[發明專利]一種含亞硫酸鹽結構的聚合物驅油劑及其合成方法

有效

• 申請號: 201410321753.2
• 申請日: 2014-07-07
• 公開（公告）號: CN104152131A
• 公開（公告）日: 2014-11-19
• 發明（設計）人: 茍紹華;何楊;馬永濤;夏鴻;羅珊;周艷婷
• 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;C08F220/38
• 代理公司: 成都市輔君專利代理有限公司 51120
• 代理人: 楊海燕;楊盛彪

技術領域

本發明涉及一種用于石油工業油田驅油提高原油采收率的含亞硫酸鹽結構的聚合物驅油劑及其合成方法。

背景技術

隨著社會經濟發展，人們對石油的需求量越來越大，然而儲量卻在不斷減少，石油作為不可再生資源變得越來越寶貴。因此需要對油田進行再開發，提高原油產量。提高采收率技術是穩定油田原油產量的根本途徑。聚合物驅作為提高原油采收率的主要手段之一，其驅油機理清楚，工藝相對簡單，技術日趨成熟。目前，丙烯酰胺類聚合物驅油劑應用廣泛，但其耐溫抗鹽性能不理想，在高溫、高鹽油藏條件下使用受到限制。近年來國內外學者在提高聚合物耐溫抗鹽性方面開展了大量研究工作，主要有兩大方面：一是合成具有耐溫抗鹽結構單元的非締合型丙烯酰胺類聚合物，二是合成具有特殊相互作用的聚合物驅油劑。在丙烯酰胺共聚物鏈節上引入具有抑制水解(鐘景興,陳煜,譚惠民.AM/NVP二元共聚物的溶液性能[J].高分子材料科學與工程,2005,21(4):220-223)、增加分子鏈剛性(GouS,LiuM,YeZ,etal.Modification?of?a?nicotinic?acid?functionalized?water-soluble?acrylamide?sulfonate?copolymer?for?chemically?enhanced?oil?recovery[J].Journal?of?Applied?Polymer?Science,2014,131(8))、強水化能力(劉小軍,于鈞,丁偉.兩性離子聚丙烯酰胺的合成[J].精細石油化工進展,2010,8:005)等性能結構單元，可使聚合物耐溫抗鹽性能顯著改善。

磺基甜菜堿是具有季銨鹽陽離子及磺酸基陰離子的兩性離子化合物，磺酸基具有很好的化學穩定性，常作為功能結構單元被引入到丙烯酰胺共聚物中，改善共聚物溶解、抗鹽等性質(趙田紅,王忠信,谷秋志等.陰離子型AM/AMPS共聚物的合成及性能評價[J].精細石油化工進展,2007,7(12):21-24；毛程,丁偉,于濤等.磺基甜菜堿型兩性離子聚合物的鹽溶液性質[J].鉆井液與完井液,2011,28(5):5-8；YeZ,Gou?G,Gou?S,et?al.Synthesis?and?characterization?of?a?water-soluble?sulfonates?copolymer?of?acrylamide?and?N-allylbenzamide?as?enhanced?oil?recovery?chemical[J].Journal?of?Applied?Polymer?Science,2013,128(3):2003-2011)，含磺酸鹽共聚物可提高聚合物在高溫、高鹽度條件下粘度保留率(葉仲斌,茍光俊,茍紹華等.丙烯酰胺四元共聚磺酸鹽的合成及性能研究[J].化學研究與應用,2012,24(10):1560-1564；Gou?S,Liu?M,Ye?Z,et?al.Modification?of?a?nicotinic?acid?functionalized?water-soluble?acrylamide?sulfonate?copolymer?for?chemically?enhanced?oil?recovery[J].Journal?of?Applied?Polymer?Science,2014,131(8))。

亞硫酸甜菜堿是含有亞硫酸結構的季銨內鹽兩性離子，與磺基甜菜堿結構相似。亞硫酸基結構有較強的水化能力，將其引入丙烯酰胺聚合物中，將使共聚物水溶性改善(Hardy?E?E,Marschner?F?W.Surfactant?compositions?comprising?betaine/cocoamide?complexes?and?method?of?making?the?same:U.S.Patent5,290,482[P].1994-3-1)。同時由于聚合物分子鏈中含有陽離子和陰離子兩種離子基團，分子間或分子內因為靜電作用，使聚合物具有較好的抗鹽性能(孫玉麗,錢曉琳,吳文輝.聚合物驅油技術的研究進展[J].精細石油化工進展,2006,7(2):26-29)。基于以上觀點，本發明設計合成一種水溶性亞硫酸酯甜菜堿功能單體，并與丙烯酰胺、丙烯酸鈉共聚合成一種新型的聚合物驅油劑。

發明內容

本發明的目的在于提供一種含亞硫酸鹽結構的聚合物驅油劑，該聚合物表現出良好的水溶性、耐溫抗鹽性及抗剪切性，能較好地提高原油采收率，具有廣闊的市場前景。

本發明的另一目的還在于提供該聚合物驅油劑的合成方法，該方法原理可靠，操作簡便，產率較高，且綠色環保。