[發明專利]兩親性可聚合單體和兩親性增粘共聚物及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201010520020.3
• 申請日: 2010-10-20
• 公開（公告）號: CN102452950A
• 公開（公告）日: 2012-05-16
• 發明（設計）人: 吳江勇;王曉春;高文驥;于芳;王建宇;楊捷
• 申請（專利權）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
• 主分類號: C07C233/09
• 分類號: C07C233/09;C07C231/02;C08F220/56;C08F220/06;C08F222/38;C08F220/58;C09K8/588
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司 11283
• 代理人: 陳小蓮;王鳳桐

技術領域

本發明涉及一種兩親性可聚合單體和兩親性增粘共聚物及其制備方法和應用。

背景技術

隨著石油開采的深入發展，目前我國各大油田均已進入開采中后期，采出油含水率高達90％以上，溫度及礦化度都大幅度提高，一次、二次采油技術已無法滿足日益增長的原油需求，因此，采用三次采油技術提高采收率已成為我國石油工業的重要戰略措施。

聚合物驅油是三次采油技術中最為行之有效的方法之一。聚合物驅油要求聚合物在油藏條件下必需具有優良的增粘性能，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)，其驅油機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，最終達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，而且在三次采油階段，油層較深、油井內溫度高，PAM的使用溫度不能超過75℃，而且在礦化度較高的油層中容易發生相分離，致使溶液粘度劇烈下降。

另外，除了使用PAM和HPAM等親水性聚合物進行驅油以外，還常用對水相、油相均有親和性的兩親性聚合物作為驅油劑來驅油，這種兩親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，國內外的研究人員做了大量的研究工作，如美國專利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，《高分子學報》，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，造成工業成本巨大，而且后期表面活性劑不易去除而破壞環境。

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鏈的共聚物作為驅油劑的方法，該類共聚物通過鹽誘發表面活性劑側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油劑。王玉鵬(AM/AA/AMPS/AMC₁₄S共聚物的制備與表征，《青島科技大學學報》，2006，27(1)：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，共聚物水溶液表現出較好的增粘性質，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用。

發明內容

本發明的目的是為了克服利用現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水溶性差的缺點，提供一種表面活性良好的兩親性可聚合單體和在高溫高鹽下增粘性能強、溶解性良好的兩親性兩親性共聚物及其制備方法。

本發明提供了一種兩親性可聚合單體，其中，該兩親性可聚合單體具有式(1)所示的結構，

其中，R為碳原子數6-18的烷基或碳原子數6-18的芳基。

本發明還提供了一種所述的兩親性可聚合單體的制備方法，其中，該方法包括在酸酐的胺解反應條件下，在有機溶劑中，將碳原子數為6-18的脂肪胺或碳原子數6-18的芳胺與順丁烯二酸酐接觸。

本發明還提供了一種兩親性增粘共聚物，其中，該共聚物含有式(2)所示的結構單元A和式(3)所示的結構單元B，以該共聚物為基準，所述結構單元B的含量為0.1-20重量％，所述結構單元A與結構單元B的摩爾比為10-500∶1，所述共聚物的特性粘數[η]為700-2400mL/g，

其中，R₁-R₃各自獨立地為氫或碳原子數1-3的烷基，R₄為選自-CONH₂、-COOH和-CONHC(CH₃)₂CH₂SO₃H中的任意一種基團，

其中，R為碳原子數6-18的烷基或碳原子數6-18的芳基。

本發明還提供了一種上述兩親性增粘共聚物的制備方法，其特征在于，該制備方法包括：在聚合反應條件下，在引發劑存在下，使一種單體混合物在水中進行聚合反應，所述單體混合物含有式(4)所示的丙烯酸類和/或丙烯酰胺類單體以及權利要求1或2所述的兩親性可聚合單體，