[發(fā)明專利]疏水性可聚合單體和驅(qū)油劑組合物及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210217226.8
• 申請(qǐng)日: 2012-06-27
• 公開（公告）號(hào): CN103508914A
• 公開（公告）日: 2014-01-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王曉春;吳江勇;高文驥;于芳;楊捷
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)石油化工股份有限公司;中國(guó)石油化工股份有限公司北京化工研究院
• 主分類號(hào): C07C233/20
• 分類號(hào): C07C233/20;C07C231/12;C09K8/588;C08F220/56;C08F220/58
• 代理公司: 北京潤(rùn)平知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11283
• 代理人: 王崇;王鳳桐

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種疏水性可聚合單體和驅(qū)油劑組合物及其制備方法。

背景技術(shù)

目前，利用三次采油技術(shù)來穩(wěn)定和提高原油產(chǎn)量，已成為石油工業(yè)亟需解決的一項(xiàng)重要課題。在三次采油（EOR）技術(shù)中，常使用低分子表面活性劑和聚合物的混合溶液以獲得低界面張力和高流度控制（高粘度）的驅(qū)替液。低分子表面活性劑與聚合物由于性質(zhì)上的差異在地層內(nèi)流動(dòng)時(shí)可能相互分離，導(dǎo)致表面活性劑在驅(qū)替過程中損耗量增大，采收率和經(jīng)濟(jì)效益降低。同時(shí)，無機(jī)高價(jià)陽離子的存在以及地層溫度不斷升高，水質(zhì)礦化度也愈來愈高，導(dǎo)致傳統(tǒng)的聚合物/陰離子表面活性劑復(fù)配體系的性能難以達(dá)到低界面張力和高流度控制的要求。要保證驅(qū)油體系在高礦化度和較高溫度條件下同時(shí)具有足夠高的黏度和超低界面張力，就需要結(jié)合高分子的增粘能力與低分子表面活性劑的表面活性。為此，在高分子鏈上引入具有優(yōu)良表面活性的功能基團(tuán)，達(dá)到既增粘又降低界面張力的效果，一種材料同時(shí)起到聚合物和表面活性劑兩種材料的作用，此類具有表面活性的高分子驅(qū)油劑將一定程度上解決聚合物-表面活性劑復(fù)合驅(qū)存在的色譜分離效應(yīng)問題，同時(shí)由于高分子表面活性劑的增粘性能，使其具有穩(wěn)定泡沫的作用，在泡沫驅(qū)油和多元泡沫復(fù)合驅(qū)中可充當(dāng)穩(wěn)泡劑，這些優(yōu)越性能使得高分子表面活性劑在三次采油中具有較好的應(yīng)用前景。

目前，盡管在解決高分子表面活性劑同時(shí)具有高摩爾質(zhì)量和高表面活性的問題上已有一定進(jìn)展，但由于對(duì)其結(jié)構(gòu)和性能的關(guān)系認(rèn)識(shí)不夠，加之大分子水溶液體系非常復(fù)雜，迄今為止具有超高分子量和高表面活性的高分子表面活性劑這一領(lǐng)域的研究仍然進(jìn)展緩慢。因此，研究高分子表面活性劑結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系，重視新型高分子表面活性劑的研究與開發(fā)，合成高摩爾質(zhì)量（高黏度）、高表面活性的高分子化合物，具有重要的理論和應(yīng)用價(jià)值。US4,138,381、US4,463,151、EP426864A1中分別采用烷基或烷基酚聚氧乙烯醚丙烯酸酯表面活性單體與丙烯酰胺類單體共聚，主要是利用表面活性單體的疏水基團(tuán)在水中的締合作用，從而使共聚物的粘度大幅度提高，含有表面活性單體組分的共聚物具有更好的耐鹽性，但兩親性大單體組分在二元共聚物中難以向界面聚集，因此，所合成的共聚物表面活性不好。CN?1178802A中，將丙烯酰胺類單體、表面活性大單體及離子型單體共聚得到三元共聚物，該共聚物粘度較高但表面活性較差。西南石油學(xué)院的孫力立等人采用均相聚合法，合成了一種新型高分子表面活性劑PS1，該高分子表面活性劑為丙烯酰胺、丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯三元共聚物，該高分子表面活性劑降低表面張力的能力不及低分子表面活性劑，其與無機(jī)鹽復(fù)配，由于協(xié)同效應(yīng)，會(huì)產(chǎn)生出優(yōu)于單一表面活性劑的復(fù)配性能，使表面張力降得更低，但該高分子表面活性劑的耐溫抗鹽性能較差。中科院成都有機(jī)化學(xué)研究所的金勇等人以甲苯二異氰酸酯和聚醚為主要原料，合成了一類帶有雙鍵的可聚合非離子型聚氨酯高分子表面活性劑，該高分子表面活性劑在濃度為0.06mol/L時(shí)可使溶液表面張力降至37.6mN/m（25℃），同時(shí)在很低濃度下依然能夠保持良好的表面活性，另外，該可聚合非離子型聚氨酯高分子表面活性劑降低表面張力的能力隨著疏水鏈段所占比例的增加而增加，但該可聚合非離子型聚氨酯高分子表面活性劑的聚合活性和耐溫性能較差。

目前在油田開采用高分子材料中，可以選用的材料有部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)、丙烯酰胺與丙烯酸的共聚物、生物聚合物（黃胞膠）、纖維素醚化合物、聚乙烯吡咯烷酮等，可供使用的聚合物驅(qū)油劑僅有HPAM和黃胞膠兩類，并以HPAM為主。HPAM已在我國(guó)聚合物驅(qū)油中廣泛使用，并取得了良好的結(jié)果。HPAM產(chǎn)品剪切穩(wěn)定性差，耐溫抗鹽性能不好。黃胞膠抗鹽、抗剪切性能優(yōu)良，但注入性與耐溫性差，且價(jià)格昂貴。HPAM和黃胞膠均難以滿足高溫高含鹽油藏的需要。各國(guó)學(xué)者在研制高性能的提高采收率用高分子材料方面開展了大量研究工作，取得了一定進(jìn)展，但目前尚無可投入工業(yè)應(yīng)用的具有優(yōu)良耐溫抗鹽性能的聚合物驅(qū)油劑商業(yè)產(chǎn)品。

另外，化學(xué)復(fù)合驅(qū)油技術(shù)在三次采油中具有重要的地位，其中使用的驅(qū)油組合物能夠?qū)崿F(xiàn)油水超低界面張力，同時(shí)保持注入流體粘度，大幅度提高采收率。但是，驅(qū)油組合物中的不同組份在油藏多孔介質(zhì)中的吸附、擴(kuò)散和運(yùn)移等性能特征差異較大，導(dǎo)致在油藏孔隙中驅(qū)油時(shí)的“色譜分離效應(yīng)”。此外，表面活性劑在驅(qū)替過程中損耗量增大。以上原因造成目前的化學(xué)復(fù)合驅(qū)油技術(shù)的采收率和經(jīng)濟(jì)效益低。因此，化學(xué)復(fù)合驅(qū)油技術(shù)在三次采油中還受到很大地限制。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種疏水性可聚合單體，由該單體制備的共聚物應(yīng)用于驅(qū)油領(lǐng)域時(shí)，能兼具良好的表面活性、增稠水介質(zhì)能力和耐溫抗鹽能力。