油田用丙烯酰胺类聚合物的研究发展

张瀚文(中国石油大庆炼化聚合物一厂丙烯酰胺二车间， 黑龙江 大庆 163000)

油田用丙烯酰胺类聚合物的研究发展

张瀚文(中国石油大庆炼化聚合物一厂丙烯酰胺二车间， 黑龙江 大庆 163000)

油田用丙烯酰胺类聚合物是油藏三次驱油方面应用最为广泛的一种水溶性聚合物，近年来，耐温、抗盐性油田用丙烯酰胺类聚合物已经成为了石油开发领域中的一大研究热点。本文主要对耐温、抗盐性油田用丙烯酰胺类聚合物的研究进展进行了分析与探讨，以供参考。

油田；丙烯酰胺类聚合物；研究发展

就现阶段来说，国内外的众多研究学者均加强了对油田用丙烯酰胺类聚合物的关注与研究力度，其研究重点主要是合成两性聚合物、疏水绨合聚合物、耐温抗盐性聚合物、星形聚合物、辫状聚合物、梳型聚合物以及复合型聚合物等有结构性能较为特殊的聚合物。近年来国内外的多个研究报道指出，在丙烯酰胺类聚合物之中加入适量的功能单体，是使其耐温、抗盐性得到提高的一个有效手段。基于这样的原因，本研究主要对耐温抗盐性功能单体进行了分析，并探讨了如何选择最适合的引发剂。

1 功能单体

(1)有强电解质性质的单体 对于有强电解质性质的单体来说，其具有较强的极性基团，从而使其具有强电解质性质。较为常见的单体主要包括乙烯基苯磺酸、丙烯基磺酸、乙烯基磺酸以及2-丙烯酰胺基-2甲基丙磺酸等，其中，应用最为广泛的一种单体便是2-丙烯酰胺基-2甲基丙磺酸。我国众多研究学者纷纷对此类单体进行了分析与研究，例如，李奇等在《AM/AMPS共聚物的合成与性质研究》中，通过利用丙烯酰胺、2-丙烯酰胺基-2甲基丙磺酸进行水溶液聚合，从而合成了二元聚合物。该二元聚合物之中存在大量的极性基团——即-SO3H基团，从而使得该二元聚合物的耐温抗盐性、水溶性大大提高，与此同时，其还存在较大体积的侧基，从而使得分子链的刚性得到很大程度上的提高[1]。陈林等在《分散聚合法制备抗盐耐温性丙烯酰胺-对苯乙烯磺酸钠共聚物》中，将苯乙烯磺酸钠当作主要的功能单体，使用分散聚合法，合成了抗盐耐温性丙烯酰胺类二元共聚物，该二元聚合物之中存在大量-SO3H基团，除此之外，还存在苯环结构，从而使其具有良好的分散稳定性、耐温抗盐性。

(2)疏水单体 将少量疏水单体引入聚丙烯酰胺之中，从而能够合成疏水缔合丙烯酰胺类共聚物，在疏水基团之间，聚合物水溶液发生分子内、分子间的绨合，构成了稳定性较差的可逆空间结构，该网络结构不仅具有较强的耐温抗盐性，还不会受到时间因素的严重影响。疏水单体主要分为2大类，即两亲性疏水单体、油溶性疏水单体。首先，两亲性的疏水单体的表面活性相对来说比较大，在聚丙烯酰胺之中引入两亲性疏水单体之后，聚合物溶液的抗剪切性能就会得到明显的提高。关于这一点，国内外的众多研究学者均有所探讨。例如，有研究学者利用丙烯酰胺、溴化铵以及2-丙烯酰胺基丙基共聚，从而合成了二元聚合物。该二元聚合物对外加盐有着显著的盐增黏效应[2]。其次，较为常见的油溶性疏水单体主要有N-烷基取代丙烯酰胺类单体，其很难在水溶液中溶解，将丙烯酰胺、N-烷基丙烯酰胺共聚之后，从而合成了水溶性疏水绨合聚合物。国内外的众多研究学者均对这一点进行了研究与证实，例如，在周成裕等人在《一种疏水缔合物压裂液稠化剂的室内研究》中，通过利用丙烯酰胺、N-烷基丙烯酰胺、N-乙烯基吡咯烷酮共聚之后，合成了疏水绨合聚合物。在该疏水绨合聚合物溶液之中，因为引入了疏水单体N-烷基丙烯酰胺，使得分子之间出现了可逆又有一定强度的绨合，从而构建了三维网络结构，大大增强了聚合物的抗剪切性。

2 引发剂

各单体分子是否能够产生自由基，在一定程度上决定着丙烯酰胺类聚合物的共聚过程，而选择适合的引发剂，则是使丙烯酰胺类聚合物的相对分子质量得到提高的一大有效方法。首先，低温引发体系。如果引发剂在丙烯酰胺类聚合物合成过程中的引发温度在30℃之下，那么该引发剂就属于低温引发体系。高温引发体系，主要是氧化还原类的引发剂，具有聚合速率快、引发温度低、活化能低的显著特征。较为常用的是亚硫酸氢盐、亚硫酸盐以及过硫酸盐等无机盐类的引发剂[3]。其次，中温引发体系。引发剂在丙烯酰胺类聚合物合成过程中的引发温度在30～60℃之间，那么该引发剂就属于中温引发体系。高温引发体系，主要是油溶性偶氮类引发剂、水溶性偶氮类引发剂，其中偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐、偶氮二异丁脒盐酸盐等水溶性偶氮类引发剂较为常用。最后，高温引发体系。如果引发剂在丙烯酰胺类聚合物合成过程中的引发温度在60℃之上，那么该引发剂就属于高温引发体系。高温引发体系，主要是有机过氧化物类、无机过氧化物类的引发剂。首先，对于过硫酸钾、过硫酸铵等无机过氧化物类的引发剂来说，其具有水溶性，一般应用于乳液聚合、水溶液聚合；其次，对于有机过氧化物类的引发剂来说，其单体转化率相对较低，因此其应用范围较小。

3 结语

综上所述，选择有效的耐温抗盐性功能单体、合适引发剂，对于提高丙烯酰胺类聚合物的耐温抗盐性能、相对分子质量有着十分重要的作用。

[1]刘阳阳,黄文章,吴柯颖,牟亚晨.耐温抗盐型丙烯酰胺类聚合物的研究进展[J].石油与天然气化工,2015,03:99-103.

[2]杜荣荣,刘祥.反相微乳液聚合制备丙烯酰胺类聚合物微球的研究进展[J].化工进展,2015,08:3065-3074.

[3]宋莹莹,宋华,柳艳修,陈彦广,李丹丹.提高三次采油用聚合物耐温抗盐性的研究进展[J].化学工业与工程技术,2013,03:27-31.

张瀚文(1988-)，男，辽宁盘锦人，助理工程师，研究生，主要从事丙烯酰胺生产操作 。