[发明专利]一种含有磺酸钠基团的表活性单体及其制备方法和应用

说明书

本发明公开一种含有磺酸钠基团的表活性单体，其结构如式1所示。该表活性单体分子中包括有可聚合的丙烯酰胺基团、水溶性的磺酸钠基团和疏水链，自身可聚合形成均聚物，与丙烯酰胺可聚合形成共聚物。形成的均聚物和共聚物在水溶液中具有疏水缔合的性质，聚合物溶液具有较高的表观粘度，良好的溶解性和粘度保留性，以及较高的耐温抗盐性能，在三次采油领域具有极大的应用潜力。同时，本发明还提供了该表活性单体的制备方法及其在三次采油领域的应用。

技术领域

本发明涉及功能高分子材料技术领域。更具体地，涉及一种含有磺酸钠基团的表活性单体及其制备方法和应用。

背景技术

石油是现代工业的“血液”，是不可或缺的资源。随着我国经济的快速发展，原油的进口量日益增加，近三年我国原油对外依存度已超过70％，能源安全形势异常严峻。为保障国家能源安全，国内油田的稳产、增产成为迫切需要解决的问题。目前我国大部分油田的开采都进入了中后期，油藏条件不断恶化，高温、高盐等苛刻油藏的占比提高，要想稳产、增产，必须使用强化开采技术(即三次采油技术)来提高采收率。聚合物驱油是目前最主要也是最有效的三采技术，但它对聚合物溶液的粘度有很高的要求。普通的聚合物(主要是部分水解聚丙烯酰胺)在高温条件下易发生水解，甚至降解，在高盐条件下会与多价阳离子发生反应，使得聚合物分子链交联团聚，这两种情况都会使聚合物溶液的粘度迅速下降而失效，难以满足高温、高盐油藏的使用要求，因而提高聚合物的耐温抗盐性能已成为油田化学领域的研究热点。

疏水缔合聚合物作为一类特殊的驱油聚合物，因分子间疏水缔合作用可形成网状结构，不仅能提高聚合物溶液的粘度，而且能改善其耐温抗盐性能，在三次采油领域被寄予厚望。但是，现有的聚合物产品也存在明显的缺点，即溶解速度慢，大部分只有在表面活性剂参与下才能形成有效缔合，在地层中由于指进现象聚合物与表面活性剂会逐渐分离，导致驱替液在前进过程中会逐步失去高粘度，这严重限制了此类聚合物的推广应用。如何在赋予聚合物疏水缔合性能的同时确保其充分的水溶性并降低粘度损失率成为目前迫切需要解决的难题。

因此，需要提供一种具有良好的溶解性及粘度保留性的聚合物。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种含有磺酸钠基团的表活性单体，在与丙烯酰胺(AM)共聚形成具有微嵌段结构的共聚物，共聚物溶液的表观粘度高，同时具有良好的耐温抗盐性能。

本发明的第二个目的在于提供上述表活性单体的制备方法。

本发明第三个目的在于提供包括有上述表活性单体的疏水缔合聚合物。

本发明第四个目的在于提供包括有上述表活性单体的疏水缔合聚合物的应用。

为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种含有磺酸钠基团的表活性单体，具有如式1下所示结构：

其中，R₁是H或CH₃；

R₂选自t为5-15，q为0-10，r为0-10。

本发明提供的表活性单体包括有可聚合的丙烯酰胺基团、水溶性的磺酸钠基团和疏水链，具备一定的分子间疏水缔合性能，在与丙烯酰胺(AM)共聚时，该类表活性单体可以自发形成一定尺寸的胶束，使得到的共聚物具有微嵌段的特点，这种微嵌段结构提高了聚合物溶液的表观粘度，并且具有较高的耐温抗盐性能。

一种如上所述表活性单体的合成方法，包括如下步骤：

将丙烯腈和烯烃类化合物混匀，0-2℃下加入乙酸酐，搅拌后加入发烟硫酸反应，维持反应在8-12℃下进行1-1.2小时，然后升温至25℃继续反应3-5天，结束后冷却至8-15℃抽滤，丙酮淋洗，40-50℃下烘干至恒重，得表活性单体；