[發明專利]丙烯酰胺類單體、丙烯酰胺系共聚物及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201410446704.1
• 申請日: 2014-09-03
• 公開（公告）號: CN105461598B
• 公開（公告）日: 2017-09-29
• 發明（設計）人: 杜超;黃鳳興;伊卓;劉希;祝綸宇;林蔚然;張文龍;方昭
• 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: C07C309/15
• 分類號: C07C309/15;C07C303/32;C08F220/56;C08F220/58;C08F4/40;C08F8/12;C09K8/588
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司11283
• 代理人: 王崇,李婉婉

技術領域

本發明涉及一種丙烯酰胺類單體及其制備方法，由該丙烯酰胺類單體制備得到的丙烯酰胺系共聚物和該丙烯酰胺系共聚物在聚合物驅油劑中的應用。

背景技術

油田開發的最終目標是最大限度地采出地下原油，提高原油采收率在其中占有極其重要的位置。從經濟效益和驅油效果角度，高分子量部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)在水溶液中具有流體力學體積大，在較低濃度下即可實現分子鏈間纏結，提供高的增稠作用等特點，因此是三次采油中廣泛應用的聚合物驅油劑。但此類聚合物作為驅油劑，難以滿足高溫高鹽油藏的需要。在高溫條件下，聚丙烯酰胺分子的水解和熱氧降解嚴重；在高鹽條件下，聚丙烯酰胺容易沉淀析出，溶液粘率保留率很低，最終導致驅油效果差，沒有明顯經濟效益。

針對上述性能缺點，研究人員對HPAM進行了大量改性研究。其中，通過丙烯酰胺與耐溫抗鹽單體共聚，在HPAM共聚物中引入耐溫抗鹽基團，是提高產品性能的一個重要途徑。但是，目前開發的耐溫抗鹽基團與丙烯酰胺共聚后得到的丙烯酰胺系共聚物的耐溫抗鹽性能還需要進一步提高。

因此從分子設計角度，開發耐溫抗鹽性能好、易于生成高分子量產物的耐溫抗鹽單體將是HPAM進改性研究的一個長期課題。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術中存在的聚合物驅油劑耐溫耐鹽性能較差的缺陷，提供一種耐溫抗鹽的丙烯酰胺類單體及其制備方法，由該丙烯酰胺類單體制備得到的丙烯酰胺系共聚物和該丙烯酰胺系共聚物在聚合物驅油劑中的應用。

本發明的第一方面，提供了一種耐溫抗鹽的丙烯酰胺類單體，其中，該單體具有式(1)所示的結構：

其中，R₁為氫或C1-C3的烷基，R₂為C8-C18的烷基，M₁為氫、鉀或鈉。

本發明的第二方面，提供了上述丙烯酰胺類單體的制備方法，其中，該方法包括：在溫度為-5℃至30℃的條件下，在酸酐存在下，將式(2)所示結構的化合物、式(3)所示結構的化合物與磺化劑反應4-24小時，

其中，R₁為氫或C1-C3的烷基，R₂為C8-C18的烷基。

本發明的第三方面，提供了一種丙烯酰胺系共聚物，其中，該丙烯酰胺系共聚物含有結構單元A、結構單元B、結構單元C和結構單元D，其中，所述結構單元A為具有式(4)所示結構的單元，所述結構單元B為具有式(5)所示結構的單元，所述結構單元C為具有式(6)所示結構的單元，所述結構單元D為具有式(7)所示結構的單元，且所述結構單元A、結構單元B、結構單元C和結構單元D的摩爾比為1：0.05-2：0.001-1：0.1-0.6。

其中，R₁、R₃和R₄各自獨立地為氫或C1-C3的烷基，R₂為C8-C18的烷基，M₂、M₃和M₄各自獨立地為鉀或鈉。

本發明的第四方面，提供了上述丙烯酰胺聚合物在聚合物驅油劑中的應用。

實驗表明本發明的丙烯酰胺類單體進行聚合得到的丙烯酰胺共聚物在在高溫、高礦度下具有較高的表觀粘度，因此具有優異的耐溫抗鹽性能。這可能是由于本發明的丙烯酰胺類單體具有8-18個碳的長鏈烷基單元，可形成微疏水區，在電解質中長鏈伸展，粘度增加，從而具有抗鹽的特性，此外，本發明的丙烯酰胺類單體具有磺酸基，可增加水溶性和抗溫性。

本發明的其他特征和優點將在隨后的具體實施方式部分予以詳細說明。

附圖說明

附圖是用來提供對本發明的進一步理解，并且構成說明書的一部分，與下面的具體實施方式一起用于解釋本發明，但并不構成對本發明的限制。在附圖中：

圖1是實施例1得到的單體A1的紅外光譜圖。

圖2是實施例4得到的單體A2的紅外光譜圖。

圖3是實施例5得到的單體A3的紅外光譜圖。

具體實施方式

以下對本發明的具體實施方式進行詳細說明。應當理解的是，此處所描述的具體實施方式僅用于說明和解釋本發明，并不用于限制本發明。

根據本發明的第一方面，本發明提供了一種丙烯酰胺類單體，該丙烯酰胺類單體具有式(1)所示的結構：