烯酰胺））。可任选地添加其它添加剂，包括在聚合反应之前、期间或之后可在聚合物 中形成期望的可水解交联的那些添加剂。
[0169] 在典型的合成中，将单体溶解在水中并将单体溶液的pH调整至目标水平。然后， 单体溶液用惰性气体如氮气来吹扫以移除所有痕量的氧，否则的话，这将抑制自由基聚合 反应。任选地，可将单体溶液与乳化表面活性剂如脱水山梨糖醇单油酸酯和/或乙氧化的 脱水山梨糖醇单硬脂酸酯一起悬于通过添加与水不混溶的溶剂如烃油形成的乳液中。然 后，通过添加少量的自由基引发剂来引发聚合。自由基引发剂一般通过热、光化学、氧化还 原或混合机理分解以产生自由基。热引发剂的实例包括但不限于偶氮化合物如2,2'_偶氮 二异丁腈。氧化还原引发剂的实例包括但不限于叔丁基过氧化氢/铁离子和过硫酸铵/亚 硫酸氢钠。聚合反应最常在约l〇°C与约IKTC的温度之间进行。
[0170] -旦聚合反应完成，就可进行任选的步骤以降低产物的剩余单体含量。如果需要， 则其通过如下方式来实现：通过将反应产物加热额外的时间，或者通过添加额外的引发剂 或与剩余单体反应的其它添加剂，或者通过这两种方式的组合。可任选地进行另外的处理 步骤，以例如调整产物pH或从反应产物中移除水或其他溶剂以产生固体聚合物产物。因 此，最终聚合物产物形式由式的选择和所采用的处理步骤来决定，使得可产生由液体溶液、 液体乳剂或干固体构成的聚合物产物。
[0171] 在式（IIIa)的一个示例性实施方案中，所示的可水解交联剂结构由乙二醛衍生 部分和两个丙烯酰胺衍生部分构成。这种类型的可水解交联可通过多种方式在聚合物中产 生，原因是用于形成交联的反应可在可逆反应条件下进行。例如，可添加由乙二醛和丙烯酰 胺之间的单独反应形成的乙二醛双（丙烯酰胺）单体作为聚合反应的共聚单体。或者，可 在聚合之前通过在适当条件下将乙二醛添加至含丙烯酰胺单体反应溶液中而在聚合反应 混合物中形成乙二醛双（丙烯酰胺）。或者，可在聚合反应之后将乙二醛添加至最终反应产 物中，其中可期望在适当条件下与聚合物反应以形成期望的可水解交联。本领域技术人员 认为，在这些反应条件下生成乙二醛的任何化合物也可用于代替这些反应中的乙二醛。这 种化合物包括但不限于含有乙二醛的可水解聚合物、由乙二醛和胺形成的加成物、由乙二 醛和酰胺形成的加成物或由乙二醛形成的缩醛。
[0172] 3.从地下地层中采收烃流体的方法
[0173] 本发明涉及从地下地层中采收烃流体的方法。所述方法包括将如下所述具有低粘 度的水性驱替液引入地层中，但是在通过井眼将其引入和迀移时，所述聚合物是抗剪切的， 但是一旦存在于地下地层中，则粘度增加，从而将烃流体驱替到一个或更多个生产容器中。
[0174] 本发明还可涉及从地下地层中采收烃流体的方法，所述方法包括：（1)将粘度为 约OcPs至约IOOcPs的水性驱替液引入地层中，其中在将水性驱替液引入地层中之后，水性 驱替液的粘度增加至约IcPs至约5000cPs;以及（2)将地层中的烃流体驱替到一个或更多 个生产容器中。
[0175] 为了使用以上所讨论的方法来有效地驱替地下地层中的烃流体，所述水性驱替液 应具有足够高的粘度。当注入地下地层中时，低粘度驱替液可在储集岩中找到最小阻力的 路径，并因此可能会绕开大量的油。通过使粘度增加至接近油粘度的值，使水性驱替液的流 动性降低并更有效地驱替地层中的油。因此，本发明的水性驱替液包含高分子量水溶性聚 合物，其一旦在地下地层中被活化（将在以下进一步描述），就具有对溶液本体粘度产生主 要影响的大流体力学体积。驱替液的高本体粘度有助于将油从地层中最终驱替到一个或更 多个生产容器中。
[0176] 虽然在水性驱替液在地下地层中后期望高本体粘度，但是高粘度溶液难以以足够 高的速率注入地层中。此外，水溶性聚合物在注入过程期间可经受大的剪切，降低了聚合物 的分子量和流体力学体积以及水性驱替液的粘度，从而最终影响油的驱替。由此，本发明涉 及包含高分子量的抗剪切聚合物的水性驱替液，其在将水性驱替液注入地下地层中之前是 暂时进行交联的。通过可水解交联剂的暂时交联暂时减少了流体力学体积并从而降低了将 水性驱替液引入或注入地下地层中之前和期间的溶液粘度。粘度的这种降低使得能够较容 易地注入井眼下，并且还向聚合物赋予了大的剪切阻力。
[0177] 水性驱替液到达地下地层中后，交联随着时间水解，并且在暴露于地层中的较高 温度之后，交联进一步水解使得高分子量聚合物变成未交联的。交联的释放导致流体力学 体积增加，从而使得粘度等于或大于注入之前水性驱替液的粘度。然后，高粘度水性驱替液 可有效地驱替地下地层中的烃。
[0178] 在一些实施方案中，根据本发明的水溶性聚合物可在引入地下地层中之前进行活 化。例如，可将包含可水解的交联单体单元的水性驱替液暴露于刺激如温度或pH增加、或 者浓度降低，以活化可水解交联的水解。这种活化导致了粘度增加。随后，在这些实施方案 中，可将活化的水性驱替液引入地下地层中。
[0179]a.水性驱替液
[0180] 所述方法采用水性驱替液来驱替地下地层中的烃。本发明的水性驱替液包含如上 所述的水溶性聚合物。在本发明的一些实施方案中，水性驱替液的初始粘度为约OcPs至约 lOOcPs。在将水性驱替液引入地下地层中之后，水性驱替液的粘度为约IcPs至约5000cPs。 在本发明的一些实施方案中，水性驱替液包含可水解的交联单体单元。在将水性驱替液引 入地下地层中之后，可水解的交联单体单元发生水解，并且水解之后溶液的粘度与注入之 前组合物的粘度大约相同或高于注入之前组合物的粘度。
[0181] 水溶性聚合物可以以约IOOppm至约1000 Oppm的量包含在水性驱替液中。例如，所 述聚合物可以以以下量包含在水性驱替液中：约lOOppm、200ppm、300ppm、400ppm、500ppm、 600ppm、700ppm、800ppm、900ppm、lOOOppm、llOOppm、1200ppm、1300ppm、1400ppm、1500ppm、 1600ppm、1700ppm、1800ppm、1900ppm、2000ppm、2100ppm、2200ppm、2300ppm、2400ppm、 2500ppm、2600ppm、2700ppm、2800ppm、2900ppm、3000ppm、3500ppm、4000ppm、4500ppm、 5000ppm、5500ppm、6000ppm、6500ppm、7000ppm、7500ppm、8000ppm、8500ppm、9000ppm、 9500ppm或lOOOOppnu在一些实施方案中，水溶性聚合物可以以约IOOppm至约3000ppm的 量包含在水性驱替液中。
[0182]b.粘度
[0183] 在注入地下地层中之前，水性驱替液的粘度可为约OcPs至约100cPs。例如， 水性驱替液的粘度可为约 0cPs、0. 001cPs、0. 01cPs、0.lcPs、0. 2cPs、0. 3cPs、0. 4cPs、 0?5cPs、0.6cPs、0.7cPs、0.8cPs、0. 9cPs、lcPs、2cPs、3cPs、4cPs、5cPs、6cPs、7cPs、8cPs、 9cPs、lOcPs、15cPs、20cPs、25cPs、30cPs、35cPs、40cPs、45cPs、50cPs、55cPs、60cPs、65cPs、 70cPs、75cPs、80cPs、85cPs、90cPs、95cPs或lOOcPs^在一些实施方案中，水性驱替液的粘 度可为约0.OOlcPs至约lOOcPs。在一些实施方案中，水性驱替液的粘度可为约0.OlcPs至 约IOOcPs。在一些实施方案中，水性驱替液的粘度可为约0.IcPs至约20cPs。在一些实施 方案中，水性驱替液的粘度可为约〇.IcPs至约IOcPs。
[0184] 在暴露于刺激或条件如温度、PH、浓度、盐含量等的变化（例如，引入地下地层中 或添加至合成海水中）之后，水性驱替液的粘度可大约等于或高于刺激之前水性驱替液的 粘度，或者粘度可大约等于或高于包含缺乏可水解交联的相应水溶性聚合物的水性驱替液 的粘度。例如，在注入之后，水性驱替液的粘度可为约IcPs至约5000cPs，例如，lcPs、5cPs、 IOcPs、20cPs、30cPs、40cPs、50cPs、60cPs、70cPs、80cPs、90cPs、IOOcPs、150cPs、200cPs、 250cPs、300cPs、350cPs、400cPs、450cPs、500cPs、550cPs、600cPs、650cPs、700cPs、750cPs、 800cPs、850cPs、900cPs、950cPs、lOOOcPs、llOOcPs、1200cPs、1300cPs、1400cPs、1500cPs、 1600cPs、1700cPs、1800cPs、1900cPs、2000cPs、2100cPs、2200cPs、2300cPs、2400cPs、 2500cPs、2600cPs、2700cPs、2800cPs、2900cPs、3000cPs、3100cPs、3200cPs、3300cPs、 3400cPs、3500cPs、3600cPs、3700cPs、3800cPs、3900cPs、4000cPs、4100cPs、4200cPs、 4300cPs、4400cPs、4500cPs、4600cPs、4700cPs、4800cPs、4900cPs或 5000cPs。
[0185]c.过滤性
[0186] 包含上述水溶性聚合物的水性驱替液在引入地下地层中之后保持水溶性。在注入 地层中之后，地层的环境条件使得上述水溶性聚合物中的交联水解，提供了粘性水性驱替 液。为了使水性驱替液改善地层中油的流动性并且改善水性聚合物流体的波及系数，向驱 替液提供粘性的水溶性聚合物必须能够无阻碍地移动通过地层，而不堵塞地层的孔。相比 之下，提高油采收中流动性控制的期望功能与称为一致性控制（conformancecontrol)的 聚合物辅助EOR应用不同，在聚合物辅助EOR应用中，将聚合物注入地层中的目的是形成堵 塞地层中的一些孔的交联凝胶或不溶聚合物。孔的这种堵塞改善了地下地层的性质，而没 有改善水性驱替液的性质。
[0187] 因此，流动性控制聚合物（如，上述的那些聚合物）必须保持水溶性并且不阻碍水 性驱替液在地层中流动。测量水性驱替液移动通过地下地层而不阻塞地层中的孔的能力的 公认实验室测试被称为过滤比测试（filterratiotest)aAmericanPetroleumInstitute standardsRP63中描述了这种类型的测试的实例。在过滤比测试中，使标准体积的包含特 定浓度聚合物的水性驱替液在恒压下通过过滤器。在特定体积的溶液通过过滤器之后记录 溶液通过过滤器所需的时间。过滤比被计算为最终部分溶液的过滤时间与最初等尺寸部分 溶液的过滤时间之比。理想地，在整个测试中，水性驱替液应以在过滤期间不会引起孔堵塞 的恒定速率通过过滤器，所以过滤比应等于1。然而，实际测量的过滤比通常大于1，所以通 常使用在特定条件下过滤比的上限来确定水性驱替液用于流动性控制应用的适用性。
[0188] d?剪切阻力
[0189] 水性驱替液包含上述的水溶性聚合物并且表现出提高的剪切阻力。用于提高油 采收中流动性控制的聚合物通常是高分子量的无交联聚合物，在将所述聚合物注入地层中 时并且在其行进至井眼附近的地层中时，其对包含聚合物的水性驱替液所经历的剪切力是 敏感的。在这种高流速区域中的任何阻塞点都可引起剪切引起的该分子量聚合物的机械降 解，从而导致水性驱替液粘度不期望的降低。期望用于流动性控制的这种类型的高分子量 的粘性聚合物溶液对剪切降解尤其敏感。即使采取工程测量使所注入的水性驱替液的剪切 降解最小化，剪切后最初聚合物粘度的粘度损失达到25%也不是不常见的，并且大得多的 粘度损失（高达约80 %或更大）也是可能的。
[0190] 可使用工业公认的测试来测量剪切引起的流体粘度降低，如AmericanPetroleum InstitutestandardsRP63中所述的测量，其中使水性驱替液在高压下通过小孔。测量在 堵塞点之前和之后流体粘度的差值以指示驱替液粘度剪切降低的量。或者，可使用简单的 搅拌机测试来引起水性驱替液的剪切降解。可测量搅拌机中增加剪切时间下所经历的粘度 损失的量并将其用于测定由不同类型聚合物构成的驱替液的相对剪切稳定性。
[0191] 本发明的包含水溶性聚合物的水性驱替液可表现出显著的剪切阻力。例如，当经 受剪切条件如搅拌机测试、RP63标准测试或注入地下地层中时，本发明的水性驱替液可经 受以下的粘度损失：小于50%、小于49%、小于48%、小于47%、小于46%、小于45%、小 于44%、小于43%、小于42%、小于41 %、小于40%、小于39%、小于38%、小于37%、小 于36%、小于35%、小于34%、小于33%、小于32%、小于31 %、小于30%、小于29%、小 于28%、小于27%、小于26%、小于25%、小于24%、小于23%、小于22%、小于21 %、小 于20%、小于19%、小于18%、小于17%、小于16%、小于15%、小于14%、小于13%、小于 12%、小于11 %、小于10%、小于9%、小于8%、小于7%、小于6%、小于5%、小于4%、小 于3%、小于2%或小于1%。
[0192] e.额外的组分
[0193] 除了水溶性聚合物以外，水性驱替液还可任选地包含一种或更多种添加剂。适当 的添加剂包括但不限于协同化合物、沥青烯抑制剂、石蜡抑制剂、腐蚀抑制剂、防垢剂、乳化 剂、净水剂、分散剂、破乳剂、硫化氢清除剂、气体水合物抑制剂、杀生物剂、pH改性剂、表面 活性剂、抗氧化剂和溶剂。
[0194]f?腐蚀抑制剂
[0195] 水性驱替液还可包含腐蚀抑制剂。适当的腐蚀抑制剂包括但不限于酰胺基胺、季 胺、酰胺和磷酸酯。
[0196] g.防垢剂
[0197] 水性驱替液还可包含防垢剂。适当的防垢剂包括但不限于磷酸盐、磷酸酯、磷酸、 膦酸酯、膦酸、聚丙烯酰胺、丙烯酰胺基-甲基丙烷磺酸/丙烯酸共聚物（AMPS/AA)的盐、亚 膦酸化马来酸共聚物（PH0S/MA)以及聚马来酸/丙烯酸/丙烯酰胺基-甲基丙烷磺酸三元 共聚物（PMA/AMPS)的盐。
[0198] h.乳化剂
[0199] 水性驱替液还可包含乳化剂。适当的乳化剂包括但不限于羧酸盐；羧酸或羧酸酐 与胺之间酰化反应的产物；糖类的烷基、酰基和酰胺衍生物（烷基-糖乳化剂）。
[0200] i.净水剂
[0201] 水性驱替液还可包含净水剂。适当的净水剂包括但不限于无机金属盐，如明矾、 氯化铝和氢氯酸铝；或者有机聚合物，如丙烯酸基聚合物、丙烯酰胺基聚合物、聚合胺、烷醇 胺、硫代氨基甲酸酯；以及阳离子聚合物如二烯丙基二甲基氯化铵（DADMC)。
[0202]j.分散剂
[0203] 水性驱替液还可包含分散剂。适当的分散剂包括但不限于具有2至50个碳的脂 肪族膦酸，如羟乙基二膦酸和氨基烷基膦酸，例如具有2至10个N原子的多氨基亚甲基膦 酸酯，例如，各N原子携带至少一个亚甲基膦酸基团；后者的实例是乙二胺四（亚甲基膦 酸酯）、二亚乙基三胺五