[发明专利]AM/NaAA/AOC三元聚合物驱油剂及其合成方法

说明书

技术领域

本发明涉及三次采油驱油领域，特别涉及聚合物驱油剂及其合成方法。

背景技术

用于油田驱油的水溶性聚合物主要包括以丙烯酰胺类为主的合成聚合物、天然改性聚合物和生物聚合物。但天然改性聚合物热稳定性差，生物聚合物成本高，从而使其应用受到限制。目前以部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)为代表的聚合物在三次采油中获得了广泛应用，但是该类聚合物在现场应用时还存在一些问题：高相对分子质量的HPAM溶解困难，且易剪切降解；HPAM在较高温度下易发生水解，耐温抗盐性较差，严重影响了聚合物驱在高温、高矿化度油藏提高采收率的效果。为了满足高温、高盐油藏驱油的需要，耐温抗盐型水溶性聚合物的研制成为国内外聚合物驱油剂研究的热点课题。

1983年，F.D.Martin等人针对部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)的缺点，合成出两种改性的丙烯酰胺聚合物，与HPAM相比，显示出更好的性能，主要是在盐水中仍保留较高的粘度。1987年Moradi-Araghi,A等人以丙烯酰胺（AM）、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸钠(NaAMPS)为原料合成出AM/NaAMPS共聚物，结果表明，AM/NaAMPS共聚物具有优良的耐温与抗盐性能。2001年，G.OYahaya等人将含有苯环的单体引入到聚合物链中，合成了丙烯酰胺N-苄基丙烯酰胺共聚物，并对聚合物水溶液进行性能评价，结果发现该聚合物具有一定的增粘抗盐能力。1999年罗开富等人采用自由基水溶液共聚法制备了水溶性的丙烯酰胺/（2-甲基丙烯酰基-氧乙基二甲基十二烷基溴化铵（AM/MEDMDA）共聚物，研究了共聚物的溶液性能。结果表明，与部分水解聚丙烯酰胺相比，这种产物具有优异的抗盐性。2004年，雒贵明等人采用丙烯酰胺（AM）、N-正十二烷基丙烯酰胺（C₁₂AM）和2-丙烯酰胺基-2-十二烷基乙磺酸（AMC₁₄S）合成了三次采油用聚合物PL-2，实验结果表明：该聚合物驱油剂PL-2具有较好的增粘效果和抗剪切性热稳定性。2006年，廖礼等人采用3-丙烯酰胺基-3-甲基丁酸钠（NaAMB）与2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸（AMPS）、丙烯酰胺（AM）合成了AM/AMPS/NaAMB三元共聚物，结果表明该聚合物具有较好的抗盐性能和增粘性能，但抗温效果不明显，有待进一步改进。

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，将其引入到聚合物中，可以有效提高聚合物链的刚性，并且甲苯磺酰胺中氮原子上的孤对电子可与金属离子络合，从而增加聚合物的稳定性，耐盐抗温性。又由于烯丙基对甲苯磺酰胺基团的疏水作用以及静电、氢键或范德华力作用而在分子间自动产生具有一定强度但又可逆的物理缔合，从而形成巨大的三维立体网状空间结构，使得聚合物增粘效果增加。基于以上思路，使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AM/NaAA/AOC三元聚合物驱油剂。

发明内容

本发明的目的在于：提供AM/NaAA/AOC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，使其在高温、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/AOC三元聚合物驱油剂是由丙烯酰胺AM、丙烯酸钠NaAA、烯丙基对甲苯磺酰胺AOC三种单体构成，其结构式为：

式中h为质量百分比51.1~53.6%，m为质量百分比46.4~48.9%，n为质量百分比0.2%~1.2%，红外谱图见图1。单体AOC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1.37g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，减压蒸馏得淡黄色固体AOC。反应方程式如下：

本发明提供AM/NaAA/AOC三元聚合物驱油剂的合成方法：

第一步，在250mL三颈烧瓶加入0.02g上述烯丙基对甲苯磺酰胺和0.02g乳化剂OP-10；加入少量蒸馏水搅拌至溶液透明；

第二步，加入5.0g丙烯酰胺、5.0g丙烯酸，再加入一定量去离子水使其溶解，用NaOH溶液调节pH为7，配成单体总质量百分浓度20%水溶液，恒定温度45°C，通氮气20min；