[发明专利]一种烯丙基型表面活性大单体的制备方法

说明书

一、技术领域

本发明涉及一种烯丙基型表面活性大单体的制备方法，这种大单体用于合成梳型水溶性 增粘共聚物和高分子表面活性剂，也可直接作为表面活性剂，属于有机化学、高分子材料和 提高石油采收率领域。

二、技术背景

在我国较成功的聚合物驱及其与表面活性剂、碱的二元或三元复合驱等化学驱提高采收 率技术已进入了世界领先水平，但目前该技术仅适合于渗透率高、优质的I、II类储量，难 于应用在高温高盐、低渗透、稠油、非均质性强而储量又大的III类、IV类油层。当今，对于 中、低渗透油层，我国主要采用二次采油注水技术，平均采收率只能达到23％左右，使大量 的残余油滞留在储层中，长期的注水冲涮还使孔隙结构、孔隙度、渗透率、岩石表面润湿性 等发生重大变化，但国外低渗透砂岩油藏的平均采收率为25％-50％。另外，在新增探明石油 地质储量中，也主要以低、特低渗透油层、稠油等难开采油藏为主。为了保证我国经济的可 持续发展，探索能用于中、低渗透油层的新型高分子驱油剂包括高效增粘聚合物和高分子表 面活性剂，具有重要的经济和社会意义，而合成得到新型的高分子功能单体是制备这些新型 高分子驱油剂的重要前提。

目前具有高效增粘或高表/界面活性的聚合物主要是由表面活性大单体合成的梳型两亲 水溶性共聚物，这种共聚物是由很多条大分子支链通过共价键连在高分子主链上形成的接枝 聚合物，支链无序分布在主链上，所有支链(梳齿)等长且短于主链。与线型聚合物相比，梳型 共聚物的分子结构具有更好的刚性，使大分子主链的构象伸展，在盐水溶液中难于发生分子 内卷曲，使得聚合物具有良好的增粘、抗盐性能以及高表/界面活性，共聚物水溶液具有低的 表面张力和油水界面张力。梳型共聚物是由表面活性大单体与丙烯酰胺、离子性单体或/和疏 水单体共聚得到。其增粘性能或表/界面活性可以由表面活性大单体在高分子中的含量决定， 当高分子中的表面活性大单体含量低时，共聚物用作增粘聚合物；当高分子中的表面活性大 单体含量高时，共聚物用作高分子表面活性剂。目前合成梳型两亲水溶性共聚物所用的表面 活性大单体主要是(甲基)丙烯酸酯及其它酯类和丙烯酰胺类不饱和大单体。虽然这些单体 具有良好的反应活性与表面活性，但在高温及酸、碱介质中易水解，从而使聚合物失去表面 活性和增粘的功能。而在三次采油中，油层越深，油层的温度会越高，对增粘聚合物或表面 活性剂耐温的要求也越高，因此，油层环境要求表面活性大单体在高温下具有热稳定性。刘 继宪等，石油化工，2008，37(2)：174-177，以脂肪醇聚氧乙烯醚和甲基丙烯酸丁酯为原料， 通过共沸分馏酯交换方法合成了脂肪醇聚氧乙烯醚甲基丙烯酸酯，这种表面活性大单体因分 子中含有酯键且不含苯环而不耐温，而且在盐水溶液中分子链易卷曲。王芳平等，物理化学 学报，2008，24(2)：350-354，合成了丙烯酸/辛基酚聚氧乙烯醚丙烯酸酯共聚物，研究表明， 该共聚物在淡水和盐水中的表面张力并不是很低，分别为39.8mN/m和32.3mN/m。钱锦文 等，高分子学报，2008(10)：955-959，把辛基酚聚氧乙烯醚(10)(OP-10)与马来酸酐在95℃ 下反应，合成了辛基酚聚氧乙烯醚马来酸单酯，然后合成了高分子表面活性剂丙烯酰胺/辛基 酚聚氧乙烯醚马来酸单酯，该表面活性剂具有较强的增稠能力，但表面活性并不是很高，1.5 g/L共聚物水溶液的表面和油水界面张力分别为53.94mN/m和5.41mN/m。对于上述两种共 聚物，在高温下，表面活性大单体分子中的酯键会发生水解，共聚物也就失去了增稠和表/ 界面活性的功能。

三、发明内容