本發(fā)明專(zhuān)利技術(shù)首先提供了一種聚丙烯酰胺/含磺酸基咪唑型離子液體聚合物，所述聚合物通過(guò)向聚丙烯酰胺中引入含有磺酸根和咪唑離子的離子液體結(jié)構(gòu)制備獲得，所述咪唑離子可以是咪唑鎓離子；其次，本發(fā)明專(zhuān)利技術(shù)提供了一種聚丙烯酰胺/含磺酸基咪唑型離子液體聚合物的制備方法，通過(guò)γ射線或者電子束引發(fā)含磺酸基咪唑型離子液體單體和丙烯酰胺的共聚反應(yīng)，克服目前丙烯酰胺聚合物耐溫耐鹽性不足的缺點(diǎn)，所述方法操作簡(jiǎn)單，適合規(guī)模化制備；最后，本發(fā)明專(zhuān)利技術(shù)提供了一種聚丙烯酰胺/含磺酸基咪唑型離子液體聚合物的應(yīng)用，所述聚合物可以應(yīng)用于鉆井液減阻劑，能夠增加鉆井液的粘稠度，降低摩阻，懸浮泥沙，提高鉆井速度；還可以用作驅(qū)油劑以及絮凝劑等領(lǐng)域。域。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
一種耐溫抗鹽聚丙烯酰胺/含磺酸基咪唑型離子液體聚合物及其制備方法和應(yīng)用
[0001]本專(zhuān)利技術(shù)涉及高分子合成
，具體的涉及一種耐溫抗鹽聚丙烯酰胺/含磺酸基咪唑型離子液體聚合物及其制備方法和應(yīng)用。
技術(shù)介紹
[0002]高分子減阻劑是鉆井液的重要組成部分之一，具有攜帶泥沙、保護(hù)鉆頭以及穩(wěn)鉆井壁等作用，對(duì)于提高鉆井工程的安全性、縮短鉆井周期、降低油氣開(kāi)發(fā)成本具有重要的意義。目前，減阻劑聚合物主要以部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)為主。
[0003]然而在高溫、高礦化度等油藏條件下，HPAM柔軟的線性分子結(jié)構(gòu)易發(fā)生降解、水解等反應(yīng)，造成結(jié)構(gòu)破壞而導(dǎo)致其性能喪失，達(dá)不到實(shí)際工程開(kāi)發(fā)的需求。因此研制耐溫、抗鹽丙烯酰胺類(lèi)聚合物成為國(guó)內(nèi)外聚合物減阻劑研究的熱點(diǎn)，對(duì)于滿(mǎn)足未來(lái)高鹽油氣藏以及深井、超深井的開(kāi)發(fā)需求具有重要的意義。
[0004]現(xiàn)有研究表明，在聚丙烯酰胺主鏈中引入含有強(qiáng)電解質(zhì)基團(tuán)、憎水性強(qiáng)、剛性結(jié)構(gòu)的功能性單體是有效提升丙烯酰胺類(lèi)聚合物耐熱、抗鹽性能的解決方案之一。其中，含有磺酸根基團(tuán)的單體可有效增加聚合物的抗鹽性，如：乙烯基磺酸、丙烯基磺酸、乙烯基苯磺酸、2
?
丙烯酰胺基
?2?
甲基丙磺酸(AMPS)等。而含有環(huán)狀結(jié)構(gòu)基團(tuán)的單體則可以增加耐溫性，例如：乙烯基吡咯烷酮、殼聚糖、乙烯基糖苷、乙烯基β
?
環(huán)糊精、烯丙基咪唑、丙烯酰嗎啉等。
[0005]所以，如何簡(jiǎn)單快速制備耐溫抗鹽的高分子減阻劑也成為當(dāng)下本領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
[0006]本專(zhuān)利技術(shù)為了解決現(xiàn)有高分子減阻劑存在的高溫、高礦化度條件下易發(fā)生降解、水解等反應(yīng)以及如何簡(jiǎn)單快速制備耐溫抗鹽的高分子減阻劑的問(wèn)題，提供了一種耐溫抗鹽聚丙烯酰胺/含磺酸基咪唑型離子液體聚合物及其制備方法和應(yīng)用。
[0007]本專(zhuān)利技術(shù)的第一個(gè)目的在于提供一種聚丙烯酰胺/含磺酸基咪唑型離子液體聚合物，通過(guò)向聚丙烯酰胺中引入含有磺酸根和咪唑離子的離子液體結(jié)構(gòu)制備獲得。所述咪唑離子可以是咪唑鎓離子，所述咪唑鎓離子的環(huán)狀結(jié)構(gòu)可以增強(qiáng)聚合物的剛性，提升聚合物的耐熱性能；所述磺酸根的存在可以提高聚合物的抗鹽性能。
[0008]本專(zhuān)利技術(shù)的第二個(gè)目的在于提供一種聚丙烯酰胺/含磺酸基咪唑型離子液體聚合物的制備方法，通過(guò)γ射線或者電子束引發(fā)離子液體單體和丙烯酰胺的共聚反應(yīng)，克服目前丙烯酰胺聚合物耐溫耐鹽性不足的缺點(diǎn)，所述方法操作簡(jiǎn)單，適合規(guī)模化制備。
[0009]本專(zhuān)利技術(shù)的第三個(gè)目的在于提供一種聚丙烯酰胺/含磺酸基咪唑型離子液體聚合物的應(yīng)用，所述聚合物用作鉆井液的減阻劑時(shí)，可以克服目前鉆井液減阻劑耐溫耐鹽性不足的缺點(diǎn)，能夠滿(mǎn)足未來(lái)高鹽油氣藏、深井、超深井開(kāi)發(fā)的技術(shù)需求。
[0010]為了實(shí)現(xiàn)第一個(gè)目的，本專(zhuān)利技術(shù)提供了一種聚丙烯酰胺/含磺酸基咪唑型離子液體
聚合物，是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：
[0011]一種聚丙烯酰胺/含磺酸基咪唑型離子液體聚合物，由以下結(jié)構(gòu)式表示：
[0012][0013]進(jìn)一步的，所述聚合物通過(guò)至少包括含有磺酸根和咪唑型離子的離子液體和丙烯酰胺單體的原料反應(yīng)制備獲得。
[0014]進(jìn)一步的，所述離子液體和所述丙烯酰胺的質(zhì)量配比為1：9～1：1；總單體濃度為10～40wt％，其中，所述離子液體的濃度占所述總單體濃度的5％～20％。
[0015]進(jìn)一步的，所述咪唑型離子為咪唑鎓離子。
[0016]進(jìn)一步的，所述離子液體可以是3
?
(1
?
乙烯基
?3?
咪唑)丙磺酸鹽。
[0017]進(jìn)一步的，所述聚合物通過(guò)含有磺酸根和咪唑型離子的離子液體、丙烯酰胺單體和共聚單體反應(yīng)制備獲得。
[0018]進(jìn)一步的，所述共聚單體可以是丙烯酸、苯乙烯、苯乙烯磺酸鈉和N
?
乙烯吡咯烷酮中的至少一種。
[0019]為了實(shí)現(xiàn)第二個(gè)目的，本專(zhuān)利技術(shù)提供了一種聚丙烯酰胺/含磺酸基咪唑型離子液體聚合物的制備方法，是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：
[0020]一種根據(jù)上述任一項(xiàng)所述的聚丙烯酰胺/含磺酸基咪唑型離子液體聚合物的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
[0021]步驟S1，將含有磺酸根和咪唑鎓離子的離子液體和丙烯酰胺單體進(jìn)行共混后除去氧氣，得到混合物；
[0022]步驟S2，對(duì)所述步驟S1中制備得到的所述混合物進(jìn)行輻照聚合，制備獲得聚合物；
[0023]步驟S3，將所述步驟S2中制備得到的所述聚合物經(jīng)過(guò)溶劑沉淀、洗滌、干燥和研磨的工序，制備獲得聚丙烯酰胺/含磺酸基咪唑型離子液體聚合物。
[0024]進(jìn)一步的，所述步驟S1中的混合物包括共聚單體。
[0025]進(jìn)一步的，所述步驟S2中的輻照方式為γ射線或者電子束輻照，所述γ射線為60Co
?
γ射線，所述電子束為電子加速器產(chǎn)生的電子束。
[0026]進(jìn)一步的，所述步驟S3中溶劑沉淀所使用的溶劑是乙醇或者丙酮。
[0027]為了實(shí)現(xiàn)第三個(gè)目的，本專(zhuān)利技術(shù)提供了一種聚丙烯酰胺/含磺酸基咪唑型離子液體聚合物的在鉆井液減阻劑中的應(yīng)用，是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：
[0028]一種上述任一項(xiàng)所述的聚丙烯酰胺/含磺酸基咪唑型離子液體聚合物在鉆井液減阻劑中的應(yīng)用，其特征在于，包括以下步驟：
[0029]步驟S1，將含有磺酸根和咪唑鎓離子的離子液體、丙烯酰胺單體以及共聚單體進(jìn)行共混后除去氧氣，得到混合物；
[0030]步驟S2，對(duì)所述步驟S1中制備得到的所述混合物進(jìn)行輻照聚合，制備獲得聚合物；
[0031]步驟S3，將所述步驟S2中制備得到的所述聚合物經(jīng)過(guò)溶劑沉淀、洗滌、干燥和研磨的工序，制備獲得聚丙烯酰胺/含磺酸基咪唑型離子液體聚合物；
[0032]步驟S4，將所述步驟S3中制備得到的聚丙烯酰胺/含磺酸基咪唑型離子液體聚合物添加到鉆井液減阻劑中。
[0033]本專(zhuān)利技術(shù)提供了一種耐溫抗鹽聚丙烯酰胺/含磺酸基咪唑型離子液體聚合物及其制備方法和應(yīng)用，具有以下有益效果：
[0034](1)本專(zhuān)利技術(shù)制備的聚丙烯酰胺/含磺酸基咪唑型離子液體聚合物，兼具環(huán)狀單體的耐溫性和磺酸鹽單體的抗鹽性，具有很好的穩(wěn)定性，可以克服目前聚合物耐溫耐鹽性不足的缺點(diǎn)；
[0035](2)本專(zhuān)利技術(shù)在制備聚丙烯酰胺/含磺酸基咪唑型離子液體聚合物時(shí)采用的γ射線或者電子束等輻照方式具有高能量和高穿透性，具備操作簡(jiǎn)單、重復(fù)性好、聚合物體系純凈以及無(wú)需添加引發(fā)劑等優(yōu)點(diǎn)；可室溫制備，所以克服了化學(xué)引發(fā)劑引發(fā)受溫度影響較大的缺點(diǎn)，重復(fù)性好，適用于大規(guī)模制備，具有良好的工業(yè)前景。
[0036](3)本專(zhuān)利技術(shù)制備的聚丙烯酰胺/含磺酸基咪唑型離子液體聚合物在用作鉆井液減阻劑時(shí)具有良好的水溶性、耐溫和抗鹽性，能夠滿(mǎn)足未來(lái)高鹽油氣藏、深井、超深井開(kāi)發(fā)的技術(shù)需求。
[0037](4)本專(zhuān)利技術(shù)制備的聚丙烯酰胺/含磺酸基咪唑型離子液體聚合物除了可以用作鉆井液的減阻劑外，還可以作為高效的驅(qū)油本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
【技術(shù)特征摘要】
1.一種聚丙烯酰胺/含磺酸基咪唑型離子液體聚合物，其特征在于，由以下結(jié)構(gòu)式表示：2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種聚丙烯酰胺/含磺酸基咪唑型離子液體聚合物，其特征在于，所述聚合物通過(guò)至少包括含有磺酸根和咪唑型離子的離子液體和丙烯酰胺單體的原料反應(yīng)制備獲得。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種聚丙烯酰胺/含磺酸基咪唑型離子液體聚合物，其特征在于，所述離子液體和所述丙烯酰胺的質(zhì)量配比為1：9～1：1；總單體濃度為10～40wt％，其中，所述離子液體的濃度占所述總單體濃度的5％～20％。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種聚丙烯酰胺/含磺酸基咪唑型離子液體聚合物，其特征在于，所述咪唑型離子為咪唑鎓離子。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種聚丙烯酰胺/含磺酸基咪唑型離子液體聚合物，其特征在于，所述離子液體可以是3
?
(1
?
乙烯基
?3?
咪唑)丙磺酸鹽。6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種聚丙烯酰胺/含磺酸基咪唑型離子液體聚合物，其特征在于，所述聚合物通過(guò)含有磺酸根和咪唑型離子的離子液體、丙烯酰胺單體和共聚單體反應(yīng)制備獲得。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種聚丙烯酰胺/含磺酸基咪唑型離子液體聚合物，其特征在于，所述共聚單體是丙烯酸、苯乙烯、苯乙烯磺酸鈉和N
?
乙烯吡咯烷酮中的至少一種。8.一種根據(jù)權(quán)利要求1
?
7任一項(xiàng)所述的聚丙烯酰胺/含磺酸基咪唑型離子液體聚合物的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：步驟S1，將含有磺酸根和咪唑鎓離子的離子液體和丙烯酰胺單體進(jìn)...
【專(zhuān)利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：俞初紅，朱日祥，康淑娟，仰云峰，董珍，
申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人：蘇州中科地星創(chuàng)新技術(shù)研究所有限公司，
類(lèi)型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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