[发明专利]AM/NaAA/AT三元聚合物驱油剂及其合成方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种应用于三次采油提高采收率的水溶性聚合物驱油剂及其合成方法。 

背景技术

水溶性聚合物广泛应用于三次采油、水净化、采矿、冶金、造纸等领域。水溶性聚合物的分子结构中含有大量的亲水基团，按来源通常分为三大类：天然水溶性高分子，如淀粉类、纤维素、植物胶、动物胶等。化学改性天然聚合物，主要有改性淀粉和改性纤维素。合成聚合物，如聚丙烯酰胺（PAM）、部分水解聚丙烯酰胺（HPAM）等。 

随着油田的深入开采以及国内油田普遍存在高矿化度，高地温等特点，加上我国油田又普遍进入高含水开发期，以高分子量部分水解聚丙烯酰胺（HPAM）为主要代表的聚合物驱油剂在高温、高矿化度油藏条件下粘度急剧下降，存在耐温性、抗盐性差，易水解，污水配制增黏能力不强等问题，严重影响了聚合物驱油在高温、高矿化度油藏提高采收率的效果。随着现代石油工业日益发展的需求，研制开发出价格低廉、耐温、耐盐等综合性能良好、适用于高温、高矿化度油藏的聚合物驱油剂具有重大意义。 

1988年，McCormick,C.L等人合成出丙烯酰胺/N-烷基丙烯酰胺聚合物，并对不同碳原子数（分别是8,10,12个）的烷基取代N-丙烯酰胺单体对合成的聚合物性能的影响进行了考察。2001年Anupom Sabhapondit等人研发出NNDAM/NaAMPS共聚物，作为提高采收率的试剂（an Enhanced Oil Recovery Chemical），研究表明改聚合物具有良好的抗温耐盐性。2002年，Feng.Y等人合成出一种改性的聚丙烯酰胺（HMPAM）及其水解的衍生物（HHMPAM），并对其在NaCl溶液中的性能进行了研究，发现该聚合物具有一定的抗钠盐性能。2012年，Quansheng Chen等人研制出一种新型耐温耐盐聚合物（TVP），与部分水解聚丙烯酰胺相比，有更好的耐温耐盐性能。2000年，冯玉军等人以十六烷基二甲基烯丙基氯化铵（C16DMAAC），与丙烯酰胺、丙烯酸共聚得到了HAPAM，并考察了浓度、盐度和剪切速率对其影响，发现其性能优于HPAM。2011年，王斌等人以四甲基乙二胺分别与溴代正十四烷/溴代正十六烷反应得到单季铵盐，再与溴丙烯反应即得到两种新型单体十四烷基烯丙基二溴化四甲基乙二铵(C14PDBTMN)和十六烷基烯丙基二溴化四甲基乙二铵(C16PDBTMN)。以C16PDBTMN为功能性单体，和丙烯酰胺进行共聚得到新型聚合物P(C16PDBTMN/AM)，研究表明，这种新型聚合物具有其独特的抗盐、抗剪切性能。 

一般的酰胺类化合物很不稳定，遇水发生水解，磺酰胺类化合物与一般的酰胺类化合物相比难以水解，对甲苯磺酰胺结构中含有苯环，增加其结构的刚性，基于此，通过设计合成N,N-二烯丙基对甲苯磺酰胺，并引入在聚合物链上，可以增加聚合物的稳定性，改善易水解 的缺点。根据以上思路，使N,N-二烯丙基对甲苯磺酰胺与来源广泛、廉价易得的丙烯酰胺、丙烯酸钠共聚合成一种新型的水溶性聚合物驱油剂。 

发明内容

本发明的目的在于：提供AM/NaAA/AT三元聚合物驱油剂及其合成方法，通过提高聚合物的增粘能力、耐温抗盐性，并且在高温、高矿化度油藏使用时驱油效果提高。 

本发明的产品技术方案是： 

AM/NaAA/AT三元聚合物驱油剂是由丙烯酰胺AM、丙烯酸钠NaAA、N,N-二烯丙基对甲苯磺酰胺AT三种单体构成的三元聚合物，其结构式为： 

式中h为质量百分比60.5～64.0%，m为质量百分比0.4%～1.4%，n为质量百分比36.0～39.5%，红外谱图见图1。单体AT的合成方法：单体AT的合成方法：在100mL单口烧瓶中加入3.81g对甲苯磺酰胺和10mL二氯甲烷，冰浴条件下，缓慢滴加2.32g N,N-二烯丙基胺、2.02g三乙胺和5mL二氯甲烷的混合液，反应5～7h后，分别用去离子水、稀盐酸、稀氢氧化钠和饱和食盐水洗涤，并干燥过滤，减压蒸馏得淡黄色液体AT。反应方程式如下： 

本发明提供聚合物驱油剂的合成方法：