[發明專利]一種聚丙烯酰胺基對稱支化聚合物型表面活性劑及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 202011156796.1
• 申請日: 2020-10-26
• 公開（公告）號: CN114478906B
• 公開（公告）日: 2023-05-02
• 發明（設計）人: 蘇智青;李應成;夏燕敏;孫慧;許匯;朱益興;王蘭
• 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上海石油化工研究院
• 主分類號: C08F220/56
• 分類號: C08F220/56;C08F220/58;C08F220/54;C08F220/34;C08F216/14;C08F220/06;C08F220/60;C08F4/40;C08F4/04;C09K8/584
• 代理公司: 北京知舟專利事務所(普通合伙) 11550
• 代理人: 鮮瑩

本發明公開了一種聚丙烯酰胺基對稱支化聚合物型表面活性劑及其制備方法和應用。所述表面活性劑包括丙烯酰胺結構單元、陰離子單體結構單元、非離子單體結構單元、支化結構單元、以及任選的陽離子單體結構單元；其中，所述支化結構單元具有式(1)或式(2)所示結構中的至少一種：所述聚合物型表面活性劑可以同時實現水溶液高的粘度和低的油水界面張力，可在三次采油中作為驅油劑使用。

技術領域

本發明涉及表面活性劑領域，具體地說，是涉及一種帶有對稱支化結構的聚丙烯酰胺基對稱支化聚合物型表面活性劑及其制備方法和應用，所述聚合物型表面活性劑可以在三次采油中作為驅油劑使用。

背景技術

聚合物驅和表面活性劑驅是三次采油中得到最廣泛應用的兩類方法，表面活性劑驅油劑主要是利用表面活性劑降低水溶液的表面張力的能力，通過降低油水界面張力進而起到提高石油采收率的目的，而聚合物驅油劑主要通過利用水溶性聚合物強的增粘能力，在油藏中增加驅替相粘度，改善流度比，調節地層滲透率以達到提高石油采收率的目的。在實踐中為了進一步發揮兩者的協同增效作用，最大化兩者對采收率的貢獻，國內外均發展了SP或ASP驅油體系，通過復合使用同時實現流度控制和界面活性提高。但兩類驅油劑本體特征差異較大，使得其在復雜的油藏條件下由于稀釋、吸附、降解、擴散等特征的不同而逐步分離，進而無法起到最佳作用。為了解決這個問題，研究人員從兩個方面分別進行了嘗試，粘彈性表面活性劑和聚合物型表面活性劑。粘彈性表面活性劑是從表面活性劑出發，在表面活性劑溶液中，通過形成蠕蟲狀膠束進而賦予溶液粘彈性來達到一劑多效的目的。聚合物型表面活性劑則是從聚合物出發，通過在聚合物鏈中引入界面活性單體，進而賦予其降低界面張力的能力。聚合物型表面活性劑屬于高分子表面活性劑的一種。

高分子表面活性劑是一種具有表面活性功能的高分子化合物，已經有較長的研究歷史，早在20世紀50年代，Strauss等就開始了對聚皂水溶液性質的研究，聚皂即為傳統的高分子表面活性劑中能在水中形成膠束的一種。高分子表面活性劑被廣泛用于涂料，洗滌劑，催化劑，材料表面改性等很多方面。而在三次采油中，高分子表面活性劑可以在降低界面張力的同時增加粘度，對增大毛細管數有協同作用。另外，用單組分化合物代替混合物，可以防止傳統聚合物-表面活性劑混合流體的相分離。已有文獻報道聚合物型表面活性劑可以在增粘的同時降低油水界面張力，但降低IFT的程度有限，所以相對聚合物或表面活性劑驅而言，聚合物型表面活性劑在EOR中的應用偏少。

國外文獻報道中，兩性聚合物用于EOR的研究較多，而真正意義上的聚合物型表面活性劑用于EOR的則偏少，關注點主要集中在產物的流變性能改變上，對界面活性方面的關注較少，2016年Patrizio?Raffa等發表的一篇全面介紹聚合物型表面活性劑用于EOR的綜述中分析，研究主要關注流變性能而忽略了界面性能的主要原因是締合結構的出現使得產物溶液有了遠高于普通聚合物的粘度，進而使得粘度的增加成為影響EOR的主要因素。然而，也有文獻報道了更深度的分析，Larry?Co等在2015年的一篇文章，作者采用了一類聚合物型表面活性劑界面張力可降至10^-1mN/m，粘度低于傳統聚合物，在驅替實驗中，該類聚合物型表面活性劑的波及效率不及傳統聚合物，但采收率卻比傳統聚合物高了5％(OOIP)，作者也認為這主要是由于該類助劑在宏觀波及效率和微觀驅替效率兩個方面其作用，同時克服了傳統SP驅的色譜洗脫問題。

近年來國外的專利中，公開的類似專利主要集中在疏水締合型聚合物的合成中，如美國專利US3984333，US4222881，US?4284517，US?4317893，US?4814096，US?7691260，側重點均為少量表面活性單體的加入后，形成疏水締合結構對溶液流變性能的提升，因此產物性能方面僅關注其增粘能力方面，對產物的界面活性方面關注較少。