特殊结构油田耐温抗盐聚合物分子优化设计


      通过聚合物分子结构的优化设计,制备具有特殊结构的聚合物也可以有效地改善其耐温抗盐性,近几年来,科研工作者在这方面开展了大量的攻关研究,开发出了系列具有特殊结构的耐温抗盐聚合物产品[17 23],例如:梳型结构聚合物、星型结构聚合物、嵌段结构聚合物及网状结构聚合物等(图1),有些产品已经实现工业化生产,矿场应用效果
良好。

(1)梳型聚合物
      设计思路是在高分子的侧链同时引入亲油基团和亲水基团,利用亲水基团与亲油基团的相互排斥,使得分子内和分子间的卷曲、缠结减少,高分子链在水溶液中排列成梳型,从而增大聚合物分子链的刚性和分子结构的规整性,使聚合物分子链卷曲困难,分子水力学半径增大,增粘抗盐性能得到很大的提高。该类代表性的产品为北京一公司生产的 KYPAM,已经工业化生产,并且在大庆油田、胜利油田广泛应用。

(2)星型聚合物
       主要设计思路是通过在一个带有多个可反应功能基团的星核上同时引入几个高分子链构成水溶性聚合物,该类聚合物通过分子链的星形化可以有效地增大聚合物分子链的刚性和分子结构的规整性,从而提高聚合物的增粘抗盐性。

(3)嵌段聚合物
      常规的 HPAM 聚合物中的羧酸基大量处于孤立状态,聚合物的选择性吸附、增粘性及耐温抗盐性都不理想,张玉玺等[22]通过模板聚合法,成功开发出高分子量的具有嵌段结构的 LH 系列的耐温抗盐聚合物,其中 LH3500 嵌段聚合物在孤岛油田污水中表现出较好的耐温、抗盐性能。

(4)网状结构聚合物
      通过交联共聚反应或高分子间的交联反应开发出一系列具有网状结构的聚合物产品,该类产品主要通过分子间的交联网状结构来达到聚合物增粘、耐温及抗盐目的,根据交联度多少、强弱、形态及制备方式开发出弱凝胶、交联聚合物溶液(LPS)、胶态分散凝胶(CDG)、聚合物微球、水膨体、预交联体等耐温、抗盐型的聚合物调驱剂。目前胜利油田开发的 PPG 产品具有优良的粘弹性,并且可以根据油藏情况,对产品的粘弹性、悬浮性、颗粒大小等参数进
行控制,该产品已经在胜利油田进行工业化应用,并表现出优良的应用效果。

 其他类型耐温、抗盐聚合物
     除了上述类型的耐温抗盐聚合物之外,黄原胶、天然接枝聚合物、超高分子量 HPAM、乳化功能聚合物等类型聚合物也具有一定的耐温抗盐性,在高温高盐油藏聚合物驱中多有应用。但由于黄原胶热稳定性和生物稳定性相对较差,易发生降解从而堵塞油层,且成本较高,因此在高温高盐油藏中的应用受到限制。而乳化功能聚合物及天然接枝聚合
物在合成技术和聚合物性能方面都不成熟,有待进一步改善。