一种具表面活性功能聚合物及其制备方法和应用
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种具表面活性功能聚合物，该具表面活性功能聚合物的制备方法， 由该方法制备得到的具表面活性功能聚合物，以及所述具表面活性功能聚合物作为驱油剂 的应用。
【背景技术】
[0002] 近年来的勘探数据表明，中低渗透油藏已成为我国油田勘探开发的重要领域，例 如江苏油田，在已发现的储量中，中低渗透储量已达到65%。大庆油田在萨北地区中低渗透 油层进行聚合物驱油，获得较好的增油降水效果。随着勘探程度的提高和对石油资源需求 的不断增长，无论从剩余石油资源，还是开发趋势分析，中低渗透油藏将是我国未来油田勘 探开发的主要对象。
[0003] 在三次采油技术中，三元化学复合驱油技术能够实现油水超低界面张力，同时保 持注入流体粘度，大幅度提高采收率。但是，不同组份化学剂的混合物在油藏多孔介质中的 吸附、扩散和运移等性能特征差异较大，导致在油藏孔隙中驱油时的"色谱分离效应"。同时 表面活性剂在驱替过程中损耗量增大，采收率和经济效益降低。另外，使用强碱助剂时，采 出过程中诸多环节产生严重结垢，给生产管理带来了困难。
[0004] 要保证驱油体系在高矿化度和较高温度条件下同时具有足够高的黏度和超低界 面张力，必须冲破以往利用聚合物/表面活性剂复配体系的框框。结合高分子的增粘能力 与低分子表面活性剂的表面活性，在高分子链上引入具有优良表面活性的功能基团，达到 既增粘又降低界面张力的效果，一种材料同时起到聚合物和表面活性剂两种材料的作用， 因此此类具有表面活性的高分子驱油剂将一定程度上解决聚合物-表面活性剂复合驱存 在的色谱分离效应问题，同时由于具有表面活性功能聚合物的增粘性能，它也具有稳定泡 沫的作用，在泡沫驱油和多元泡沫复合驱中可充当稳泡剂，这些优越性能使其在三次采油 中具有广阔的应用前景。
[0005] 在中低渗透油藏进行聚合物驱矿场设计时，必须事先研究聚合物相对分子质量与 油层渗透率的匹配关系。在聚驱区块相对分子质量优选时，一方面要考虑选择尽可能高的 聚合物相对分子质量，从而获得更好的聚合物驱油性能，另一方面要考虑聚合物分子与不 同渗透率油层的匹配关系，尽可能增加聚合物溶液可进入的油层孔隙空间，提高聚驱控制 程度，从而获得更好的聚驱效果。科研工作者通过室内流动实验研究得到低渗透油层可以 开展聚合物驱，聚合物相对分子质量与油层渗透率之间的匹配性存在一定的关系，如果用 聚合物分子回旋半径与孔隙吼道半径之间关系来反映匹配关系，则匹配关系可表述为：对 于中低渗透率油层，当孔隙喉道半径与聚合物分子回旋半径之比大于5倍时，注入低相对 分子质量聚合物不会发生堵塞；小于5倍时会出现堵塞，得到了与主力油层相近的结果。如 果用渗透率平方根与聚合物分子回旋半径之比对实验结果进行表述，则可表述为渗透率平 方根与聚合物分子回旋半径之比大于1. 5时不会堵塞油层。因此，考虑到聚合物相对分子 质量与中低渗透油层渗透率之间的匹配存在一定的关系，应合成一定分子量范围的聚合物 来满足与中低渗透油藏的匹配性。
[0006] 人们对具表面活性功能聚合物的研究不断深入，开发新的品种和新的合成方法也 是当前研究的热点。但由于对结构和性能的关系认识不够，涉及物理化学性质的大分子水 溶液体系又非常复杂，到目前为止具表面活性功能聚合物这一领域的研究进展缓慢，用于 中低渗透油藏用的具表面活性功能聚合物的研究几乎没有。因此研究其结构与性能的关 系，合成一定分子量范围的具有高表面活性的共聚物，具有重要的理论和应用价值。
[0007] US4138381、US4463151和EP426864中分别采用烷基或烷基酚聚氧乙烯醚丙烯酸 酯表面活性单体与丙烯酰胺类单体共聚，主要是利用表面活性单体的疏水基团在水中的缔 合作用，从而使共聚物的粘度大幅度提高，含有表面活性单体组分的共聚物具有更好的耐 盐性，但两亲性大单体组分在二元共聚物中难以向界面聚集，因此，所合成的共聚物表面活 性不好。
[0008] CN1178802A中，将丙烯酰胺类单体、表面活性大单体及离子型单体共聚得到三元 共聚物，该共聚物粘度较高但表面活性较差。西南石油学院的孙力立等人采用均相聚合 法，合成了一种新型高分子表面活性剂（PS1)，该高分子表面活性剂为丙烯酰胺、丙烯酸、甲 基丙烯酸甲酯三元共聚物，该高分子表面活性剂降低表面张力的能力不及低分子表面活性 剂，其与无机盐复配，由于协同效应，会产生出优于单一表面活性剂的复配性能，使表面张 力降得更低，但该高分子表面活性剂的耐温抗盐性能较差。中科院成都有机化学研究所的 金勇等人以甲苯二异氰酸酯和聚醚为主要原料，合成了一类带有双键的可聚合非离子型聚 氨酯高分子表面活性剂，该高分子表面活性剂在浓度为〇. 〇6mol/L时可使溶液表面张力降 至37. 6mN/m(25°C)，同时在很低浓度下依然能够保持良好的表面活性，另外，该可聚合非离 子型聚氨酯高分子表面活性剂降低表面张力的能力随着疏水链段所占比例的增加而增加， 但该可聚合非离子型聚氨酯高分子表面活性剂的聚合活性较差，同时耐温性能差。
【发明内容】
[0009]本发明的目的是为了克服目前中低渗透油藏用聚合物不能兼具良好的表面活性、 增稠水介质能力和耐温抗盐能力的缺点，提供一种兼具良好的表面活性、增稠水介质能力 和耐温抗盐能力的具表面活性功能聚合物，该具表面活性功能聚合物的制备方法，由该方 法制备得到的具表面活性功能聚合物，以及所述具表面活性功能聚合物作为驱油剂的应 用。
[0010] 为此，本发明提供了一种具表面活性功能聚合物，该具表面活性功能聚合物含有 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，结构单元B为具有式（2)所示结构的结构单元，结构单元C为具有式（3)所示结构的 结构单元；
[0011] 其中，以所述具表面活性功能聚合物的重量为基准，结构单元A的含量为50-88重 量％，结构单元B的含量为10-40重量％，结构单元C的含量为2-10重量％，具表面活性功能 聚合物的粘均分子量为600万-1200万；
[0012]
【主权项】