[發明專利]AM/NaAA/AOC三元聚合物驅油劑及其合成方法

無效

• 申請號: 201310015362.3
• 申請日: 2013-01-16
• 公開（公告）號: CN103087701A
• 公開（公告）日: 2013-05-08
• 發明（設計）人: 茍紹華;尹婷;葉仲斌;程晨;陳洪;余昊
• 申請（專利權）人: 西南石油大學
• 主分類號: C09K8/588
• 分類號: C09K8/588;C08F220/56;C08F220/06;C08F226/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及三次采油驅油領域，特別涉及聚合物驅油劑及其合成方法。

背景技術

用于油田驅油的水溶性聚合物主要包括以丙烯酰胺類為主的合成聚合物、天然改性聚合物和生物聚合物。但天然改性聚合物熱穩定性差，生物聚合物成本高，從而使其應用受到限制。目前以部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)為代表的聚合物在三次采油中獲得了廣泛應用，但是該類聚合物在現場應用時還存在一些問題：高相對分子質量的HPAM溶解困難，且易剪切降解；HPAM在較高溫度下易發生水解，耐溫抗鹽性較差，嚴重影響了聚合物驅在高溫、高礦化度油藏提高采收率的效果。為了滿足高溫、高鹽油藏驅油的需要，耐溫抗鹽型水溶性聚合物的研制成為國內外聚合物驅油劑研究的熱點課題。

1983年，F.D.Martin等人針對部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)的缺點，合成出兩種改性的丙烯酰胺聚合物，與HPAM相比，顯示出更好的性能，主要是在鹽水中仍保留較高的粘度。1987年Moradi-Araghi,A等人以丙烯酰胺（AM）、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸鈉(NaAMPS)為原料合成出AM/NaAMPS共聚物，結果表明，AM/NaAMPS共聚物具有優良的耐溫與抗鹽性能。2001年，G.OYahaya等人將含有苯環的單體引入到聚合物鏈中，合成了丙烯酰胺N-芐基丙烯酰胺共聚物，并對聚合物水溶液進行性能評價，結果發現該聚合物具有一定的增粘抗鹽能力。1999年羅開富等人采用自由基水溶液共聚法制備了水溶性的丙烯酰胺/（2-甲基丙烯酰基-氧乙基二甲基十二烷基溴化銨（AM/MEDMDA）共聚物，研究了共聚物的溶液性能。結果表明，與部分水解聚丙烯酰胺相比，這種產物具有優異的抗鹽性。2004年，雒貴明等人采用丙烯酰胺（AM）、N-正十二烷基丙烯酰胺（C₁₂AM）和2-丙烯酰胺基-2-十二烷基乙磺酸（AMC₁₄S）合成了三次采油用聚合物PL-2，實驗結果表明：該聚合物驅油劑PL-2具有較好的增粘效果和抗剪切性熱穩定性。2006年，廖禮等人采用3-丙烯酰胺基-3-甲基丁酸鈉（NaAMB）與2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸（AMPS）、丙烯酰胺（AM）合成了AM/AMPS/NaAMB三元共聚物，結果表明該聚合物具有較好的抗鹽性能和增粘性能，但抗溫效果不明顯，有待進一步改進。

磺酰胺類化合物與一般的酰胺類化合物相比難以水解，對甲苯磺酰胺結構中含有苯環，將其引入到聚合物中，可以有效提高聚合物鏈的剛性，并且甲苯磺酰胺中氮原子上的孤對電子可與金屬離子絡合，從而增加聚合物的穩定性，耐鹽抗溫性。又由于烯丙基對甲苯磺酰胺基團的疏水作用以及靜電、氫鍵或范德華力作用而在分子間自動產生具有一定強度但又可逆的物理締合，從而形成巨大的三維立體網狀空間結構，使得聚合物增粘效果增加。基于以上思路，使烯丙基對甲苯磺酰胺與來源廣泛、廉價易得的丙烯酰胺、丙烯酸鈉共聚合成一種新型的AM/NaAA/AOC三元聚合物驅油劑。

發明內容

本發明的目的在于：提供AM/NaAA/AOC三元聚合物驅油劑及其合成方法，通過提高聚合物的增粘能力、耐溫抗鹽性，使其在高溫、高礦化度油藏使用時驅油效果提高。

本發明的產品技術方案是：

AM/NaAA/AOC三元聚合物驅油劑是由丙烯酰胺AM、丙烯酸鈉NaAA、烯丙基對甲苯磺酰胺AOC三種單體構成，其結構式為：

式中h為質量百分比51.1~53.6%，m為質量百分比46.4~48.9%，n為質量百分比0.2%~1.2%，紅外譜圖見圖1。單體AOC的合成方法：在100mL單口燒瓶中加入3.81g對甲苯磺酰胺和10mL二氯甲烷，冰浴條件下，緩慢滴加1.37g烯丙基胺、2.02g三乙胺和5mL二氯甲烷的混合液，反應5~7h后，分別用去離子水、稀鹽酸、稀氫氧化鈉和飽和食鹽水洗滌，并干燥過濾，減壓蒸餾得淡黃色固體AOC。反應方程式如下：

本發明提供AM/NaAA/AOC三元聚合物驅油劑的合成方法：

第一步，在250mL三頸燒瓶加入0.02g上述烯丙基對甲苯磺酰胺和0.02g乳化劑OP-10；加入少量蒸餾水攪拌至溶液透明；

第二步，加入5.0g丙烯酰胺、5.0g丙烯酸，再加入一定量去離子水使其溶解，用NaOH溶液調節pH為7，配成單體總質量百分濃度20%水溶液，恒定溫度45°C，通氮氣20min；