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CN112979879B - 基于大分子交联聚合的高强高韧性凝胶及其制备方法与用途 - Google Patents

基于大分子交联聚合的高强高韧性凝胶及其制备方法与用途 Download PDF

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CN112979879B
CN112979879B CN202110421206.1A CN202110421206A CN112979879B CN 112979879 B CN112979879 B CN 112979879B CN 202110421206 A CN202110421206 A CN 202110421206A CN 112979879 B CN112979879 B CN 112979879B
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Abstract

本发明公开了一种基于大分子交联聚合的高强高韧性凝胶及其制备方法与用途，按照以下原料组分经原位交联反应得到：100份丙烯酰胺、0.03～0.05份水溶性过硫酸盐、0.02～0.04份水溶性胺类化合物、0.01～0.1份大分子交联剂溶液、160～500份水。本发明所提供的凝胶具有非常好的韧性，可用作三次采油中用于调剖驱油剂。

Description

基于大分子交联聚合的高强高韧性凝胶及其制备方法与用途
技术领域
本发明属于但不限于石油开采中的驱油技术领域，涉及一种提高石油采收率的高强高韧性凝胶驱油剂，尤其涉及基于大分子交联的高强高韧性凝胶聚合物及制备。
背景技术
石油被称为“工业的血液”，是一种非常宝贵的不可再生资源，对国民经济的发展有着非常重要的意义，同时也是重要的战略储备资源。因此，提高原油采收率，发展石油开采技术，是保证能源安全的重要方式。目前很多油田已经进入开发后期，且已经历了三次采油阶段，出现了严重的非均质性。传统以线性聚合物分子及其改性物在聚驱后油藏苛刻环境中，弹性模量低，驱替能力差；而交联型聚丙烯酰胺凝胶具有耐温、抗盐以及剖面调整能力强等优点，成为开展高温高盐非均质油藏提高采收率的一种潜在方法。
交联颗粒凝胶是目前三次采油中极具潜力的一种聚合物微凝胶，可以用来解决地层中水串流以及提高波及系数，既可以用作深部调剖剂，也能够作为驱油剂。但目前的交联颗粒凝胶通常由传统的化学交联凝胶制得，由于缺乏有效的能量耗散方式和严重的非均匀性，其力学性能很差，很容易在泵入过程和地下运移过程中发生剪切破碎，最终失去调剖能力。此外，这一类凝胶颗粒在水溶液中的悬浮性能很差，难以随着注入液运移到油藏深部，一般作为堵水剂使用。因此，研发高性能的交联聚合物颗粒凝胶驱油剂，适应严苛的油藏环境，成为提高石油采收率的重要方法。
发明内容
本发明目的旨在针对现有交联颗粒凝胶存在的力学性能差、易发生剪切破碎，且在水溶液中悬浮性能差等问题，本发明的目的旨在提供一种基于大分子交联聚合的高强高韧性凝胶及其制备方法，制备兼具化学交联和物理交联的双重网络，大量的支化链结构相互缠绕形成物理缠结网络，从而赋予凝胶优异的高强、高韧特性，且在水溶液中具有良好的悬浮性能。
本发明的另一目的旨在提供上述基于大分子交联聚合的高强高韧性凝胶在石油开采中的应用。
本发明提供的基于大分子交联聚合的高强高韧性凝胶，按照以下原料组分经原位交联反应得到：
Figure BDA0003027909200000011
Figure BDA0003027909200000023
所述大分子交联剂溶液为将摩尔比1：0.1～1的聚烯丙基胺与烯丙基缩水甘油醚或甲基丙烯酸缩水甘油酯溶于水中，并于55～85℃经聚合反应5～12h得到；所述大分子交联剂的质量浓度为1％～3％。
上述制备大分子交联剂溶液中使用的聚烯丙基胺优选分子量为1000～90000的聚烯丙基胺；进一步地，优选分子量为3000～25000的聚烯丙基胺。
在本发明的上述技术方案中，所述水溶性过硫酸盐为过硫酸酸钾、过硫酸铵、过硫酸钠等中的一种。
在本发明的上述技术方案中，所述水溶性胺类化合物为四甲基乙二胺、五甲基二乙烯三胺、四乙烯五胺等中的一种。
本发明基于大分子交联聚合的高强高韧性凝胶，其包括具有以下结构式的有效成分：
Figure BDA0003027909200000021
其中：
Figure BDA0003027909200000022
；
所述x，n为相应的聚合度，x约为15～15000，n约为10～360。
从上述结构式可以看出，本发明所提供的高强高韧性凝胶的有效成分整体组成网状结构，其中存在较为稀疏的化学交联结构和多条连接于化学交联网络的支化链，这些支化链会进一步互相缠绕形成物理缠结网络，从而使制备的水凝胶具有优异的力学性能。
本发明进一步提供了上述基于大分子交联聚合的高强高韧性凝胶的制备方法，其具体实施过程为：将配方量的丙烯酰胺溶于配方量的水中制成丙烯酰胺水溶液，在丙烯酰胺水溶液中加入配方量的大分子交联剂溶液和配方量的水溶性胺类化合物，并调节溶液pH值为8～9，之后通入氮气排出溶于溶液中的氧气，再于温度5～30℃下加入配方量的水溶性过硫酸盐引发剂，在氮气保护下进行绝热聚合反应，待体系温度不再上升、形成凝胶后，继续在70～90℃下反应1～4小时，得到块状的高强高韧性凝胶。
在本发明的上述技术方案中，在制备凝胶中，由于丙烯酰胺与大分子交联剂的反应是一个原位交联反应，所以反应温度，凝胶时间对聚丙烯酰胺的结构有决定性的影响。引发聚合反应的温度较低，反应进行速度较慢，交联程度高；温度太高，反应进行得太快，交联程度低，合适的引发温度为5～30℃，优选8～15℃。另外，聚合反应在绝热体系中进行，与外界基本上没有热交换。凝胶形成后，在反应温度为70～90℃下继续反应，优选在75～85℃下继续反应，直至得到胶块状的凝胶；凝胶形成后继续反应的时间一般为1～4小时，优选2～4小时。
在丙烯酰胺聚合反应制取凝胶的过程中，是以本发明制备的大分子交联剂为交联中心，于水性介质中、氮气保护下，在氧化还原引发体系(其中水溶性过硫酸盐为氧化剂，水溶性胺类化合物为还原剂)存在下，进行丙烯酰胺的聚合反应。本发明中所使用的水可以为去离子水、蒸馏水等，没有特别限制。通入氮气不仅要求除去反应器内的氧气，还兼有搅拌作用，因此在反应体系开始聚合之前都需通入氮气。
通过本发明的上述方法制备的凝胶是一种化学交联和物理交联结构同时存在的双重网络结构。由于大分子交联剂不仅是一个多官能的交联剂，而且具有线性结构的大分子，进一步受聚丙烯酰胺自由基聚合终止方式和反应动力学的控制，其上面的双键并不会完全起化学交联作用，而是会形成大量的支化链结构，这些支化链会相互缠绕形成物理缠结网络。在受力过程中，物理缠结网络会优先断裂从而耗散能量，同时线性大分子交联剂在此过程中也会不断调整自身构象，使水凝胶网络趋于均匀化，避免应力集中，因此这样的结构赋予此大分子交联型凝胶优异的力学性能。
除优异的力学性能外，此大分子交联凝胶还具有优异的粘弹性能。这是由于大分子水凝胶交联网络中连接多条线性支化链，使其兼具弹性和粘性。
本发明进一步提供了上述基于大分子交联聚合的高强高韧性凝胶的应用，用于作为聚驱采油过程中的驱油剂。上述制备方法制备的块状高强高韧性凝胶，经切碎、烘干、粉碎、筛分等处理，即可得到驱油剂产品多年来，粘弹性一直被认为是聚合物驱油的一个独特优势。采用此法制备的驱油剂兼具优异的弹性和粘性，这将大大提高此驱油剂的驱油性能。
本发明提供的基于大分子交联聚合的高强高韧性凝胶及其制备方法具有以下有益效果：
1、本发明以大分子交联剂为中心，通过丙烯酰胺的聚合反应得到高强高韧性凝胶；由于大分子交联剂为引入多种官能团的线性结构，能够在促使丙烯酰胺聚合交联的同时，形成多支化链网络结构，从而得到具有交联网络结构与支化链结构并存的凝胶物质，其支化链结构赋予了良好的悬浮能力和较高的体相粘度，而交联结构提供弹性，耐温抗盐、抗剪切能力等，使所制备的高强高韧性凝胶同时具有优异的力学性能和较高的粘度，使其在分子结构设计层面上集合了驱油剂、调剖剂的双重优势。
2、本发明所制备的高强高韧性凝胶，由于其兼具化学和物理交联的双重网络，且大分子交联剂赋予水凝胶均匀的网络结构，因此具有很好的力学性能，在孔隙中能够发生变形通过，通过后又可以继续保持初始的形态，解决了传统交联颗粒凝胶力学性能差的缺陷，从而有助于大大提升三次采油的效率。
附图说明
图1为本发明制备大分子交联剂的反应示意图。
图2为实施例E制备的大分子交联剂的红外吸收波谱图。
图3为实施例1-5制备的水凝胶的流变性能；其中(a)为储能模量，(b)为耗能模量，(c)为损耗角。
图4为实施例1-5,9-12制备的大分子交联剂拉伸应力-应变曲线；其中(a)为不同大分子交联剂含量水凝胶，(b)为不同含水量水凝胶。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明进行具体描述，有必要在此指出的是本实施例只用于对本发明进行进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域的技术熟练人员可以根据上述本发明的内容做出一些非本质的改进和调整。
以下各实施例中使用的水为去离子水。
以下各实施例中，所涉及到的组分份数、百分比，除特别说明之外，均为质量份数、百分比。
(一)大分子交联剂的合成：
实施例A：将摩尔比为1：0.1的聚烯丙基胺(分子量为5000)与烯丙基缩水甘油醚溶于100份去离子水中，调整溶质的质量分数为1.17％，将配制好的反应物在装备有冷凝器、控温仪和搅拌器的反应装置中，于60℃下反应6小时，之后在去离子水中透析7天，制备得到多官能团的大分子交联剂溶液A。
实施例B：将摩尔比为1：0.25的聚烯丙基胺(分子量为5000)与烯丙基缩水甘油醚溶于100份去离子水中，调整溶质的质量分数为1.48％，将配制好的反应物在装备有冷凝器、控温仪和搅拌器的反应装置中，于60℃下反应6小时，之后在去离子水中透析7天，制备得到多官能团的交联剂溶液B。
实施例C：将摩尔比为1：0.75的聚乙烯亚胺(分子量为5000)与烯丙基缩水甘油醚溶于100份去离子水中，调整溶质的质量分数为2.44％，将配制好的反应物在装备有冷凝器、控温仪和搅拌器的反应装置中，于70℃下反应6小时，之后在去离子水中透析7天，制备得到多官能团的交联剂溶液C。
实施例D：将摩尔比为1：1的聚乙烯亚胺(分子量为5000)与烯丙基缩水甘油醚溶于100份去离子水中，调整溶质的质量分数为2.91％，将配制好的反应物在装备有冷凝器、控温仪和搅拌器的反应装置中，于80℃下反应6小时，之后在去离子水中透析7天，制备得到多官能团的交联剂溶液D。
实施例E：将摩尔比为1：0.5的聚乙烯亚胺(分子量为5000)与烯丙基缩水甘油醚溶于100份去离子水中，调整溶质的质量分数为1.96％，将配制好的反应物在装备有冷凝器、控温仪和搅拌器的反应装置中，于60℃下反应8小时，之后在去离子水中透析7天，制备得到多官能团的交联剂溶液E。
实施例F：将摩尔比为1：0.5的聚乙烯亚胺(分子量为15000)与烯丙基缩水甘油醚溶于100份去离子水中，调整溶质的质量分数为1.96％，将配制好的反应物在装备有冷凝器、控温仪和搅拌器的反应装置中，在85℃下反应7小时，之后在去离子水中透析7天，制备得到多官能团的交联剂溶液F。
实施例G：将摩尔比为1：0.75的聚乙烯亚胺(分子量为25000)与甲基丙烯酸缩水甘油酯溶于100份去离子水中，调整溶质的质量分数为2.44％，将配制好的反应物在装备有冷凝器、控温仪和搅拌器的反应装置中，在60℃下反应8小时，之后在去离子水中透析7天，制备得到多官能团的交联剂溶液G。
实施例H：将摩尔比为1：1的聚乙烯亚胺(分子量为60000)与甲基丙烯酸缩水甘油酯溶于100份去离子水中，调整溶质的质量分数为2.91％，将配制好的反应物在装备有冷凝器、控温仪和搅拌器的反应装置中，在85℃下反应8小时，之后在去离子水中透析7天，制备得到多官能团的交联剂溶液H。
以聚烯丙基胺(PAA)和烯丙基缩水甘油醚(AGE)的反应为例，图1给出了实施例E制备大分子交联剂的反应原理示意图。从图中可以看出，在大分子交联剂溶液的制备中，聚烯丙基胺与烯丙基缩水甘油醚或甲基丙烯酸缩水甘油酯在水溶液中的反应为氨基与环氧基的开环加成反应，得到的是具有线性结构的大分子交联剂。
图2给出了聚烯丙基胺和实施例E制备的大分子交联剂的红外吸收波谱图。从图中可以看出，大分子交联剂在红外谱图中有明显的乙烯基的吸收峰：990cm-1和920cm-1处为CH＝CH2的弯曲振动峰；1081cm-1处为烯丙基缩水甘油醚上面的C-O-C吸收峰，1649cm-1处为C＝C的拉伸振动峰；以及3081cm-1处的＝CH的拉伸振动峰。综合以上的信息，证明了在聚烯丙基胺中成功的引入了双键。从红外图谱的吸收峰的位置变化，以及重要官能团的特征峰吸收都可以看出大分子交联剂的制备成功。
(二)高强高韧性凝胶的制备：
实施例1
将100份丙烯酰胺溶于200份的去离子水中制成水溶液并加入0.03份已制得的交联剂溶液A和0.02份四甲基乙二胺并用10％碳酸钠调节溶液pH值为9，之后注入绝热反应釜中，于温度12℃下，通氮气15分钟以排除溶于溶液中的氧气，再加入50份去离子水溶解的0.03份过硫酸钾引发反应，继续在氮气保护下进行绝热聚合反应，待体系形成凝胶后，继续在85℃下反应2小时，得到块状高强高韧性凝胶；将块状凝胶产物切碎烘干、粉碎、筛分，获得颗粒驱油剂。
实施例2
将100份丙烯酰胺溶于200份的去离子水中制成水溶液并加入0.06份已制得的交联剂溶液B和0.02份四甲基乙二胺并用10％碳酸钠调节溶液pH值为9，之后注入绝热反应釜中，于温度12℃下，通氮气15分钟以排除溶于溶液中的氧气，再加入50份去离子水溶解的0.03份过硫酸钾引发反应，继续在氮气保护下进行绝热聚合反应，待体系形成凝胶后，继续在85℃下反应2小时，得到块状高强高韧性凝胶；将块状凝胶产物切碎烘干、粉碎、筛分，获得颗粒驱油剂。
实施例3
将100份丙烯酰胺溶于200份的去离子水中制成水溶液并加入0.13份已制得的交联剂溶液E和0.02份四甲基乙二胺并用10％碳酸钠调节溶液pH值为9，之后注入绝热反应釜中，于温度12℃下，通氮气15分钟以排除溶于溶液中的氧气，再加入50份去离子水溶解的0.03份过硫酸钾引发反应，继续在氮气保护下进行绝热聚合反应，待体系形成凝胶后，继续在85℃下反应2小时，得到块状高强高韧性凝胶；将块状凝胶产物切碎烘干、粉碎、筛分，获得颗粒驱油剂。
实施例4
将100份丙烯酰胺溶于200份的去离子水中制成水溶液并加入0.26份已制得的交联剂溶液C和0.02份四甲基乙二胺并用10％碳酸钠调节溶液pH值为9，之后注入绝热反应釜中，于温度12℃下，通氮气15分钟以排除溶于溶液中的氧气，再加入50份去离子水溶解的0.03份过硫酸钾引发反应，继续在氮气保护下进行绝热聚合反应，待体系形成凝胶后，继续在85℃下反应2小时，得到块状高强高韧性凝胶；将块状凝胶产物切碎烘干、粉碎、筛分，获得颗粒驱油剂。
实施例5
将100份丙烯酰胺溶于200份的去离子水中制成水溶液并加入0.40份已制得的交联剂溶液D和0.02份四甲基乙二胺并用10％碳酸钠调节溶液pH值为9，之后注入绝热反应釜中，于温度12℃下，通氮气15分钟以排除溶于溶液中的氧气，再加入50份去离子水溶解的0.03份过硫酸钾引发反应，继续在氮气保护下进行绝热聚合反应，待体系形成凝胶后，继续在85℃下反应2小时，得到块状高强高韧性凝胶；将块状凝胶产物切碎烘干、粉碎、筛分，获得颗粒驱油剂。
实施例6
将100份丙烯酰胺溶于200份的去离子水中制成水溶液并加入0.90份已制得的交联剂溶液F和0.02份五甲基二乙烯三胺并用10％碳酸钠调节溶液pH值为9，之后注入绝热反应釜中，于温度12℃下，通氮气15分钟以排除溶于溶液中的氧气，再加入50份去离子水溶解的0.03份过硫酸钾引发反应，继续在氮气保护下进行绝热聚合反应，待体系形成凝胶后，继续在70℃下反应2小时，得到块状高强高韧性凝胶；将块状凝胶产物切碎烘干、粉碎、筛分，获得颗粒驱油剂。
实施例7
将100份丙烯酰胺溶于200份的去离子水中制成水溶液并加入0.65份已制得的交联剂溶液G和0.02份四甲基乙二胺并用10％碳酸钠调节溶液pH值为9，之后注入绝热反应釜中，于温度12℃下，通氮气15分钟以排除溶于溶液中的氧气，再加入50份去离子水溶解的0.03份过硫酸钾引发反应，继续在氮气保护下进行绝热聚合反应，待体系形成凝胶后，继续在85℃下反应2小时，得到块状高强高韧性凝胶；将块状凝胶产物切碎烘干、粉碎、筛分，获得颗粒驱油剂。
实施例8
将100份丙烯酰胺溶于200份的去离子水中制成水溶液并加入0.09份已制得的交联剂溶液H和0.02份五甲基二乙烯三胺并用10％碳酸钠调节溶液pH值为9，之后注入绝热反应釜中，于温度12℃下，通氮气15分钟以排除溶于溶液中的氧气，再加入50份去离子水溶解的0.05份过硫酸钾引发反应，继续在氮气保护下进行绝热聚合反应，待体系形成凝胶后，继续在80℃下反应2小时，得到块状高强高韧性凝胶；将块状凝胶产物切碎烘干、粉碎、筛分，获得颗粒驱油剂。
实施例9
将100份丙烯酰胺溶于400份的去离子水中制成水溶液并加入0.13份已制得的交联剂溶液E和0.02份四甲基乙二胺并用10％碳酸钠调节溶液pH值为9，之后注入绝热反应釜中，于温度12℃下，通氮气15分钟以排除溶于溶液中的氧气，再加入50份去离子水溶解的0.03份过硫酸钾引发反应，继续在氮气保护下进行绝热聚合反应，待体系形成凝胶后，继续在85℃下反应温2小时，得到块状高强高韧性凝胶；将块状凝胶产物切碎烘干、粉碎、筛分，获得颗粒驱油剂。
实施例10
将100份丙烯酰胺溶于300份的去离子水中制成水溶液并加入0.13份已制得的交联剂溶液E和0.02份四甲基乙二胺并用10％碳酸钠调节溶液pH值为9，之后注入绝热反应釜中，于温度12℃下，通氮气15分钟以排除溶于溶液中的氧气，再加入50份去离子水溶解的0.03份过硫酸钾引发反应，继续在氮气保护下进行绝热聚合反应，待体系形成凝胶后，继续在85℃下反应2小时，得到块状高强高韧性凝胶；将块状凝胶产物切碎烘干、粉碎、筛分，获得颗粒驱油剂。
实施例11
将100份丙烯酰胺溶于180份的去离子水中制成水溶液并加入0.13份已制得的交联剂溶液E和0.04份四甲基乙二胺并用10％碳酸钠调节溶液pH值为9，之后注入绝热反应釜中，于温度18℃下，通氮气15分钟以排除溶于溶液中的氧气，再加入50份去离子水溶解的0.03份过硫酸钾引发反应，继续在氮气保护下进行绝热聚合反应，待体系形成凝胶后，继续在85℃下反应2小时，得到块状高强高韧性凝胶；将块状凝胶产物切碎烘干、粉碎、筛分，获得颗粒驱油剂。
实施例12
将100份丙烯酰胺溶于120份的去离子水中制成水溶液并加入0.13份已制得的交联剂溶液E和0.02份四甲基乙二胺并用10％碳酸钠调节溶液pH值为9，之后注入绝热反应釜中，于温度12℃下，通氮气15分钟以排除溶于溶液中的氧气，再加入50份去离子水溶解的0.04份过硫酸钾引发反应，继续在氮气保护下进行绝热聚合反应，待体系形成凝胶后，继续在85℃下反应2小时，得到块状高强高韧性凝胶；将块状凝胶产物切碎烘干、粉碎、筛分，获得颗粒驱油剂。
实施例13
将100份丙烯酰胺溶于200份的去离子水中制成水溶液并加入1份已制得的交联剂溶液A和0.02份四甲基乙二胺并用10％碳酸钠调节溶液pH值为9，之后注入绝热反应釜中，于温度12℃下，通氮气15分钟以排除溶于溶液中的氧气，再加入50份水溶解的0.05份过硫酸钾引发反应，继续在氮气保护下进行绝热聚合反应，待体系形成凝胶后，继续在90℃下反应2小时，得到块状高强高韧性凝胶；将块状凝胶产物切碎烘干、粉碎、筛分，获得颗粒驱油剂。
实施例14
将100份丙烯酰胺溶于200份的去离子水中制成水溶液并加入0.04份已制得的交联剂溶液G和0.04份四乙烯五胺并用10％碳酸钠调节溶液pH值为9，之后注入绝热反应釜中，于温度18℃下，通氮气15分钟以排除溶于溶液中的氧气，再加入50份去离子水溶解的0.03份过硫酸钾引发反应，继续在氮气保护下进行绝热聚合反应，待体系形成凝胶后，继续在85℃下反应2小时，得到块状高强高韧性凝胶；将块状凝胶产物切碎烘干、粉碎、筛分，获得颗粒驱油剂。
对实施例1-14制备的的颗粒驱油剂样品按下述方法进行了以下相关性能测试：
1、流变性能测试
采用TA公司的AR2000 EX型转矩流变仪进行流变性能测试。测试包括时间扫描和稳态剪切实验，首先将待测颗粒驱油剂样品均匀分散于盐水中，制备成样品浓度为5000mg/L，矿化度30000mg/L(Ca2+，Mg2+≥2000mg/L)的待测溶液。时间扫描在单频下进行，选用频率f＝1Hz，应力为τ＝0.1Pa下5次测试结果的平均值为溶液的模量G’，测试温度25℃。稳态剪切实验选用单剪切速率下的时间扫描，同样取5次测试的平均值为溶液的粘度，剪切速率v＝7.34s-1，测试温度为85℃。实验采用的盐水为根据胜利油田不同油藏矿化度及盐离子浓度配制的模拟水，具体盐水配方如表1所示。
表1盐水配方表
Figure BDA0003027909200000101
流变性能测试数据见表2所示。
表2流变性能测试结果
Figure BDA0003027909200000102
Figure BDA0003027909200000111
从表2可以看出，制备的凝胶颗粒驱油剂兼具弹性和粘性，且模量和粘度在很大的范围内可调，可以很好地满足不同油藏的需求。
图3给出了制备的水凝胶的频率扫描图，测试条件为频率扫描模式下，扫频范围为0.01-100Hz，振幅γ0＝0.05。从图中可以看出，实施例1-5所制备的颗粒驱油剂具有较强的频率依赖性和较高的损耗角，说明其具有较强的粘弹性。
2、力学性能测试
采用万能拉伸机(Instron 3360)对实施例1-5,9-12制备的块状凝胶样品进行力学性能表征，以制备好的块状凝胶样品直接进行测试。
应力应变曲线测试：拉伸模式，将块状样品切割成哑铃型(长20mm，宽4mm，厚度1mm)。采用气动夹具夹紧凝胶的边缘拉伸至样品断裂。控制拉伸速率为100mm/min。同样的，每个样品重复5次。
测试结果，如图4所示。从图中可以看出，实施例1制备的块状凝胶断裂应变高达5000％，实施例4制备的块状凝胶断裂强度高达1MPa，这在传统驱油剂中是十分罕见的！

Claims (9)

1.一种基于大分子交联聚合的高强高韧性凝胶，其特征在于，按照以下原料组分经原位交联反应得到：
Figure FDA0003027909190000011
所述大分子交联剂溶液为将摩尔比1：0.1～1的聚烯丙基胺与烯丙基缩水甘油醚或甲基丙烯酸缩水甘油酯溶于水中，并于55～85℃经聚合反应得到；所述大分子交联剂的质量浓度为1％～3％。
2.根据权利要求1所述的基于大分子交联聚合的高强高韧性凝胶，其特征在于，聚烯丙基胺为分子量1000～90000的聚烯丙基胺。
3.根据权利要求2所述的基于大分子交联聚合的高强高韧性凝胶，其特征在于，聚烯丙基胺为分子量3000～25000的聚烯丙基胺。
4.根据权利要求1所述的基于大分子交联聚合的高强高韧性凝胶，其特征在于，所述水溶性过硫酸盐为过硫酸钾、过硫酸铵或过硫酸钠。
5.根据权利要求1所述的基于大分子交联聚合的高强高韧性凝胶，其特征在于，所述水溶性胺类化合物为四甲基乙二胺、五甲基二乙烯三胺或四乙烯五胺。
6.权利要求1至5之一所述基于大分子交联聚合的高强高韧性凝胶的制备方法，其特征在于，将配方量的丙烯酰胺溶于配方量的水中制成丙烯酰胺水溶液，在丙烯酰胺水溶液中加入配方量的大分子交联剂溶液和配方量的水溶性胺类化合物，并调节溶液pH值为8～9，之后通入氮气排出溶于溶液中的氧气，再于温度5～30℃下加入配方量的水溶性过硫酸盐引发剂，在氮气保护下进行绝热聚合反应，待体系温度不再上升、形成凝胶后，继续在70～90℃下反应1～4小时，得到块状的高强高韧性凝胶。
7.根据权利要求6所述的基于大分子交联聚合的高强高韧性凝胶的制备方法，其特征在于，引发聚合反应温度为8～15℃，凝胶继续反应温度为75～85℃，凝胶继续反应时间为2～4小时。
8.权利要求1至5之一所述基于大分子交联聚合的高强高韧性凝胶的应用，其特征在于，用于作为聚驱采油过程中的驱油剂。
9.根据权利要求8所述基于大分子交联聚合的高强高韧性凝胶的应用，其特征在于，将权利要求6或7所述方法制备的块状高强高韧性凝胶，经切碎、烘干、粉碎、筛分处理，即可得到驱油剂产品。
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