[发明专利]两亲性可聚合单体和两亲性增粘共聚物及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种两亲性可聚合单体和两亲性增粘共聚物及其制备方法和应用。

背景技术

目前我国大庆、胜利、中原、华北、大港等大型油田均已进入开采中后期，采出油含水率高达90％以上，温度及矿化度都大幅度提高，一、二次采油技术无法再满足日益增长的原油需求，因此，采用三次采油技术提高采收率已成为我国石油工业的重要战略措施。

聚合物驱油是三次采油技术中最为行之有效的方法之一。是指聚合物在油藏条件下必需具有优良的增粘性能，而且在温度、压力及盐的作用下要有高的粘度保持率。国内普遍采用的是聚丙烯酰胺(PAM)及部分水解的聚丙烯酰胺(HPAM)，其驱油机理是聚合物水溶液在很低的浓度下具有很高的粘度以降低水相的渗透率，控制水的流动度，提高波及系数，最终达到提高原油采收率的目的。但此类聚合物具有剪切变稀、高温分解、遇盐降粘的缺点，而且在三次采油阶段，油层较深、油井内温度高，PAM的使用温度不能超过75℃，而且在矿化度较高的油层中容易发生相分离，致使溶液粘度剧烈下降。

另外，除了使用PAM和HPAM等亲水性聚合物进行驱油以外，还常用对水相、油相均有亲和性的两亲性聚合物作为驱油剂来驱油，这种两亲性聚合物包括两亲嵌段水溶性聚合物及疏水缔合水溶性聚合物两大类。为了克服聚丙烯酰胺的上述缺点，国内外的研究人员做了大量的研究工作，如美国专利US4814096公开了一种以乳液聚合的方法制备丙烯酰胺、丙烯酸和甲基丙烯酸月桂酯的共聚物，其疏水缔合作用使得聚合物具有较好的耐温抗盐耐剪切性。赵勇(反相微乳液中疏水缔合型聚丙烯酰胺的合成及其性能研究，《高分子学报》，2000，(5)：550-553)用反相微乳液聚合法合成出了疏水改性的聚丙烯酰胺，该共聚物得水溶液具有良好的增粘特性。但上述疏水缔合水溶性聚合物的制备都用到了不溶于水的疏水性单体，因此需要消耗大量的表面活性剂，造成工业成本巨大，而且后期表面活性剂不易去除而破坏环境。

为了解决大量使用表面活性剂时存在的各种不足，提出了一种采用由可聚合的表面活性剂单体与丙烯酰胺等单体共聚得到的具有离子型表面活性剂侧链的共聚物作为驱油剂的方法，该类共聚物通过盐诱发表面活性剂侧链的聚集作用而获得良好的抗盐性，可用于高温和高矿化度地层条件下的驱油剂。王玉鹏(AM/AA/AMPS/AMC14S共聚物的制备与表征，《青岛科技大学学报》，2006，27(1)：1～4)制备出可聚合的表面活性单体AMC14S，利用胶束聚合的方法制备得到了分子量较高的四元共聚物，在低温和低矿化度下，共聚物水溶液表现出较好的增粘性质，但是该四元共聚物在高温高盐下增粘性较差，且溶解性不好，大大限制了其在油田中的应用。

发明内容

本发明的目的是为了克服利用现有的表面活性单体与丙烯酰胺等单体共聚所得到的共聚物的高温高盐下增粘性较差的缺点，提供一种表面活性良好的两亲性可聚合单体和在高温高盐下增粘性能强、溶解性良好的两亲性两亲性共聚物及其制备方法。

本发明提供了一种两亲性可聚合单体，其中，该两亲性可聚合单体具有式(1)所示的结构，

其中，n为0-4的整数，R为碳原子数6-18的烷基或碳原子数6-18的芳基，M为碱金属元素。

本发明还提供一种两亲性可聚合单体的制备方法，其中，该方法包括在烷基化条件下，在有机溶剂和水的混合物中，在碱性条件下，将碳原子数为6-18的脂肪胺或碳原子数为6-18的芳胺与下式(2)所示的卤代烷基磺酸碱金属盐接触，得到下式(3)所示的中间体；在碱性溶液中，将该中间体与丙烯酰氯接触；

X-CH₂-(CH₂)_n-SO₃M    式(2)

R-NH-(CH₂)_n+1-SO₃M   式(3)

式(2)和式(3)中：X代表卤素，n为0-4的整数，M为碱金属元素，R为碳原子数6-18的烷基或碳原子数6-18的芳基。

本发明还提供了一种两亲性增粘共聚物，其中，该共聚物含有式(4)所示的结构单元A和式(5)所示的结构单元B，以该共聚物为基准，所述结构单元B的含量为0.1-20重量％，所述结构单元A与结构单元B的摩尔比为50-1000∶1，所述共聚物的特性粘数[η]为1200-2400mL/g；