[发明专利]新型聚合物表面活性剂的制备方法及应用

说明书

技术领域

本发明涉及化学驱油剂领域，特别涉及新型聚合物表面活性剂的制备方法及应用。

背景技术

石油是当代世界最重要的能源材料之一，尤其中汽车工业快速发展的中国，石油的需求量更是迅猛增长，石油的对外依存度已经过半。从油层中采油一般分为3个阶段：一次采油，依靠底层的自然能量出油，采收率在30%以下；二次采油，运用注水、注气技术补充油类能量出油，采收率可达40%～50%；三次采油，即强化采油，可使采收率提高到80%～85%。

目前，我国大庆、胜利、中原、华北、大港等大型油田均已进入开采中后期，开采出的石油含水率高达90%，因此采用强化采油技术提高采收率已经成为我国石油工业的重要战略措施。国内外科研及生产实践表明，聚合物驱油是一种提高石油采收率的有效方法。这类驱油聚合物在油藏条件下，必须具有优良的增粘性能，而且在温度、压力及盐的作用下要求具有较高的粘度保持率。现在国内使用的驱油聚合物主要是部分水解的聚丙烯酰胺（HPAM），其驱油机理是聚合物水溶液在很低的浓度下具有很高的粘度以降低水相的渗透率，控制水的流度，提高波及系数，从而达到提高原油收率的目的。

由于聚合物自身不具有表面活性和洗油能力，为了解决这个问题，研究人员将表面活性剂或碱与聚合物混合，即采用聚合物/表面活性剂，聚合物/表面活性剂/碱的复合驱技术以提高驱油效率，从而提高采收率。但是室内研究表明，复合驱过程中因不同组分之间存在运移速度差，所以会发生色谱分离现象，导致不同驱油剂之间的协同作用减弱，驱油效果变差。且碱会严重伤害地层，造成设备结垢、腐蚀等弊端。

发明内容

本发明解决的技术问题在于提供一种聚合物表面活性剂及其制备方法，得到的聚合物表面活性剂具有洗油能力，能有效提高波及体积和驱油效率，驱油效果好，可大大提高石油采收率。

本发明公开了一种活性单体，如式（I）所示：

其中R₁为C8～C20的烷基。

本发明公开了一种活性单体的制备方法，包括以下步骤：

马来酸酐和C8～C20的脂肪醇发生酯化反应，得到第一中间产物；

将所述第一中间产物和烯丙基卤代烯烃反应，得到第二中间产物；

将所述第二中间产物与亚硫酸氢钠反应，得到式（I）所示的活性单体。

优选的，所述C8～C20的脂肪醇为正辛醇、正十二醇、正十四醇或正十六醇。

本发明公开了一种聚合物表面活性剂，如式（II）所示:

其中，R为R₁为C8～C20的烷基；

R₂为带有双键的阴离子单体聚合后的支链基团；

X，Y，Z为聚合度，15000≥X≥20，70000≥Y≥100，70000≥Z≥100。优选的，所述带有双键的阴离子单体为丙烯酸、甲基丙烯酸、2-甲基丙烯酸钠、2-丙烯酰胺基-2-甲丙磺酸、3-丙烯酰亚胺基-3-甲基丁酸、衣康酸和乙烯基苯磺酸中的一种或多种。

本发明公开了一种聚合物表面活性剂的制备方法，包括以下步骤：

将1～40重量份的丙烯酰胺，1～20重量份的带有双键的阴离子单体，1～30重量份的权利要求1所述的活性单体，50～1000重量份的去离子水，0.001～2重量份的链转移剂在引发剂作用下发生链转移反应，得到如式（II）所示的聚合物表面活性剂；

所述链转移剂如式（III）所示；

其中，R为R₁为C8～C20的烷基；

R₂为带有双键的阴离子单体聚合后的支链基团；

X，Y，Z为聚合度，15000≥X≥20，70000≥Y≥100，70000≥Z≥100。

优选的，所述反应的pH值为4～9。

优选的，所述反应的温度为30～70℃，所述反应的时间为12～36小时。

优选的，所述引发剂为过硫酸铵。

优选的，所述链转移剂的制备方法为：

2-溴丙酰溴与2-氨基乙磺酸钠反应，得到2-（2-溴丙氨基）-乙磺酸钠；

将2-（2-溴丙氨基）-乙磺酸钠和二硫代苯甲酸钠在水溶液中反应，所述式（III）所示的链转移剂。