[发明专利]一种甜菜碱型两性离子聚合物驱油剂及合成方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于石油工业提高石油采收率的甜菜碱型两性离子聚合物驱油剂及合成方法。

背景技术

随着社会经济的发展，人们对石油及其相关产品的依赖程度越来越高。然而，随着石油探明储量的不断减少、油田开发逐渐转向难度更大的高温、高矿化度、高含水、渗透率低的致密油藏，石油作为不可再生资源就变得越来越宝贵。因此，迫切需要对油田进行更加有效的开发以提高石油产量来满足工业生产等的不断增长需求。其中，提高采收率技术是稳定现有油田资源石油产量的重要途径之一。聚合物驱作为提高石油采收率的主要手段，通过向油藏中注入高分子量水溶性聚合物溶液增加注入水粘度、改善油水流度比，达到提高石油采收率的目的，其驱油机理相对而言比较清楚，工艺简单，技术成熟。到目前为止，在油田生产中最普遍使用的驱油用聚合物为部分水解聚丙烯酰胺。然而，在高温、高矿化度等条件下其耐温抗盐性能并不理想，使用受到大大的限制，远不能满足油田实际生产。

为了提高驱油用聚合物的耐温抗盐性能，目前国内外的主要措施有：（1）合成具有耐温抗盐结构单元的非缔合型丙烯酰胺类聚合物，含有刚性基团的聚合物，如苯环、吡啶环等；（2）合成具有特殊相互作用的聚合物驱油剂，如疏水缔合水溶性聚合物，两性离子聚合物；（3）合成轻度交联的聚合物。其中，两性离子聚合物(polyzwitterions)是指高分子链上同时含有正负电荷基团的聚合物(Lowe A B, McCormick C L. Synthesis and solution properties of zwitterionic polymers[J]. Chemical reviews, 2002, 102(11): 4177-4190.)。两性离子聚合物在盐水中，由于小分子电解质对聚合物分子内的正、负离子基团相互吸引力的削弱或屏蔽，致使聚合物分子比在纯水中更加舒展，从而使聚合物表现出较好的抗盐性能(Wielema T A, Engberts J B F N. Zwitterionic polymers-I. Synthesis of a novel series of poly (vinylsulphobetaines). Effect of structure of polymer on solubility in water[J]. European polymer journal, 1987, 23(12): 947-950.)。甜菜碱型两性离子型聚合物是含有磺酸结构的两性离子，磺酸基团有较强的水化能力，能够有效改善相应聚合物的溶解能力；分子链中含有阳离子和阴离子两种离子基团，由于分子间或分子内的静电作用，从而使聚合物能够具有较好的抗盐性能。同时，该类化合物由于其具有一定抑菌能力和表面活性而广泛应用于杀菌剂、表面活性剂等领域。然而，迄今为止，该类化合物用于油田开发中聚合物驱油方面的研究相对较少。

基于以上观点，本发明设计拟合成一种水溶性甜菜碱型两性离子型结构的两性离子功能单体—3-(3-甲基丙烯酰胺丙基二甲氨基)丙基-1-磺酸盐(MDPS)(Hildebrand V, Laschewsky A, Wischerhoff E. Modulating the solubility of zwitterionic poly((3-methacrylamidopropyl)Ammo-

nioalkane sulfonate)s in water and aqueous salt solutions via the spacer group separating the cationic and the anionic moieties[J]. Polymer Chemistry, 2015, 7(3):731-740.)，并与丙烯酰胺(AM)、丙烯酸(AA)及疏水单体N-烯丙基-2-苯氧乙酰胺(NAPA)(Liu P, Zhou L, Yang C, et al. A complex based on imidazole ionic liquid and copolymer of acrylamide and phenoxyacetamide modification for clay stabilizer[J]. Journal of Applied Polymer Science, 2014, 132(9).)共聚合成一种新型的聚合物驱油剂。

发明内容

本发明的目的是提供一种甜菜碱型两性离子聚合物驱油剂，解决现有的驱油剂耐温、抗盐、抗剪切以及溶解性差的问题。