[發明專利]一類可乳化烴類物質的磺酸鹽型聚合物及其合成方法

有效

• 申請號: 201410524593.1
• 申請日: 2014-10-08
• 公開（公告）號: CN104371063A
• 公開（公告）日: 2015-02-25
• 發明（設計）人: 葉仲斌;張軒;陳洪;韓利娟;蔣金芳;宋佳蓉;任昊;肖林;申玲紅
• 申請（專利權）人: 西南石油大學
• 主分類號: C08F220/58
• 分類號: C08F220/58;C08F226/02;C09K8/588;C09K8/584
• 代理公司: 成都金英專利代理事務所(普通合伙) 51218
• 代理人: 袁英

技術領域

本發明涉及一類可乳化烴類物質的磺酸鹽型聚合物及其合成方法。

背景技術

原油的開采主要經歷三個階段：一次采油階段，二次采油階段，三次強化采油階段。一次采油主要是通過地層天然能量使原油從地層中的多孔介質中流出。在這一階段，大約有10～20％的原油被開采出來。二次采油主要是通過對地層注水或氣來增加地層的壓力，補充地層能量，從而將地層里的原油帶到地面。在一次采油和二次采油后，只有約20～50％的原油從地下開采出來，而地下仍然有約50～80％因為被吸附在巖石的表面而殘留在地下，因此就需要進行三次強化采油(EOR)。

隨著油氣資源的枯竭，人們將越來越多的關注集中到如何開采這些殘留在地下的原油，并開發出了許多提高原油采收率(EOR)的新方法，如熱采、氣驅、混相驅、微生物驅、化學驅等，其中化學驅在中國取得了突破性的進展。化學驅主要分為三種：聚合物驅，聚合物-表面活性劑驅(SP)，以及堿-聚合物-表面活性劑三元復合驅驅(ASP)。這類方法主要是通過改變油水流度比來提高原油采收率。近年來，越來越多的室內研究和礦場實驗表明，在化學驅油過程中，如果驅油體系能夠有效乳化地層原油，可以有效提高原油采收率。但是由于聚合物對于原油的乳化較差，故其提高采收率效果有限。而SP驅和ASP驅存在表面活性劑與聚合物匹配，色譜分離效應以及堿對管道和地層的傷害等問題。鑒于上述問題，開發新的驅油材料來彌補目前驅油體系的缺陷，成為當務之急。

本發明合成了一類高分子表面活性劑，該高分子表面活性劑既具有傳統水溶性聚合物的特征，能在水溶液中增粘，又具有良好的表面活性，能有效乳化原油和烴類。由于其獨特的性能，作為一種新型驅油劑，對提高原油采收率具有重要的應用價值。

發明內容

本發明的目的在于提供一類可乳化烴類物質的磺酸鹽型聚合物，該聚合物主要應用在石油開采，鉆井完井行業，既具有傳統水溶性聚合物的特征，能在一定礦化度范圍類的鹽水溶液中增粘，又具有良好的表面活性和乳化性能，能有效乳化原油和烴類，由于其獨特的性能，對提高原油采收率具有重要的應用價值。

本發明的另一目的還在于提供上述可乳化烴類物質的磺酸鹽型聚合物的合成方法，該方法原理可靠，操作簡便，條件溫和，收率較高，并且易于提純分離，具有廣闊的市場前景。

為達到以上技術目的，本發明提供以下技術方案。

一類可乳化烴類物質的磺酸鹽型聚合物，有2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)和長鏈烷基二甲基烯丙基溴化銨(C_nDMAAB，n＝6～22)兩種結構單元，其結構式如下：

其中x、y為結構單元數，x為70～99％，y為1～30％。

所述可乳化烴類物質的磺酸鹽型聚合物的合成方法，依次包括以下步驟：

(1)將1mol長鏈烷基二甲基叔胺(C_nDMA，n＝6～22)，1.2～2mol烯丙基溴加入到200～500ml乙醇中，在40-80℃，氮氣保護條件下攪拌，反應7～48h后，減壓蒸餾除去溶劑，得到淡黃色固體，加入丙酮對產品進行重結晶，得到白色粉末狀晶體，即長鏈烷基二甲基烯丙基溴化銨(C_nDMAAB，n＝6～22)；

(2)將長鏈烷基二甲基烯丙基溴化銨(C_nDMAAB，n＝6～22)和2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸溶于水中，長鏈烷基二甲基烯丙基溴化銨(C_nDMAAB，n＝6～22)和2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸的摩爾比為0.1～3：7～9.9，用碳酸氫鈉溶液調節pH值為7左右，單體總濃度為10～30質量％，通入氮氣30min進行除氧，再加入引發劑偶氮二異丁咪唑啉鹽酸鹽(AIBI)，引發劑加量為單體總質量的0.05～1.5％，體系升溫至30～60℃，反應3～10h后，用乙醇和丙酮反復多次沉淀洗滌，將產物在40℃真空烘箱中干燥48h，粉碎造粒后，即得可乳化烴類物質的磺酸鹽型聚合物AMPS/C_nDMAAB(n＝6～22)。

在本發明中，首先制備了表面活性劑單體長鏈烷基二甲基烯丙基溴化銨(C_nDMAAB，n＝6～22)，采用乙醇為溶劑，反應溫度為40～80℃，反應時間為7～48h時，反應收率為77％～90.1％。然后采用自由基水溶液聚合法得到無歸微嵌段共聚物。其反應式如下：

與現有技術相比，本發明具有以下有益效果：