专利名称：一种水溶性孪尾疏水缔合聚合物驱油剂及合成方法
技术领域：
本发明涉及一种用于石油エ业油田驱油提高原油采收率的孪尾疏水缔合聚合物驱油剂及其合成方法。
背景技术：
水溶性疏水缔合聚合物(简称HAWSP, Hydrophobically Associating WaterSoluble Polymer),是指在水溶性聚合物亲水性大分子链上带有少量疏水基团的ー类水溶性聚合物。在疏水缔合水溶性聚合物的水溶液中，疏水基团之间由于疏水作用而发生聚集。在临界缔合浓度(简称CAC, Critical Assoc iation Con-centration)以上,分子间疏水缔合形成聚合物链三维网络的超分子结构-动态物理交联网络，聚合物分子的流体力学体积増加，溶液粘度能够显著増加。小分子电解质的加入可増加溶液的极性以及屏蔽分子内正负离子的基团的相互作用使内盐键破坏，溶液增粘效果明显，产生明显的抗盐性能。在高剪切作用下，疏水缔合形成的动态物理交联网络被破坏，溶液粘度下降，剪切作用降低或消除后大分子链间的物理交联又重新形成，粘度又将恢复，不发生一般高分子的聚合物在高速剪切下的不可逆机械降解。由于其独特的溶液性质，水溶性疏水缔合聚合物在生物技术、可控药物納米材料、水溶性涂料和三次采油等方面均展示了重要的应用前景，近年来其相关研究倍受エ业和学术界十分关注。在国内，疏水缔合聚合物最先研究起于石油行业，由于疏水缔合聚合物具有良好的抗温、抗盐能力，能够基本满足油气勘探和采收矿藏的要求。西南石油大学的罗平亚院士从油气开采的实际要求出发，开发耐温耐盐水溶性聚合物应能在溶液中形成结构的设想，并提出了将水溶性疏水缔合聚合物应用于油气开采，通过长时间的室内、室外研究，成功开发出具有良好抗温抗盐性能的エ业化驱油用水溶性疏水缔合聚合物(AP-P4)，并已投入现场实际应用。2004年，张熙等人通过自由基胶束聚合方法合成了非离子型疏水缔合聚合物PBAM，研究了丙烯酰胺的水相聚合反应动力学仍然适用于胶束共聚合过程；在聚合过程中由于表面活性剂胶束的存在，疏水単体在反应初期的嵌入率很高，而后期主要以丙烯酰胺均聚物为主，导致严重的微观结构非均匀性，而这种非均匀性对共聚物的增粘性能有很大的影响。2005年，耿同谋等人采用用氧化还原体系，在较低的温度和较高的总单体浓度下合成了孪尾疏水缔丙烯酰胺/丙烯酸钠IN，N- ニ辛基丙烯酰胺共聚物(P(AM/NaAA/DiCSAM))，考察了不同条件对聚合物特性粘数的影响，通过对聚合物溶液的评价，结果表明P(AM/NaAA/DiC8AM)的粘度性质和缔合行为取决于其特性粘数[η ]的大小、疏水単体用量及其嵌段长度和分布。2010年，王斌采用自由基聚合方法合成了三元疏水缔合聚合物P(AM/NaSS/C16DMAAC)，研究了研究了聚合物浓度、聚合物组成、电解质浓度、表面活性剂等因素对聚合物溶液表观粘度的影响。通过对该聚合物溶液的性能评价，结果表明该三元聚合物的水溶液具有明显的疏水缔合作用，聚合物具有一定的耐盐性和增粘性。2011年，吴晓燕等人采用自由基胶束共聚后加碱水解法合成了孪尾疏水缔合三元共聚物P (AM/NaA/BDAM)。通过对聚合物溶液的流变性能测试，该聚合物具有较强的增粘能力，此疏水缔合聚合物具有较强的耐温抗盐能力，体系的弾性大于粘性，溶液内部可形成较强的空间网络结构。在国外，1959年Kauzmmann首先提出了“输水相互作用(简称HI, HydrophobicInteraction) ”的概念,并用其描述生物聚合物的构象转变,生物膜的形成等一系列与生命相关的现象。2001年，G.. O Yahaya等人采用胶束聚合合成了丙烯酰胺/#_苄基丙烯酰胺共共聚物。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，并将含有芳环的疏水单体引入到聚合物中。2001年,Geoffrey L. Smith等人以单体丙烯酸(AA)、甲基丙烯酰胺(MAM)以及一系列孪尾型疏水单体(DiC6AM、DiC8AM、DiCltlAM)合成了一系列孪尾型疏水缔合聚合物，通过 对聚合物溶液性能的研究。结果表明，该系列聚合物能够增加聚合物的粘度，并且发现含有相同量的疏水単体，疏水単体DiCltlAM的增粘能力最強。2002年，Tomoe Nagayama等人通过自由基聚合合成了含有娃烧链的三元水溶性疏水缔合聚合物P (DMAPAA/C12MAm/Si29MA)，并研究了该聚合物以及水溶液的缔合性，结果表明，该聚合物有一定的增粘能力，并将聚合物的疏水链扩展到了含有无机硅原子的疏水单体。2006年,Sk. Asrof Ali等人合成了一系列带有离子的孪尾,三尾型聚合物。并研究了该系列聚合物溶液的性质。结果表明，该聚合物具有较强的增粘能力，一定的抗剪切能力。疏水缔合聚合物用作油田驱油剂的相关性质和エ艺已日趋成熟，但是孪尾疏水缔合聚合物用作油田驱油剂还鲜有报道。基于以上观点，该发明拟报道ー种新型的孪尾疏水単体与丙烯酰胺等共聚合的水溶性孪尾疏水缔合聚合物驱油剤。
发明内容
本发明的目的在于为了使聚合物具有良好的耐温、抗剪切稀释性，特提供一种孪尾疏水缔合聚合物驱油剂的合成方法。为了达到以上目的，本发明采用以下技术方案
孪尾疏水缔合聚合物驱油剂的合成方法，其特征在于，包括以下步骤
(1)孪尾疏水単体#-烯丙基十二烷基油酰胺的制备(NAD):在反应器中加入I.I g丙烯醛，用无水こ醇溶解，在不断搅拌下缓慢滴加3. 7 g十二胺溶液，反应温度0-10 °C，反应时间6-7 h，反应后缓慢加入硼氢化钠(NaBH4),反应温度0-10 °C，反应时间6_7 h，反应结束后缓慢加入蒸馏水，用溶剂こ酸こ酯萃取，饱和食盐水洗涤，干燥过滤，旋蒸溶剂后得到中间产物。然后在反应器中加入I. 4 g上述中间产物和2. O g三こ胺(Et3N),用ニ氯甲烷溶解，在不断搅拌下缓慢滴加2. O g油酰氯，反应温度0-20 °C，反应时间6-7 h，反应后缓慢下加入蒸馏水，再用ニ氯甲烷萃取，饱和食盐水洗涤，干燥过滤，旋蒸溶剂后制得红色液体#-烯丙基-N-十二烷基油酰胺；
(2)将疏水単体(MD)和烷基酚聚氧こ烯醚(0P-10)置于烧杯中，加入少量蒸馏水搅拌至溶液透明，转移至三ロ烧瓶中；
(3)在三ロ烧瓶中装上氮气管和搅拌装置，并加入蒸馏水；
(4)加入丙烯酰胺、丙烯酸，搅拌至完全溶解；
(5)用NaOH溶液调节步骤(4)之后的溶液pH值至7;
(6)通入N2并恒温至反应温度一段时间后再加入过硫酸铵、亚硫酸氢钠恒温反应直到得到聚合物胶体。
本发明的反应原理如下
权利要求
1.孪尾疏水缔合聚合物驱油剂的合成方法，其特征在于，包括以下几个步骤 (1)孪尾疏水単体#-烯丙基-N-十二烷基油酰胺(NAD)的制备在反应器中加入I.Ig丙烯醛，用无水こ醇溶解，在不断搅拌下缓慢滴加3. 7 g十二胺溶液，反应温度0-10°C，反应时间6-7 h，反应后缓慢加入硼氢化钠(NaBH4),反应温度0-10 °C，反应时间6_7 h，反应结束后缓慢加入蒸馏水，用溶剂こ酸こ酯萃取，饱和食盐水洗涤，干燥过滤，旋蒸溶剂后得到中间产物，然后在反应器中加入I. 4 g上述中间产物和2. O g三こ胺(Et3N)，用ニ氯甲烷溶解，在不断搅拌下缓慢滴加2. O g油酰氯，反应温度0-20 °C，反应时间6-7 h，反应后缓慢下加入蒸馏水，再用ニ氯甲烷萃取，饱和食盐水洗涤，干燥过滤，旋蒸溶剂后制得红色液体#-烯丙基-N-十二烷基油酰胺； (2)将孪尾疏水単体#-烯丙基tV-十二烷基油酰胺(MD)和烷基酚聚氧こ烯醚(OP-IO)置于烧杯中，加蒸馏水搅拌至溶液透明，然后再转移到三ロ烧瓶中； (3)室温下，在三ロ烧瓶中装上导氮气管和搅拌装置，并加入蒸馏水； (4)丙烯酰胺(AM)、丙烯酸(AA)搅拌至完全溶解； (5)用NaOH溶液调节步骤(4)之后溶液的pH值； (6)通N2气搅拌，再加入过硫酸铵((NH4)2S2O8X亚硫酸氢钠(NaHSO3),恒温反应一段时间。
2.根据权利要求I所述的孪尾型疏水缔合聚合物驱油剂的合成方法，其特征在于，所述反应器为三ロ烧瓶。
3.根据权利要求2所述的孪尾疏水缔合聚合物驱油剂的合成方法，其特征在干，所述步骤方法(5)的方法为用NaOH溶液调节pH值约为7。
4.根据权利要求2所述的孪尾疏水缔合聚合物驱油剂的合成方法，其特征在于，所述步骤(6)的方法中加入(NH4)2S208、NaHS03的时间为通N2搅拌30 min。
5.根据权利要求2所述的孪尾疏水缔合聚合物驱油剂的合成方法，其特征在于，所述步骤(6)中水浴的恒定温度为40 °C。
6.根据权利要求2所述的孪尾型疏水缔合聚合物的合成方法，其特征在于，所述步骤(6)中恒温反应8 ho
全文摘要
本发明公开一种新型孪尾疏水缔合聚合物驱油剂及合成方法，包括以下步骤(1)孪尾疏水单体N-烯丙基-N-十二烷基油酰胺(NAD)的合成；(2)将疏水单体和烷基酚聚氧乙烯醚置于烧杯中，加入少量蒸馏水搅拌至溶液透明，转移至三口烧瓶中；(3)在三口烧瓶中装上氮气管和搅拌装置，并加入蒸馏水；(4)加入丙烯酰胺、丙烯酸，搅拌至完全溶解；(5)用氢氧化钠溶液调节步骤(4)之后的溶液pH值至7；(5)通入N2并恒温反应一段时间后，加入过硫酸铵、亚硫酸氢钠再继续反应8h后得到相应聚合物。本发明合成一种拟用于油田开发中提高原油采收率的水溶性孪尾疏水缔合聚合物驱油剂。
文档编号C09K8/588GK102690390SQ201210173649
公开日2012年9月26日 申请日期2012年5月31日 优先权日2012年5月31日
发明者傅凯, 刘曼, 叶仲斌, 苟光俊, 苟绍华 申请人:西南石油大学