一种含有烷基芳烃取代乙烯单体的油溶性聚合物降粘剂及微波制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及油溶性降粘剂，用于油田原油管输及稠油开采的降粘，尤其适用于稠 油管输和开采的一种油溶性降粘剂。
【背景技术】
[0002] 随着石油需求量越来越大，优质原油已经不足以满足人类的需求，而随着石油开 采量的逐步加大，所采出的稠油也越来越多，而稠油的应用问题也就摆在眼前。由于稠油富 含大量的胶质、沥青质和固态烃，而胶质和沥青质的分子量大并且极性很强，分子间易形成 氢键，使得分子之间有很强的内聚力，导致稠油在流动时由于较大的内摩擦力，使其在温度 较低时，无法流动。这一系列的原因，造成了稠油密度大、粘度高、流动性差等特点，从而造 成了开采和运输稠油的困难。
[0003] 现有的降低稠油粘度的方法有加热降粘、乳化降粘和添加降粘剂降粘等。加热降 粘技术相对成熟，但耗能过大，成本过高，不够经济；乳化降粘成本较低，效果相对较好，但 在使用中存在一些问题，如降粘油脱水困难和含油污水处理问题。而添加油溶性降粘剂降 粘，既可以降低稠油粘度，成本也相对较低，而且不存在污水处理难题，是发展前景最好的 降粘方法。
[0004] 综上所述，针对稠油的各种特点，研究油溶性降粘剂组成对降粘效果的影响和开 发高效的油溶性降粘剂具有很大理论及经济意义，也是解决稠油在开采与运输过程中遇到 的问题的重要途径。
[0005] 专利CN201410482839. 3公开了一种含聚四氟乙烯的降粘剂及其制备方法，将聚 四氟乙烯粉末与其他各组分合理复配，制得一种降粘效果良好的降粘剂，其对稠油的降粘 率为9. 6%，但是降粘效率较低。专利CN201410798675. 5发明了一种用于稠油开采过程中 稠油降粘的树枝型油溶性降粘剂。降粘剂是由二乙醇胺、环氧丙烷、十八酰氯及溶剂甲苯 组成，所用原料及摩尔百分比为：二乙醇胺20%~60% ;环氧氯丙烷20%~60% ;十八酰 氯20%~60%。专利0吧01010123653.0发明了用于稠油开采和输送的三元共聚物油溶性 降粘剂及其制备方法。用于稠油开采和输送的三元共聚物油溶性降粘剂，其特征在于它由 丙烯酸高级酯、N，N'-二（甲基丙烯酰）二胺、苯乙烯、偶氮二乙丁腈和甲苯制得。专利 CN201410613368. 5公开了一种含（甲基）丙烯酸芳基烷基酯的共聚物。共聚单体是（甲基） 丙烯酸芳基烷基酯，另外的共聚单体选自苯乙烯、丙烯酰胺、马来酸酐、醋酸乙烯酯、a-烯 烃、顺丁烯二酸酐、富马酸中的一种或几种。通过不同的共聚单体的组合以及聚合条件，得 到系列化产品。含（甲基）丙烯酸芳基烷基酯的共聚物，作为降凝剂、降粘剂或流动性改进 剂使用。从以上专利可以看出，降粘剂的单体选择可以有很多种，由此聚合得到各式各样的 聚合物，但是没有专门针对稠油降粘的高效降粘剂。本专利针对稠油降粘难题，将烷基芳烃 取代乙烯单体引入到降粘剂分子中，开发出高效的油溶性稠油降粘剂。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的是提供一种针对稠油或超稠油的油溶性聚合物降粘剂及其合成方 法，在聚合物分子结构中引入烷基芳基单体，以增加降粘剂对沥青质片层的作用力，削弱沥 青质分子间的强烈堆砌作用，达到降粘的目的。为增加降粘剂分子中芳烃单元的作用，本发 明提供了以下特征的技术方案。
[0007] 本发明提供的聚合物为一种含烷基芳烃取代乙烯为单体的共聚物，其特征在于， 聚合物的一种单体为烷基芳烃取代乙烯（单体1)，其它单体（单体2)选自丙烯酸十八酯， 丙烯酰胺、马来酸酐、丙烯酸中的一种或几种，由此得到二元聚合物、三元聚合物和多元聚 合物。烷基芳烃取代乙烯单体的结构通式为：
[0008] 所述烷基芳烃取代乙烯单体具有如下结构：
[0009]
[0010] 其中：m为0、1、2、3正整数；
[0011] n为 0、1、2、3 正整数；
[0012] R2 为H、C1 ~C6 烷基；
[0013]R3 为H、C1 ~C6 烷基；
[0014] R4为取代或末端取代的苯基、甲苯基、间二甲苯基、对二甲苯基、邻二甲苯基、乙苯 基、正丙基苯基、异丙基苯基、正丁基苯基、叔丁基苯基、联苯基、苯酚基中的一种。
[0015] 该共聚物的典型合成步骤如下：
[0016] (1)将单体1和单体2按比例计算进行二元、三元或多元聚合，准确称量后，加入石 英微波反应管中，加入反应溶剂，使反应物充分搅拌，反应物全部溶于溶剂。
[0017] (2)按比例加入引发剂，对反应器吹扫氮气，封闭反应器。升温到80~150°C，反 应0. 5~2h。
[0018] (3)反应结束后，冷却后，在快速搅拌的条件下，用滴管把反应产物缓慢滴入大量 溶剂中，并用少量反应溶剂冲洗反应器，把残留的产物都移入大量甲醇中，搅拌2h，使聚合 物全部析出。
[0019] (4)搅拌结束后，用布氏漏斗进行抽滤，晾干，称重，得到聚合物。
[0020] (5)将降粘剂与溶解在一定的溶剂中制得油溶性降粘剂。
[0021] 合成步骤（1)中所述单体1为烷基芳烃取代乙烯单体。
[0022] 合成步骤（1)中所述单体2为丙烯酸十八酯，丙烯酰胺、马来酸酐、丙烯酸中的一 种或几种。
[0023] 所述单体比例如下：
[0024] 合成步骤（1)中所述的二元共聚物，两种单体共聚物的组分及重量配比为，烷基 芳烃取代乙烯：丙烯酸十八酯=3:1~1:9,烷基芳烃取代乙烯：丙烯酰胺=4 :1~1:3,或 烷基芳烃取代乙烯：马来酸酐=6:1~3:2 ;或烷基芳烃取代乙烯：丙烯酸=5:1~1:2。
[0025] 合成步骤（1)中所述的三元共聚物，三种单体共聚物的组分及的重量配比为，烷 基芳烃取代乙烯：丙烯酸十八酯：丙烯酰胺或马来酸酐或丙烯酸=9:1~9:1~9。
[0026] 合成步骤（1)中所述的多元共聚物，四种单体共聚物的组分及重量配比为，烷基 芳经取代乙稀：丙稀酸十八酯：马来酸酐：丙稀酰胺=9:1~9:1~9:1~9。
[0027] 合成步骤⑵中所述引发剂选自过氧化苯甲酰、偶氮二异丁腈或异丙苯过氧化氢 中的一种，所述引发剂的用量为单体总重量的〇. 5~3. 5%。
[0028] 合成步骤⑴中所述的反应溶剂为芳烃类有机溶剂，包括甲苯、乙苯、二甲苯、氯 苯中的一种或是几种混合。
[0029] 合成步骤（5)中所述溶剂为芳烃类有机溶剂，包括甲苯、苯、乙苯、二甲苯、氯苯、 二氯苯中的一种或是几种混合。
[0030] 与现有技术相比，本发明具有如下优点：
[0031] 本降粘剂中含烷基芳烃取代乙烯单体，含有该单体的聚合物对溶解在稠油中的蜡 起到防止使得蜡晶结构松散防止其凝结；芳香环部分对胶质、沥青质组分具有很好的分散 作用和防止聚集析出。而烷基链部分可以增加降粘剂在稠油中的溶解度，降粘剂中的酯基、 酰胺基可以增加降粘剂的极性基团的成分，增加降粘剂的极性组分与稠油中的极性组分之 间的相互作用力，各组分相互协同使降粘剂能用于高粘度的稠油油井和稠油输送过程中， 并有较好的效果。在稠油油井或管道输送中，其对稠油起到降粘作用。
[0032] 本发明对照实施例做进一步说明。
[0033] 本发明设计与研制的油溶性降粘剂对稠油或超稠油具有明显的降低粘度的作用， 使稠油结构变得松散方便开采，同时也有效提高管输能效及运行安全；其特点在于针对稠 油或超稠油具有明显的降粘作用，可以解决目前稠油和超稠油开采和储运成本高的难题， 彰显技术进步。
【附图说明】：
[0034] 图1为实施例1-5制得的降粘剂对胜利油田区块A稠油降粘效果评价。
[0035] 图2为实施例1-5制得的降粘剂对胜利油田区块B稠油降粘效果评价。
【具体实施方式】
[0036] 为了更好地理解本发明，下面结合实例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内 容不仅仅局限于下面的实施例。
[0037] 实施例1
[0038] (1)将单体1和单体2按比例计算进行二元聚合，准确称量后，加入石英微波反应 管中，加入反应溶剂，使反应物充分搅拌，反应物全部溶于溶剂。
[0039] (2)按比例加入引发剂，对反应器吹扫氮气，封闭反应器。升温到90°C，反应1.Oh。 [0040] (3)反应结束后，冷却后，在快速搅拌的条件下，用滴管把反应产物缓慢滴入大量 溶剂中，并用少量反应溶剂冲洗反应器，把残留的产物都移入大量甲醇中，搅拌2h，使聚合 物全部析出。
[0041] (4)搅拌结束后，用布氏漏斗进行抽滤，晾干，称重，得到聚合物。
[0042] (5)将降粘剂与溶解在一定的溶剂中制得油溶性降粘剂。
[0043] 合成步骤⑴中所述单体1为苯基丙烯。其中：m为0;n为0 ;R2为H;R3为H;R4 为苯基。
[0044] 合成步骤（1)中所述单体2为丙烯酸十八酯。
[0045] 所述单体比例如下：
[0046] 合成步骤（1)中所述的二元共聚物，两种单体共聚物的组分及重量配比为，烷基 芳烃取代乙烯：丙烯酸十八酯=2:1。
[0047] 合成步骤（2)中所述引发剂选自过氧化苯甲酰、偶氮二异丁腈或异丙苯过氧化氢 中的一种，所述引发剂的用量为单体总重量的1.0%。
[0048] 合成步骤（1)中所述的反应溶剂为甲苯。
[0049] 合成步骤（5)中所述溶剂为甲苯。
[0050] 实施例2
[0051] (1)将单体1和单体2按比例计算进行二元聚合，准确称量后，加入石英微波反应 管中，加入反应溶剂，使反应物充分搅拌，反应物全部溶于溶剂。
[0052] (2)按比例加入引发剂，对反应器吹扫氮气，封闭反应器。升温到120°C，反应 1. 5h〇
[0053] (3)反应结束后，冷却后，在快速搅拌的条件下，用滴管把反应产物缓慢滴入大量 溶剂中，并用少量反应溶剂冲洗反应器，把残留的产物都移入大量甲醇中，搅拌2h，使聚合 物全部析出。
[0054] (4)搅拌结束后，用布氏漏斗进行抽滤，晾干，称重，得到聚合物。
[0055] (5)将降粘剂与溶解在一定的溶剂中制得油溶性降粘剂。
[0056] 合成步骤⑴中所述单体1为甲苯基己烯单体。其中：m为3;n为1 ;R2为H;R3 为H;R4为对甲苯基。
[0057] 合成步骤（1)中所述单体2为丙烯酰胺。
[0058] 所述单体比例如下：
[0059] 合成步骤⑴中所述的二元共聚物，两种单体共聚