-二甲基溴乙基甲基丙烯酰氧乙基溴化铵中间体；

(2)将0.05摩尔的中间体与0.055摩尔的芥酸酰胺丙基二甲基叔胺加入到乙醇中，室温下反应24小时，得到可聚合的疏水单体；(3)将摩尔分数为0.5～2％的该疏水单体与摩尔分数为

98～99.5％的丙烯酰胺配成单体浓度为10～20％的水溶液，通氮气半小时，升温至45～60℃并加入引发剂，聚合反应6～8h即得到疏水缔合聚合物。

说明书

一种疏水缔合聚合物及其制备方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种油田压裂液和提高采收率用的疏水缔合聚合物及其制备方法。

背景技术

[0002] 疏水缔合聚合物是指聚合物分子链上带有少量疏水链的一种水溶性聚合物，由于少量的疏水链的引入，在水溶液中，疏水链之间会发生缔合作用，使得聚合物分子发生聚集，形成超分子的三维网状结构，类似于表面活性剂的胶束聚集。由于疏水链的缔合作用，使得疏水缔合聚合物表现出特殊的流变性能，比如具有温度增稠、盐增稠等特性，从而表现出良好的耐温、抗盐、抗剪切性能，因此受到广泛的关注，并在油田大量的应用。

[0003] 疏水缔合聚合物自组装形成超分子聚集体可以大幅增加溶液的粘度。缔合聚合物形成超分子聚集体具有一个临界缔合浓度，当溶液浓度低于临界缔合浓度，缔合聚合物以分子内缔合为主，粘度较低。当溶液的浓度超过临界缔合浓度，缔合聚合物发生分子间的缔合，形成超分子聚集体。

[0004] 然而常规的疏水缔合聚合物采用的疏水单体聚合活性较低，疏水性能较差，从而导致临界缔合浓度较高，聚合物用量较大。为了提高疏水缔合聚合物的缔合性能，本发明制备了一种超长碳链的疏水单体，并与丙烯酰胺共聚得到一种具有更强缔合性能的疏水缔合聚合物，本发明的疏水缔合聚合物具有良好的增粘性能，能够降低聚合物用量。

发明内容

[0005] 本发明的目的：为了提高压裂液和驱油剂中疏水缔合聚合物稠化剂的增粘性能并降低聚合物的用量，特提供一种具有超长疏水碳链的疏水缔合聚合物及其制备方法，该缔合聚合物具有良好的增粘性能，有利于降低聚合物的用量。

[0006] 为了达到上述目的，本发明提供以下技术方案。

[0007] 该疏水缔合聚合物的结构式如下：

[0008]

[0009] 其中m、n是单体摩尔比，其中m为98％～99.5％，n为0.5～2％。

[0010] 该疏水缔合聚合物的制备方法依次包括以下步骤：(1)将0.2摩尔的二溴乙烷溶于丙酮中，在搅拌条件下向丙酮溶液中滴加0.1摩尔的甲基丙烯酸二甲氨基乙酯，在室温下反应4小时得到N,N-二甲基溴乙基甲基丙烯酰氧乙基溴化铵中间体；(2)将0.05摩尔的中间体与0.055摩尔的芥酸酰胺丙基二甲基叔胺加入到乙醇中，室温下反应24小时，得到可聚合的疏水单体；(3)将摩尔分数为0.5～2％的该疏水单体与摩尔分数为98～99.5％的丙烯酰胺配成单体浓度为10～20％的水溶液，通氮气半小时，升温至45～60℃并加入引发剂，聚合反应6～8h即得到疏水缔合聚合物。

[0011] 与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

[0012] (1)本发明的疏水缔合聚合物采用超长碳链的疏水单体，具有更好的缔合性能以及增稠性能，有利于降低聚合物的用量；

[0013] (2)本发明的疏水缔合聚合物制备简单，易分离提纯。

具体实施方式

[0014] 下面结合实施例对本发明做进一步说明。

[0015] 实施例一

[0016] (1)疏水缔合聚合物的制备

[0017] 将0.2摩尔的二溴乙烷溶于丙酮中，在搅拌条件下向丙酮溶液中滴加0.1摩尔的甲基丙烯酸二甲氨基乙酯，在室温下反应4小时得到中间体；将0.05摩尔的中间体与0.055摩尔的芥酸酰胺丙基二甲基叔胺加入到乙醇中，室温下反应24小时，得到可聚合的疏水单体；将将摩尔分数为0.5％的该疏水单体与摩尔分数为99.5％的丙烯酰胺配成单体浓度为20％的水溶液，通氮气半小时，升温至45℃并加入引发剂，聚合反应6h，然后加入乙醇洗涤、烘干、粉碎，即得到疏水缔合聚合物。

[0018] (2)疏水缔合聚合物的增粘性能

[0019] 分别配置2000mg.L-1，2500mg.L-1，3000mg.L-1，4000mg.L-1，5000mg.L-1的疏水缔合聚合物溶液，采用旋转粘度计在170s-1条件下测试疏水缔合聚合物溶液的粘度，当浓度大于3000mg.L-1时，溶液粘度大幅增加，当浓度为5000mg.L-1时，粘度达到158mPa.s，表现出良好的增稠性能。

[0020] 实施例二

[0021] (1)疏水缔合聚合物的制备

[0022] 将0.2摩尔的二溴乙烷溶于丙酮中，在搅拌条件下向丙酮溶液中滴加0.1摩尔的甲基丙烯酸二甲氨基乙酯，在室温下反应4小时得到中间体；将0.05摩尔的中间体与0.055摩尔的芥酸酰胺丙基二甲基叔胺加入到乙醇中，室温下反应24小时，得到可聚合的疏水单体；将将摩尔分数为1％的该疏水单体与摩尔分数为99％的丙烯酰胺配成单体浓度为20％的水溶液，通氮气半小时，升温至45℃并加入引发剂，聚合反应6h，然后加入乙醇洗涤、烘干、粉碎，即得到疏水缔合聚合物。

[0023] (2)疏水缔合聚合物的增粘性能

[0024] 分别配置1000mg.L-1，1500mg.L-1，2000mg.L-1，3000mg.L-1，4000mg.L-1的缔合聚合-1物溶液，采用旋转粘度计在170s 条件下测试缔合聚合物溶液的粘度，当浓度大于
1500mg.L-1时，溶液粘度大幅增加，当粘度为4000mg.L-1时，粘度达到175mPa.s，表现出良好的增稠性能。