專利名稱：表面活性可聚合單體和表面活性增粘共聚物及其制備方法和應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及表面活性可聚合單體、表面活性增粘共聚物及其制備方法，具體地，涉及一種表面活性可聚合單體及其制備方法、一種表面活性增粘共聚物及其制備方法以及該表面活性增粘共聚物在驅(qū)油劑中的應(yīng)用。
背景技術(shù)：
目前我國大慶、勝利、中原、華北、大港等大型油田均已進(jìn)入開采中后期，采出油含水率高達(dá)90%以上，溫度及礦化度都大幅度提高，一、二次采油技術(shù)無法再滿足日益增長的原油需求，因此，采用三次采油技術(shù)提高采收率已成為我國石油工業(yè)的重要戰(zhàn)略措施。 聚合物驅(qū)油是三次采油技術(shù)中最為行之有效的方法之一。該方法要求聚合物在油藏條件下必需具有優(yōu)良的增粘性能，而且在溫度、壓力及鹽的作用下要有高的粘度保持率。國內(nèi)普遍采用的是聚丙烯酰胺(PAM)及部分水解的聚丙烯酰胺(HPAM)，其驅(qū)油機(jī)理是聚合物水溶液在很低的濃度下具有很高的粘度以降低水相的滲透率，控制水的流動度，提高波及系數(shù)，最終達(dá)到提高原油采收率的目的。但此類聚合物具有剪切變稀、高溫分解、遇鹽降粘的缺點(diǎn)，而且在三次采油階段，油層較深、油井內(nèi)溫度高，PAM的使用溫度不能超過75°C，而且在礦化度較高的油層中容易發(fā)生相分離，致使溶液粘度劇烈下降。另外，除了使用PAM和HPAM等親水性聚合物進(jìn)行驅(qū)油以外,還常用對水相、油相均有親和性的表面活性聚合物作為驅(qū)油劑來驅(qū)油，這種表面活性聚合物包括兩親嵌段水溶性聚合物及疏水締合水溶性聚合物兩大類。為了克服聚丙烯酰胺的上述缺點(diǎn)，國內(nèi)外的研究人員做了大量的研究工作，如US4814096公開了一種以乳液聚合的方法制備丙烯酰胺、丙烯酸和甲基丙烯酸月桂酯的共聚物，其疏水締合作用使得聚合物具有較好的耐溫抗鹽耐剪切性。趙勇(反相微乳液中疏水締合型聚丙烯酰胺的合成及其性能研究，《高分子學(xué)報(bào)》，2000，(5) =550-553)用反相微乳液聚合法合成出了疏水改性的聚丙烯酰胺，該共聚物得水溶液具有良好的增粘特性。但上述疏水締合水溶性聚合物的制備都用到了不溶于水的疏水性單體，因此需要消耗大量的表面活性劑，造成工業(yè)成本巨大，而且后期表面活性劑不易去除而破壞環(huán)境。為了解決大量使用表面活性劑時存在的各種不足，提出了一種采用由可聚合的表面活性劑單體與丙烯酰胺等單體共聚得到的具有離子型表面活性劑側(cè)鏈的共聚物作為驅(qū)油劑的方法，該類共聚物通過鹽誘發(fā)表面活性劑側(cè)鏈的聚集作用而獲得良好的抗鹽性，可用于高溫和高礦化度地層條件下的驅(qū)油劑。王玉鵬(am/aa/amps/amc14s共聚物的制備與表征，《青島科技大學(xué)學(xué)報(bào)》，2006，27 (I) :1-4)制備出可聚合的表面活性單體AMC14S,利用膠束聚合的方法制備得到了分子量較高的四元共聚物，在低溫和低礦化度下，共聚物水溶液表現(xiàn)出較好的增粘性質(zhì)，但是該四元共聚物在高溫高鹽下增粘性較差，且溶解性不好，大大限制了其在油田中的應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了克服利用現(xiàn)有的表面活性單體與丙烯酰胺等單體共聚所得到的共聚物的高溫高鹽下增粘性較差的缺點(diǎn)，提供一種表面活性良好的表面活性可聚合單體和在高溫高鹽下增粘性能強(qiáng)、溶解性良好的表面活性共聚物及其制備方法。本發(fā)明提高一種表面活性可聚合單體，其中，該表面活性可聚合單體具有式(I)所示的結(jié)構(gòu)，
權(quán)利要求
1.一種表面活性可聚合單體，其特征在于，該表面活性可聚合單體具有式(I)所示的結(jié)構(gòu)，
2.一種表面活性可聚合單體的制備方法，其特征在于，該制備方法包括在烷基化反應(yīng)條件下，在堿性條件下，將式(2)所示的丙烯酰胺和式(3)所示的鹵代烷基磺酸堿金屬鹽在有機(jī)溶劑中接觸，
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其中，所述烷基化反應(yīng)的條件包括反應(yīng)溫度為10-50°C，反應(yīng)時間為10-20小時，所述式(2)所示的丙烯酰胺與所述式(3)所示的鹵代烷基磺酸堿金屬鹽的用量摩爾比為O. 7-2. 5:1; 優(yōu)選所述式(2)所示的丙烯酰胺與所述式(3)所示的鹵代烷基磺酸堿金屬鹽的用量摩爾比為 O. 75-1. 5 I。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其中，所述式(2)所示的丙烯酰胺為N，N-二甲氨基丙基丙烯酰胺、N，N-二甲氨基丙基甲基丙烯酰胺、N，N-二甲氨基乙基丙烯酰胺和N，N-二甲氨基乙基甲基丙烯酰胺中的一種或多種。
5.一種表面活性增粘共聚物，其特征在于，該共聚物含有式(4)所示的結(jié)構(gòu)單元A和式(5)所示的結(jié)構(gòu)單元B，以該共聚物為基準(zhǔn)，所述結(jié)構(gòu)單元B的含量為O. 1-20重量％，所述結(jié)構(gòu)單元A與結(jié)構(gòu)單元B的摩爾比為30-1000 1，所述共聚物的特性粘數(shù)[Π]為1200-2600mL/g ； 優(yōu)選所述結(jié)構(gòu)單元B的含量為O. 5-10重量所述結(jié)構(gòu)單元A與結(jié)構(gòu)單元B的摩爾比為 40-800 I ；
6.一種表面活性增粘共聚物的制備方法，其特征在于，該方法包括在聚合反應(yīng)條件下，在引發(fā)劑存在下，使一種單體混合物在水中進(jìn)行聚合反應(yīng)，所述單體混合物含有式(6)所示的單體以及權(quán)利要求I所述的表面活性可聚合單體，且以所述單體混合物為基準(zhǔn)，所述表面活性可聚合單體的用量為O. 1-20重量％，式(6)所示的單體與所述表面活性可聚合單體的摩爾比為30-1000 1，聚合反應(yīng)的條件使得所得共聚物的特性粘數(shù)[η]為1200-2600mL/g； 優(yōu)選所述表面活性可聚合單體的用量為O. 5-10重量式(6)所示的單體與所述表面活性可聚合單體的摩爾比為40-800 I ；
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的表面活性增粘共聚物的制備方法，其中，所述式(6)所示的單體為丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸中的一種或多種。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的表面活性增粘共聚物的制備方法，其中，以所述單體混合物為基準(zhǔn)，所述引發(fā)劑的用量可以為O. 0001-0. I重量％。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的表面活性增粘共聚物的制備方法，其中，所述聚合反應(yīng)包括依次進(jìn)行的第一聚合反應(yīng)段和第二聚合反應(yīng)段，所述第一聚合反應(yīng)段的條件包括聚合溫度為5-30°C，聚合時間為2-16小時，所述第二聚合反應(yīng)段的條件包括聚合溫度為45-55°C，聚合時間為1-8小時。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的表面活性增粘共聚物的制備方法，其中，所述聚合反應(yīng)在pH為7. 1-10.5的條件下進(jìn)行。
11.權(quán)利要求5所述的表面活性增粘共聚物或者權(quán)利要求6-10中任意一項(xiàng)所述的方法制備的表面活性增粘共聚物在驅(qū)油劑中的應(yīng)用。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種表面活性可聚合單體、表面活性增粘共聚物及其制備方法和應(yīng)用，其中表面活性可聚合單體具有式(1)所示的結(jié)構(gòu)，該表面活性可聚合單體具有高的表面活性和高的聚合活性；該表面活性可聚合單體與其它單體共聚可以得到表面活性增粘共聚物。該表面活性增粘共聚物溶液的耐溫抗鹽性以及表觀粘度良好，且該表面活性增粘共聚物在用作驅(qū)油劑時，還能有效地對原油起到增溶、分散等作用，從而可以攜帶、拉拽難驅(qū)的殘余原油，提高其驅(qū)油效率。式(1)
文檔編號C09K8/584GK102807503SQ20111014824
公開日2012年12月5日 申請日期2011年6月1日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月1日
發(fā)明者吳江勇, 王曉春, 高文驥, 楊捷, 于芳, 王建宇, 張文龍 申請人:中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司北京化工研究院