[发明专利]两亲嵌段季铵内盐及其制备方法与应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种两亲嵌段季铵内盐及其制备方法与应用。

背景技术

油藏温度、地层水和注入水矿化度的高低，直接影响聚合物溶液的增粘和降低渗透率的能力。对于部分水解聚丙烯酰胺而言，虽然其在淡水中具有明显的增粘作用，但随着油田温度、地层水或注入水矿化度的增加，聚合物大分子流体力学半径减小，同时聚合物在岩石表面的吸附量增大也使溶液有效浓度降低，导致溶液粘度不断下降。两亲水溶性高分子是一类重要的水溶性聚合物，通过在亲水性大分子链上引入少量的疏水基团，产生分子内或分子间疏水相互作用，使大分子在溶液中形成空间网状结构，因而具有显著的增粘效果。通过增加高分子链上疏水基团含量或增大分子量可以在一定程度上抵御高温、高盐度的影响，但也可能导致聚合物溶解能力变差、溶解时间大幅增加以及大分子链容易剪切降解和容易吸附于岩层等问题。随着地层温度和水矿化度的增大，这些问题尤为严重。另一方面，如何有效降低油水界面张力、提高聚合物乳化和增溶原油的能力对于提高原油采收率以及最大限度地挖潜地下残余原油也具有重要意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种两亲嵌段季铵内盐及其制备方法与应用。

本发明提供的式I所示两亲嵌段季铵内盐化合物，

式I

所述式I中，R₁为C1～C8的烷基；

R₂为H或C1～C8的烷基；

m为1～10的整数；

x、y和z均为1～40的整数。

具体的，R₁和R₂均为C₈H₁₇，m为5，x为20-43的整数，y为10-20的整数，z为2-8的整数。

更具体的，x为20-25的整数、25-28的整数、30-32的整数、34-36的整数或40-43的整数；

y为18-20的整数、14-17的整数、15-19的整数或10-12的整数；

z为2-6的整数、3-5的整数或7-8的整数。

本发明提供的制备式I所示化合物的方法，包括如下步骤：

将式II所示化合物(也即丙烯酸叔胺酯)、式III所示化合物(也即烷基取代2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸)、式IV所示化合物(也即丙烯酸烷氧基酯)、甲苯和水混匀后，在引发剂和催化剂存在的条件下进行原子转移自由基聚合反应，反应完毕得到所述式I所示化合物；

式II

式III

所述式III中，R₁为C1～C8的烷基，具体的，R₁为C₈H₁₇；

式IV

所示式IV中，R₂为H或C1～C8的烷基，m为1～10的整数；具体的，R₂为C₈H₁₇，m为5。

上述方法中，所述引发剂为有机卤代物；具体选自溴苄、氯苄、三氯甲烷、四氯化碳、1-苯基氯乙烷和α-溴代丙酸乙酯中的至少一种；

式II、式III、式IV的质量比为100∶0.01-50∶0.02-5，具体为100∶10∶1、100∶15∶1.5、100∶15∶1、100∶10-15∶1-1.5或100∶10-40∶0.02-3。

所用溶剂为水和甲苯，两者必须同时使用，水与甲苯的质量比为1～20∶1，具体为2～10∶1、2∶1、3∶1、4∶1、2-4∶1、2-3∶1或3-4∶1。

所述水的用量为式II、式III和式IV总质量的0.5～20倍，具体为0.5～10倍，更具体为0.9倍、1.3倍、1.7倍、1.8倍、0.9-1.8倍或1.3-1.7倍；

所述甲苯的用量为式II、式III和式IV总质量的0～10倍，具体为0～4倍，且所述甲苯的用量不为0，具体为0.4倍、0.5倍或0.4-0.5倍；

所述引发剂的用量为式II所示、式III和式IV总质量的0.1％～5.0％，具体为0.5～2％、0.9％、1.7％、1.8％、0.9-1.8％、0.9-1.7％或1.7-1.8％；