專利名稱：一種丙烯酰胺接枝共聚物驅油劑及制備方法
技術領域：
本發明涉及一種石油工業用丙烯酰胺接枝共聚物驅油劑及制備方法。
背景技術：
石油作為一種重要的能源和化學原料，隨著社會經濟的高速發展，人們對石油需求量不斷增加。然而石油是不可再生資源，其儲量在不斷的減少。然而國內油藏中大約有60%的原油不能用常規采油技術開采，直接制約著國民經濟的發展。為了保證國民經濟的正常需要，提高石油采收率迫在眉睫。因此迫切需要對老油田的再開發，發掘老油田的潛力，穩定石油的產量，三次采油(Enhanced Oil Recovery, E0R)就是提高老油田產量的方法之一，該技術已在國內許多油田應用。目前，油田遇到的問題主要有兩方面，一方面用于三次采油聚合物驅油劑主要為聚丙烯酰胺(PAM)和部分水解的聚丙烯酰胺(HPAM)。然而，PAM或HPAM在高剪切作用、高價礦物離子(Ca2+，Mg2+等)、較高溫度等條件下易水解、降解、鏈卷 曲等，致使溶液性能驟變而達不到工程施工的要求。另一個方面，聚合物在注入到地下后，勢必會影響地下的生態環境，因此研發抗剪切、耐高溫、耐鹽等特殊性質的，而且在一定階段對驅油有利，但最終又能被生物降解的生態友好型聚合物驅油劑就顯得尤為重要，對環境保護必定起著積極的作用。魔芋葡甘聚糖(Konjac Glucomannan,簡稱KGM)是資源豐富且價廉易得的高分子多糖，其主要成分是D-葡萄糖和D-甘露糖以I: I. 6量比，通過β_1，4糖苷鍵結合的復合多糖(祁黎，李光吉，宗敏華.酶催化魔芋葡甘聚糖的可控降解.高分子學報.2003，5:650-654;劉雨桃，王子平.魔芋葡甘聚糖的應用及研究進展.華西藥學雜志.2008，23(2) : 188 189)。KGM具有親水性、凝膠性、成膜性、抗菌性、可食用性、低熱值性等多種特性和一些特殊的生理功能，因此國內在食品、醫藥、化工以及生物領域有較多的報道。汪玉庭等以Fe2+-H2O2為引發劑將丙烯腈單體接枝到交聯淀粉上，制得的接枝羧基淀粉能有效的去除水體中的重金屬離子(謝建華，龐杰，林惠清，等.魔芋葡甘聚糖一卡拉膠共混膜制備及其性能研究初探.現代食品科技，2007, 23(4) :26-28)。韓懷芬等以玉米淀粉為基體，合成了交聯陽離子淀粉，對含Cu2+、Cd2+等的水體有較好的去除效果(汪玉庭，程格.接枝羧基淀粉去除水體中有毒重金屬離子的研究.環境污染與防治，1996，18(2) :16-18)。彭長宏等合成了接枝羧基殼聚糖，該產物能有效的吸附Pb2+和Cb2+等(韓懷芬，陳小娟，金漫彤.交聯陽離子淀粉的合成及其對重金屬離子的吸附.化工環保，2005, 25 (3) : 325-237)。章肇敏等以魔芋葡甘聚糖為原料，丙烯腈為單體，通過硝酸锫銨引發制得接枝魔芋葡甘聚糖的最佳工藝為引發劑濃度O.Olmol/L，單體濃度1.6mol/L反應溫度50°C，反應時間3h(彭長宏，汪玉庭，程恪等.接枝羧基殼聚糖的合成及其對重金屬離子的吸附性能.環境科學，1998，19 (2) : 29-33)。國外對KGM的研究也主要在醫藥，食品等令頁域(Miki Y. , Tomohisa T. , Katsuyoshi N. Effects of Konjac-Glucomannan onthe Gelatinization and Retrogradation of Corn Starch As Determined by Rheologyand Differential Scanning Calorimetry. J. Agric. Food Chem. 1996，44，2970-2976;GaoS. J;Zhang L.N. Molecular Weight Effects on Properties of Polyurethane/Nitrokonjac Glucomannan Semiinterpenetrating Polymer Networks. Macromolecules.2001，34，2202-2207; Mari a, A. S. , Margarita, C.，Carmen R. L et al. Formation of NewGlucomannan-Chitosan Nanoparticles and Study of Their Ability To Associate andDeliver Proteins. Macromolecules. 2006，39，4152-4158)。魔芋葡甘聚糖和某些單體接枝共聚可以獲得多種優良特性。因此，將某些高分子單體接枝到天然高分子化合物骨架上，使制得的接枝高分子化合物兼備天然高分子化合物和合成高分子化合物的某些優良特性，可滿足不同應用的要求。鑒于此，我們擬以丙烯酰胺為主要單體，在共聚物分子鏈內引入羧基和KGM側基來增加聚合物的水溶性，并引入長鏈聚醚，以提高聚合物的抗剪切性能。而且，KGM為天然高分子，其鏈容易被生物降解，可以提高聚合物的生物降解能力
發明內容
本發明的目的在于為了保證油田石油開采的順利進行，特提供一種丙烯酰胺接枝共聚物驅油劑及其制備方法。為了達到此目的，本發明采用以下技術方案一種丙烯酰胺接枝共聚物驅油劑由丙烯酰胺代號AM、丙烯酸代號AA、烯丙醇聚氧乙烯醚代號APEG，魔芋葡甘聚糖代號KGM四種結構單元構成的AM/AA/APEG/KGM接枝共聚
物。其結構如下所示
權利要求
1.一種丙烯酰胺接枝共聚物驅油劑，其特征在于 其結構如下所示
2.一種根據權利要求I所述的丙烯酰胺接枝共聚物驅油劑，其特征是 該丙烯酰胺接枝共聚物驅油劑由丙烯酰胺代號AM、丙烯酸代號ΑΑ、烯丙醇聚氧乙烯醚代號APEG，魔芋葡甘聚糖代號KGM四種結構單元構成。
3.一種根據權利要求I所述的丙烯酰胺接枝共聚物驅油劑，其特征是 制備該丙烯酰胺接枝共聚物驅油劑，包含以下步驟，反應方程式如下所示
4.一種根據權利要求3所述的制備方法，其特征是 丙烯酰胺接枝共聚物驅油劑所用原料配比質量以克為單位，單體質量百分比為，AM51. 5 58. 8%, AA40 45. 5%, APEG O. I L 5%, KGM O. I L 5%。最終所配成單體總質量百分比濃度為10 25%水溶液。
5.一種根據權利要求3所述的制備方法，其特征是最終體系的pH范圍為6 9，反應溫度控制在35 55°C。
6.一種根據權利要求3所述的制備方法，其特征是 引發劑可以選取水溶性的雙氧水、過硫酸銨、過硫酸鉀、硝酸鈰銨的一種，也可以選取過硫酸鉀-亞硫酸氫鈉、過硫酸銨和亞硫酸氫鈉及二價鐵離子和雙氧水組成的氧化還原體系，優選硝酸鈰銨；引發劑加入量為單體總質量的O. I 1%。
7.一種根據權利要求3所述的制備方法，其特征是 粗產物進行粗分離和精制的方法是將淡黃色透明粘性液粗產物緩慢倒入盛有無水乙醇的燒杯中并不斷攪拌，得到白色沉淀絮狀物，并浸泡5h。未反應的魔芋葡甘聚糖、接枝共聚物和自聚物均不溶于無水乙醇中，減壓過濾，在50°C條件下干燥至恒重，得到粗產品。再將上述粗產品用乙二醇一冰醋酸混合溶劑(體積比為2 3)浸泡10h，然后吸取上層清液反復用混合溶劑浸泡以除去自聚物和未反應的魔芋葡甘聚糖，最后用無水乙醇洗滌得到白色固體沉淀，在50°C條件下干燥至恒重，得到精制產品。
8.一種根據權利要求3所述的制備方法，其特征是 在給所配溶液中加入引發劑時，加入的是質量分數分別為20%的硝酸鈰銨溶液。
9.權利要求4所制得的丙烯酰胺接枝共聚物作為驅油劑在油田三次采油中使用。
全文摘要
本發明涉及一種丙烯酰胺接枝共聚物驅油劑及制備方法。該聚合物具有水溶性，用量少，表現出較高的增粘性和良好的耐溫抗剪切性能。技術方案是所用原料及單體質量百分比為，質量以克為單位，單體質量百分比為，AM51.5~58.8%，AA40~45.5%，APEG0.1~1.5%，KGM0.1~1.5%。；其制法是，在反應器中先加入KGM，再加入去離子水，在30oC恒溫攪拌30min，讓其充分溶脹。再依次加入AM、AA和APEG，然后調節pH到6~8，通氮氣10min，加入引發劑硝酸鈰銨，在35~55oC下反應8h后，將產品經過粗分、精制、干燥、粉碎后，得到聚合物AM/AA/APEG/KGM。0.1wt%的溶液在100oC時的粘度保留率高達91.3%。且該共聚物能夠提高模擬原油采收率達11.3%。
文檔編號C08F291/06GK102876312SQ201210361909
公開日2013年1月16日 申請日期2012年9月26日 優先權日2012年9月26日
發明者葉仲斌, 封明明, 茍紹華, 劉曼, 蔣文超, 劉賢明, 周利華 申請人:西南石油大學