AM/AMPS 共聚物合成及研究

水溶性聚合物，由于其具有良好的增黏驅(qū)替效果，因此被廣泛地用在石油工業(yè)的三次采油過程中。在目前驅(qū)油用的聚合物中，以水解聚丙烯酰胺(HPAM)為主，但是由于HPAM的分子結(jié)構(gòu)上的羧基存在，羧基對于鹽會非常敏感，尤其在高溫狀況以及高價態(tài)的金屬離子存在情況下，非常易發(fā)生相分離等作用，從而導致使水溶液的黏度大大降低，因而不能適用于高溫、高鹽的油藏。
　　2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸( AMPS )是一種陰離子型的單體，分子中有碳碳不飽和鍵的，其分子可以引入磺酸基團，在與丙烯酰胺類的單體發(fā)生共聚反應(yīng)之后，得到的共聚物可以顯著地提高驅(qū)油效果，提高耐高溫和高鹽的能力，從而適應(yīng)高溫高鹽的油藏條件的要求。在聚合物的工業(yè)化生產(chǎn)中，聚丙烯酰胺與AMPS的共聚物，主要是在反應(yīng)釜中反應(yīng)，采用水溶液聚合的方式，整個聚合反應(yīng)過程，不發(fā)生與外界的傳質(zhì)和傳熱作用，可以說是在近似絕熱的狀況下完成反應(yīng)的，因此稱之為絕熱聚合。
　　絕熱聚合工藝設(shè)備比較簡單，因此投資比較小，所以說比較適合規(guī)模大的工業(yè)化生產(chǎn)。但采用絕熱反應(yīng)器合成的聚合物存在一定的缺陷，那就是相對分子質(zhì)量偏低，由于丙烯酰胺( AM )及共聚單體的聚合反應(yīng)是放熱反應(yīng)，釋放出的熱量不能迅速地傳遞出去，從而引發(fā)聚合物的分子量的下降，甚至出現(xiàn)分子量暴聚。
　　本工藝采用低溫下引發(fā)和復(fù)合引發(fā)體系的方法，可以減緩反應(yīng)速率，減少溫度變化對聚合的影響，從而得到高分子量的均勻的共聚物產(chǎn)品。我們選用過硫酸銨和亞硫酸氫鈉體系，作為氧化-還原反應(yīng)的引發(fā)劑，用TMEDA、EDTA-2Na和尿素等作為助劑，采用水溶液絕熱反應(yīng)，從而合成AM/AMPS的三元共聚物，并對共聚物的結(jié)構(gòu)和主要性能進行了考察。實驗結(jié)果表明，降低引發(fā)溫度和減少引發(fā)劑用量，有利于聚合物分子鏈的增長，合成的聚合物的相對分子質(zhì)量可以達到2500萬，該共聚物的溶解性非常的好，在95℃下，我們采用新鮮污水與其配制的溶液，經(jīng)過60天的黏度測試，保留率仍然高達84.2%，模擬油藏條件下驅(qū)油效果的評價，可提高原油采收率達17%。因此，該工藝合成的共聚物表現(xiàn)出良好的黏彈性，有望應(yīng)用于高溫、高鹽油藏。