聚合物驱油是一种提高石油采收率行之有效的方法，三次采油用水溶性聚合物主要是部分水解的 聚丙烯酰胺及其衍生物，鉴于三次采油中的油藏温度高以及矿化度高的特点，要使驱油剂达到理想的效 果，聚合物必须具有很好的增粘能力和很强的耐温抗盐性及抗剪切能力[1，2]。但聚丙烯酰胺耐温抗盐性 能较差，在高温时易水解，有盐存在时粘度急剧下降，特别是在二价金属离子存在下会使其产生沉淀而 失去粘度，不适合于高温高盐油藏，在低温油藏条件下，也因其增稠能力下降，而使其应用受到限制。

水溶性疏水缔合型聚合物是指聚合物亲水性大分子链上带有少量疏水基团的一类水溶性聚合物， 疏水基团的摩尔分数一般在1% ~5%[3~5]。在疏水缔合水溶性聚合物溶液中，由于离子基团的静电相 互作用和疏水基团之间由于憎水作用而发生聚集，使大分子链产生分子内和分子间缔合。在临界缔合 质量分数以上，形成分子间缔合为主的超分子结构，增大了流体力学体积，故具有较好的增黏性。在盐 溶液中，由于小分子电解质的加入增加了溶液极性,使疏水缔合作用增强，表现出明显的抗盐性质。

胶束聚合是目前常用的制备疏水缔合型水溶性聚合物的方法[6〃]，本工作采用甲基丙烯酸十八酯 作为疏水单体,利用胶束聚合的方法合成了 1种疏水缔合型水溶性聚合物，并对共聚物溶液性质进行了 研究。

1实验部分

1.1试剂和仪器

丙烯酰胺（AM)，江苏南天科农化工有限公司，生物法生产，乙二胺四乙酸二钠（EDTA)，分析纯;甲 基丙烯酸十八酯(0M，浙江省巨化集团），纯度为95%，未进一步处理;过硫酸胺(北京化工厂），分析纯; 氯化钠（北京化工厂），分析纯;十二烷基硫酸钠(SDS，上海凌峰化学试剂有限公司），化学纯。Brookfield L VDV-M型程序流变仪（美国BrookfieW公司）；Nicolet NEXVS-360型FT-IR红外光谱仪。

1.2共聚物的合成

在去离子水中溶解10 g的AM和0. 5 g的EDTA，加人3 g的SDS和0. 2 g的0M。将反应器置于恒 温水浴中，通1^气30 min后加人引发剂，恒温50尤搅拌反应12 h。产物用丙酮沉淀提纯，并反复洗涤 后在真空干燥器内烘干至恒量备用。

1.3分析测试

聚合物溶液的表观粘度用程序流变仪，在恒温30弋下测试。

共聚物溶液特性粘度[77]用乌式粘度计，以1 mol/L NaCl溶液作为溶剂，配制0.丨％的聚合物溶液以蒸馏水为溶剂，在(30 ±1) 下测定。共聚物的分子量参照文献「81给出的聚丙烯酰胺的方程[n] 4.75 X1(T3<8 来计算。

红外光谱表征，室温下,将烘干的试样在蒸馏水中溶解完全，涂膜，干燥。

2结果与讨论 2.1共聚物的红外光谱图

共聚物的红外谱图如图1所示。1 654 cm — 1处为酰胺的C=0伸缩振动峰,3 198和3 337cm-1处为 酰胺的N—H伸缩振动峰,1 419 cm-1处为C—N的 混合面内弯曲振动峰，1 452 cm_l处为N—H的混合 面内弯曲振动峰。1 180 cnT1处为酯的0—C一C伸 缩振动峰，1 735 cm 4处为酯的0=0伸缩振动峰。

说明共聚物中含有酯基单元，甲基丙烯酸十八酯疏 水基(0M)已被引入到共聚物的分子链中。

2.2共聚物的特性粘数及分子量测定

通过乌氏粘度计来测定疏水改性聚丙烯酰胺溶 液的特性粘度，随着疏水单体投料增加，共聚物水溶 液的值逐渐减少，未加人疏水单体的聚丙烯酰 胺溶液的[77] =3.96 diyg，当加人0.5%的疏水单 体,共聚物溶液的[7J] =2.86 dI7g，当加入1.5%的 疏水单体，共聚物溶液的[^] =2. 16 dl/g,这是由于在聚合物稀溶液里，疏水基团的缔合是以分子内缔 合为主，随着疏水单体M的增加，分子内缔合增强，分子链卷曲、收缩。使共聚物的[T;]也随之下降，共 聚物的分子M参照文献A给出的聚丙烯酰胺的方程[77] =4.75 xlO_3Af°/来计算求得,未加入疏水单 体的聚丙烯酰胺溶液的分子量为14. 1 x 105,当加人0. 5%的疏水单体，共聚物溶液的分子量为9. 4 x 105,鸟加人1. 5%的疏水单体，共聚物溶液的分子最为6. 64 x 105，生成的共聚物分子量逐渐减少。

2.3疏水基团摩尔分数对聚合物溶液表观粘度的影响

图2为不同质量分数P( AM/0M)系列共聚物在蒸馏水中的表观粘度以及溶液表观粘度与聚合物 质量分数的关系曲线。PAM溶液表观粘度随其质量 分数的增加而平缓上升，而疏水共聚物的质量分数 在2% ~3%时其表观粘度急剧增加，这是疏水缔合 水溶性聚合物特有的性质，表明由于疏水基团 聚集而形成分子间缔合为主的超分子结构，大分子 链变得更加伸展,增大了流体力学体积，共聚物的表 观粘度显著增加。当疏水单体含量的摩尔分数为 1. 5% ,疏水共聚物的质量分数为4%时，溶液的表 观粘度达到2 500 mPa • s。而当疏水单体含量的摩 尔分数为3%，疏水共聚物的质量分数为4%时，溶 液的表观粘度达到5丨00 mPa . 8。

2.4抗盐性能的测定

在不N浓度的NaCl盐水中，将疏水基改性的聚 丙烯酰胺和未改性的聚丙烯酰胺分别配制成水溶 液，疏水基改性聚丙烯酰胺共聚物和未改性的聚丙 烯酰胺聚合物在盐水溶液中的质量分数均为1%。充分溶解后,在温度30 "C下测定其表观粘度。随着 盐水浓度的增加，未改性聚丙烯酰胺聚合物的表观粘度变化不大，而疏水基改性聚丙烯酰胺聚合物的表

观粘度随着盐水中NaCl质量分数的增加而增加，疏 水单体含量高的尤为明显，当疏水单体含量为

1.5%，NaCl溶液浓度为5%时，溶液的表观粘度达 到5 000 mPa . 8。而当疏水单体含量为3%，NaCl 溶液浓度为6%时，溶液的表观粘度达到 12 000 mPa . s。这是由于加入了电解质NaCl溶液 后使疏水基改性聚合物溶液中溶剂的极性增大，使 疏水基改性聚合物溶液的疏水缔合作用增强，导致 了溶液表观粘度的增加。

2.S剪切对聚合物表观粘度的影响

将疏水基改性聚丙烯酰胺聚合物和未改性的聚 丙烯酰胺聚合物分别配制成水溶液，疏水基改性聚 合物和未改性的聚丙烯酰胺的质量分数均为3%，

疏水基改性聚丙烯酰胺聚合物的疏水单体含量为1%，溶解后，在温度30尤下测定其表观粘度。可以看 出，未改性和改性的聚丙烯酰胺聚合物溶液的表观粘度随着剪切时间的延长而下降，在高剪切速率下， 纯水配制的未改性聚丙烯酰胺聚合物溶液的表观粘度持续下降，疏水基改性聚丙烯酰胺聚合物的表观 粘度变化不大，在转数达到100 i/min时，疏水基改性聚丙烯酰胺聚合物的表观粘度下降了 12% ,共聚 物溶液的粘度变化不大，呈现出一种牛顿流体的流变性质，而未疏水改性的聚丙烯酰胺聚合物的表观粘 度下降了 65%。可以看出，疏水基改性聚丙烯酰胺聚合物的抗剪切性能较未改性的聚丙烯酰胺聚合物 有了比较大的提高，这一结果与文献[〜结果一致，这可能是由于疏水基团在水溶液中，由于疏水缔合作 用而对剪切产生一种抵抗的作用力。

2.6温度对聚合物表观粘度的彩响

将疏水基改性聚丙烯酰胺聚合物和未改性的聚丙烯酰胺聚合物分别配制成水溶液,疏水基改性丙 烯酰胺聚合物和未改性的丙烯醜胺聚合物的质量分数均为3%。溶解后，在不同温度下测量它的表观粘 度的变化情况，P(AM/0M)含不同疏水基聚合物的表观粘度与温度的关系如图5所示。可以看出，未改 性和改性的聚丙烯酰胺聚合物的表观粘度随着温度的增加而逐渐下降，在温度达到80 t时，疏水单体 含量为3%的共聚物溶液的表观粘度780 mPa • 8,而未改性的聚丙烯酰胺聚合物的表观粘度下降至 60 mPa • 8。这是由于温度的升高使聚合物溶液分子的热运动增加,这势必会破坏分子间的缔合，从而 使分子之间疏水缔合作用减弱，粘度下降。但疏水改性的聚丙烯酰胺比未改性的聚合物的耐温性有明 显的提高。