[發明專利]一種磺酸基羥甲基聚丙烯酰胺及其合成方法

在審

• 申請號: 201811124345.2
• 申請日: 2018-09-26
• 公開（公告）號: CN109265585A
• 公開（公告）日: 2019-01-25
• 發明（設計）人: 郭睿;李秀環;霍文生;馮文佩;劉雪艷;張瑤;韓雙;高彎彎
• 申請（專利權）人: 陜西科技大學
• 主分類號: C08F8/36
• 分類號: C08F8/36;C08F8/02;C08F120/56;C09K8/508
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 徐文權

本發明公開了一種磺酸基羥甲基聚丙烯酰胺及其合成方法。該產品分子量大，具有優異的抗酸、抗堿和耐高溫性，該合成方法所用的原料聚丙烯酰胺，甲醛溶液，純凈水等來源廣泛，生產成本低。與現有技術如部分水解聚丙烯酰胺與甲醛的N?羥甲基化反應相比，本方法反應條件溫和，且操作方法簡單，不需要特殊儀器，耗時少，采用甲醛與聚丙烯酰胺進行羥甲基化反應，生成羥甲基化聚丙烯酰胺，因為生成的羥甲基(?CH₂OH)取代了酰胺基上的一個氫；羥甲基化的聚丙烯酰胺與硫酸氫鈉進行磺甲基化反應，生成磺酸基羥甲基聚丙烯酰胺，因為一部分的羥甲基上的羥基(?OH)又被磺酸鈉基(?SO₃Na)。使改性后的聚丙烯酰胺能夠達到定性改性的效果，產物相對分子質量較高，處理過程簡單。

【技術領域】

本發明屬于石油開采技術領域，涉及一種磺酸基羥甲基聚丙烯酰胺及其合成方法。

【背景技術】

在油田的開發過程中，老油田含水率越來越高，產油量逐漸降低，采油程度遞減，油層井下出水會給油田開發帶來許多嚴重的問題，甚至會導致油田最終不能繼續開采。在高含水期，從注水井注入的水對地層能夠產生大量的沖刷，沖刷過程中細顆粒沙及膠狀物被帶走，形成次生大孔道，滲透率會變得越來越高，致使大量的油殘留在地層中無法開采。堵水是指從油井進行的封堵高滲透層的作業，堵水的目的就是為了改變水驅油中水的流動方向和控制產水層中水的流動，進而對高產水層進行封堵，降低井底流壓，對產液剖面進行改善，提高注入水的波及系數及水驅油效率，在一個階段內力圖使油田的產水量得到下降或穩定，保持油田穩產或增產，提高油田的采收率，減少無效的水循環，降低油井綜合含水率，避免不必要的資源浪費。

國外早期使用非選擇性的水基水泥堵水，后來發展應用原油、憎水的油水乳化液、油基水泥等作為選擇性堵劑。從70年代起，以美國為主的西方國家發展了以聚合物類的堵水劑，使油田化學進入了一個新的階段。近幾十年來，水溶性聚合物類堵劑得到廣泛的應用，國外許多專家對堵水的機理、堵劑的封堵性能和堵劑的選擇進行了研究。目前，國外關于堵劑的報道主要包括有機類、無機類兩種。有機類多為改性的聚丙烯酰胺、聚丙烯腈類、生物多糖類化合物及樹脂等。無機類為水泥、氧化鋁等。我國油田堵水技術始于50年代，其整體的發展大致經歷了四個階段：50至70年代，主要依賴油井的堵水，堵劑以水泥、活性稠油、水玻璃氯化鈣體系和樹脂等為主。70至80年代，由于聚合物及其交聯凝膠的出現與發展，堵劑的研制也迅速發展，主要是強凝膠型堵劑，其作用機理也多是物理屏障式堵塞，最終達到調整近井地層的吸水剖面和產液剖面的目的。90年代，國內絕大多數油田都進入高含水期，堵水調剖技術也因此進入鼎盛期，但由于處理的目的層不同，對應的堵劑體系也有近一百多種，深部調剖及相關技術也隨之快速發展，多以區塊的綜合治理為主。2000年后，針對油藏工程的深部調剖，國內學者提出了改善水驅的配套技術，將油藏工程技術和分析方法應用于改變水驅的深部液流轉向技術。目前國內外對于耐高溫性、耐酸性和耐堿腐蝕性的封堵劑的研究還不能滿足實際應用情況。

【發明內容】

本發明的目的在于克服上述現有技術的缺點，提供一種磺酸基羥甲基聚丙烯酰胺及其合成方法，該方法通過聚丙烯酰胺和亞硫酸氫鈉及甲醛發生羥甲基化反應和磺甲基化反應，得到磺酸基羥甲基聚丙烯酰胺，制備出的磺酸基羥甲基聚丙烯酰胺能夠抗高溫、耐酸和堿的腐蝕。

為達到上述目的，本發明采用以下技術方案予以實現：

一種磺酸基羥甲基聚丙烯酰胺，所述磺酸基羥基甲基聚丙烯酰胺的化學結構式為：

分子量為200萬-300萬。

一種磺酸基羥甲基聚丙烯酰胺的合成方法，包括以下步驟: