[发明专利]丙烯酰胺类单体、丙烯酰胺系共聚物及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种丙烯酰胺类单体及其制备方法，由该丙烯酰胺类单体制备得到的丙烯酰胺系共聚物和该丙烯酰胺系共聚物在聚合物驱油剂中的应用。

背景技术

油田开发的最终目标是最大限度地采出地下原油，提高原油采收率在其中占有极其重要的位置。从经济效益和驱油效果角度，高分子量部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)在水溶液中具有流体力学体积大，在较低浓度下即可实现分子链间缠结，提供高的增稠作用等特点，因此是三次采油中广泛应用的聚合物驱油剂。但此类聚合物作为驱油剂，难以满足高温高盐油藏的需要。在高温条件下，聚丙烯酰胺分子的水解和热氧降解严重；在高盐条件下，聚丙烯酰胺容易沉淀析出，溶液粘率保留率很低，最终导致驱油效果差，没有明显经济效益。

针对上述性能缺点，研究人员对HPAM进行了大量改性研究。其中，通过丙烯酰胺与耐温抗盐单体共聚，在HPAM共聚物中引入耐温抗盐基团，是提高产品性能的一个重要途径。但是，目前开发的耐温抗盐基团与丙烯酰胺共聚后得到的丙烯酰胺系共聚物的耐温抗盐性能还需要进一步提高。

因此从分子设计角度，开发耐温抗盐性能好、易于生成高分子量产物的耐温抗盐单体将是HPAM进改性研究的一个长期课题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的聚合物驱油剂耐温耐盐性能较差的缺陷，提供一种耐温抗盐的丙烯酰胺类单体及其制备方法，由该丙烯酰胺类单体制备得到的丙烯酰胺系共聚物和该丙烯酰胺系共聚物在聚合物驱油剂中的应用。

本发明的第一方面，提供了一种耐温抗盐的丙烯酰胺类单体，其中，该单体具有式(1)所示的结构：

其中，R₁为氢或C1-C3的烷基，R₂为C8-C18的烷基，M₁为氢、钾或钠。

本发明的第二方面，提供了上述丙烯酰胺类单体的制备方法，其中，该方法包括：在温度为-5℃至30℃的条件下，在酸酐存在下，将式(2)所示结构的化合物、式(3)所示结构的化合物与磺化剂反应4-24小时，

其中，R₁为氢或C1-C3的烷基，R₂为C8-C18的烷基。

本发明的第三方面，提供了一种丙烯酰胺系共聚物，其中，该丙烯酰胺系共聚物含有结构单元A、结构单元B、结构单元C和结构单元D，其中，所述结构单元A为具有式(4)所示结构的单元，所述结构单元B为具有式(5)所示结构的单元，所述结构单元C为具有式(6)所示结构的单元，所述结构单元D为具有式(7)所示结构的单元，且所述结构单元A、结构单元B、结构单元C和结构单元D的摩尔比为1：0.05-2：0.001-1：0.1-0.6。

其中，R₁、R₃和R₄各自独立地为氢或C1-C3的烷基，R₂为C8-C18的烷基，M₂、M₃和M₄各自独立地为钾或钠。

本发明的第四方面，提供了上述丙烯酰胺聚合物在聚合物驱油剂中的应用。

实验表明本发明的丙烯酰胺类单体进行聚合得到的丙烯酰胺共聚物在在高温、高矿度下具有较高的表观粘度，因此具有优异的耐温抗盐性能。这可能是由于本发明的丙烯酰胺类单体具有8-18个碳的长链烷基单元，可形成微疏水区，在电解质中长链伸展，粘度增加，从而具有抗盐的特性，此外，本发明的丙烯酰胺类单体具有磺酸基，可增加水溶性和抗温性。

本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是实施例1得到的单体A1的红外光谱图。

图2是实施例4得到的单体A2的红外光谱图。

图3是实施例5得到的单体A3的红外光谱图。

具体实施方式

以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

根据本发明的第一方面，本发明提供了一种丙烯酰胺类单体，该丙烯酰胺类单体具有式(1)所示的结构：