本發(fā)明涉及高分子聚合物驅(qū)油劑，尤其涉及一種起泡型驅(qū)油用表面活性聚合物及其制備方法。

背景技術(shù)：
目前，我國大部分油田已進(jìn)入開發(fā)末期，產(chǎn)量都有一定的下降，由于勘探成本增加且難度越來越大，所以最大程度的提高采收率，是現(xiàn)階段解決能源危機(jī)的最直接的途徑。使用聚合物驅(qū)是油田提高采收率常用的途徑，在水中加入聚合物，可以增加水溶液的粘度，調(diào)整吸水剖面，增大驅(qū)替相波及系數(shù)，從而提高采收率。為了能更多的將原油從地下采出，目前比較常用的方法是使用二元或者三元復(fù)合驅(qū)，借助各組分間有效的協(xié)同效應(yīng)，可顯著的提高體系的粘度、降低油水界面的張力，從而提高采收率，其驅(qū)油效果比單獨(dú)聚合物驅(qū)效果好，但是聚合物二元驅(qū)及三元復(fù)合驅(qū)時(shí)，因不同組分之間存在運(yùn)移速度差，所以會(huì)發(fā)生色譜分離現(xiàn)象，導(dǎo)致不同驅(qū)油劑之間的協(xié)同作用減弱，驅(qū)油效果變差。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是：針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種表面張力較低、起泡效果好、增粘性良好、原油采收率高的起泡型驅(qū)油用表面活性聚合物及其制備方法。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明一方面提供了一種起泡型驅(qū)油用表面活性聚合物，具有如下的分子結(jié)構(gòu)：式中，x:y:z＝100:15～40:0.2～2，n＝8～15。本發(fā)明第二方面提供了一種起泡型驅(qū)油用表面活性聚合物的制備方法，包括以下步驟：步驟一，制備OP乳化劑、NaOH或KOH、相轉(zhuǎn)移催化劑與有機(jī)溶劑的混合溶液，在惰性保護(hù)氣氛下滴加氯丙烯，在45℃-70℃條件下反應(yīng)12-24h，反應(yīng)完成后冷卻抽濾，然后減壓蒸餾得到烯丙基壬基酚聚氧乙烯醚單體，其中，氯丙烯、OP乳化劑、NaOH或KOH與相轉(zhuǎn)移催化劑的摩爾比為1.5-2:1:1-1.5:0.05；步驟二，將2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸單體溶解在水中，加入堿，調(diào)節(jié)pH為7-8，加入烯丙基壬基酚聚氧乙烯醚單體和丙烯酰胺單體，控制2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、烯丙基壬基酚聚氧乙烯醚和丙烯酰胺的總單體質(zhì)量占混合液質(zhì)量比為20～25wt％，且丙烯酰胺單體、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸單體和烯丙基壬基酚聚氧乙烯醚單體的摩爾比為100:15～40:0.2～2，在惰性保護(hù)氣氛下加入占總單體質(zhì)量0.2％-1％的引發(fā)劑，于25-35℃，反應(yīng)3-6h后，得到膠體狀產(chǎn)物，洗滌后得白色沉淀，經(jīng)烘干粉碎，得到目標(biāo)產(chǎn)物。本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明提供的起泡型驅(qū)油用表面活性聚合物，表面張力較低，起泡效果好，增粘性良好，原油采收率高，此外，水溶性良好，耐溫抗鹽性能好，適合用作油田的三次開發(fā)的驅(qū)油劑。附圖說明圖1是實(shí)施例一所得的烯丙基壬基酚聚氧乙烯醚樣品與壬基酚聚氧乙烯醚樣品的紅外光譜圖。圖2是實(shí)施例一所得的起泡型驅(qū)油用表面活性聚合物的紅外光譜圖。圖3是實(shí)施例一所得的起泡型驅(qū)油用表面活性聚合物的濃度對(duì)表面張力的曲線圖。圖4是實(shí)施例一所得的起泡型驅(qū)油用表面活性聚合物的濃度對(duì)表觀黏度的曲線圖。圖5是實(shí)施例二所得的起泡型驅(qū)油用表面活性聚合物的濃度對(duì)表面張力的曲線圖。圖6是實(shí)施例二所得的起泡型驅(qū)油用表面活性聚合物的濃度對(duì)起泡體積的曲線圖。具體實(shí)施方式本發(fā)明一方面提供了一種起泡型驅(qū)油用表面活性聚合物，具有如下的分子結(jié)構(gòu)：式中，x:y:z＝100:15～40:0.2～2，n＝8～15。本發(fā)明第二方面提供了一種起泡型驅(qū)油用表面活性聚合物的制備方法，包括以下步驟：步驟一，制備OP乳化劑、NaOH或KOH、相轉(zhuǎn)移催化劑與有機(jī)溶劑的混合溶液，在惰性保護(hù)氣氛下滴加氯丙烯，在45℃-70℃條件下反應(yīng)12-24h，反應(yīng)完成后冷卻抽濾，然后減壓蒸餾得到烯丙基壬基酚聚氧乙烯醚單體，其中，氯丙烯、OP乳化劑、NaOH或KOH與相轉(zhuǎn)移催化劑的摩爾比為1.5-2:1:1-1.5:0.05；步驟二，將2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸單體溶解在水中，加入堿，調(diào)節(jié)pH為7-8，加入烯丙基壬基酚聚氧乙烯醚單體和丙烯酰胺單體，控制2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、烯丙基壬基酚聚氧乙烯醚和丙烯酰胺的總單體質(zhì)量占混合液質(zhì)量比為20～25wt％，且丙烯酰胺單體、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸單體和烯丙基壬基酚聚氧乙烯醚單體的摩爾比為100:15～40:0.2～2，在惰性保護(hù)氣氛下加入占總單體質(zhì)量0.2％-1％的引發(fā)劑，于25-35℃，反應(yīng)3-6h后，得到膠體狀產(chǎn)物，洗滌后得白色沉淀，經(jīng)烘干粉碎，得到目標(biāo)產(chǎn)物。優(yōu)選的，所述步驟一中，有機(jī)溶劑為CH2Cl2，三氯甲烷，苯，甲苯，二甲苯，異丙醇中的一種或一種以上。優(yōu)選的，所述步驟一中，OP乳化劑為OP-8，OP-10，OP-15中的一種或一種以上。優(yōu)選的，所述步驟一中，相轉(zhuǎn)移催化劑為四丁基溴化銨、芐基三乙基氯化銨、十二烷基三甲基氯化銨、四丁基氯化銨、四丁基硫酸氫銨中的一種或一種以上。優(yōu)選的，所述步驟二中，引發(fā)劑為質(zhì)量比＝1:1的過硫酸銨、亞硫酸鈉，或質(zhì)量比＝1:1的過硫酸鉀和亞硫酸氫鈉。下面結(jié)合實(shí)施例詳述本發(fā)明的起泡型驅(qū)油用表面活性聚合物及其制備方法。實(shí)施例1步驟一，烯丙基壬基酚聚氧乙烯醚單體，即COP，的合成取0.1molOP-10乳化劑、0.12molNaOH、0.05mol四丁基溴化銨、50ml二氯甲烷于三口燒瓶中，攪拌并通入氮?dú)?0min，然后滴加0.15mol氯丙烯，在50℃條件下反應(yīng)12h，反應(yīng)完成后冷卻抽濾，然后減壓蒸餾得到烯丙基壬基酚聚氧乙烯醚單體，即COP-10。步驟二，起泡型驅(qū)油用表面活性聚合物的合成將3.42g2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸單體，即AMPS，溶解在48g蒸餾水中，加入堿，調(diào)節(jié)pH為7；向AMPS水溶液中加入0.77gCOP-10，和7.81g丙烯酰胺單體，即AM，攪拌溶解，通入氮?dú)?0min，加入0.048g亞硫酸鈉和0.048g過硫酸銨，控制溫度在35℃，采用水溶液聚合法共聚；反應(yīng)3h后，得到膠體狀產(chǎn)物，用乙醇少量多次洗滌，得到白色沉淀物，烘干粉碎，得到表面活性聚合物。取少量步驟一得到的烯丙基壬基酚聚氧乙烯醚樣品，另取少量壬基酚聚氧乙烯醚樣品，分別標(biāo)記為①和②，進(jìn)行紅外譜圖分析，得到圖1所示的結(jié)果。由圖1可知：在曲線②中有3475cm-1的-OH吸收峰，在曲線①中此處沒有吸收峰，說明壬基酚聚氧乙烯醚改性后-OH被-C＝C-雙鍵取代。取少量步驟二得到的表面活性聚合物進(jìn)行紅外譜圖分析，得到圖2所示結(jié)果。由圖2可知，3349.8cm-1處為酰胺的N-H伸縮振動(dòng)峰，3199.377cm-1處為苯環(huán)上＝C-H的伸縮振動(dòng)峰，2931.66cm-1處為-CH2的C-H對(duì)稱伸縮振動(dòng)峰，2858.36cm-1處為-CH3的C-H伸縮振動(dòng)峰，1663.14cm-1處為酰胺的C＝O伸縮振動(dòng)峰，1041.389cm-1處為醚的C-O伸縮振動(dòng)峰，1186.026cm-1處為-SO3-的振動(dòng)吸收峰，以上紅外譜圖分析結(jié)果說明目標(biāo)聚合物被合成出來。由JK99B型全自動(dòng)張力儀測(cè)定步驟二得到的表面活性聚合物表面張力，結(jié)果如圖3所示。表觀粘度由美國Brookfield公司的BROOKFIELDⅢ型粘度計(jì)測(cè)定，結(jié)果如圖4所示。聚合物的驅(qū)油效果：將步驟二得到的表面活性聚合物配制成濃度為0.2％的溶液，在長度為30cm，直徑為2.5cm，滲透率為50×10-3μm2的巖心上進(jìn)行模擬驅(qū)油實(shí)驗(yàn)。先用勝利油田G89區(qū)塊地層水驅(qū)至含水93％，飽和原油，繼續(xù)水驅(qū)，測(cè)得水驅(qū)的采收率為38.53％，注入0.3PV的表面活性聚合物，水驅(qū)可再提高原油采收率15.6％，結(jié)果如表1所示。實(shí)施例2步驟一，烯丙基壬基酚聚氧乙烯醚單體，即COP，的合成取0.1molOP-10乳化劑、0.15molNaOH、0.05mol四丁基氯化銨、40ml二氯甲烷于三口燒瓶中，攪拌并通入氮?dú)?0min，然后滴加0.2mol氯丙烯，在50℃條件下反應(yīng)10h，反應(yīng)完成后冷卻抽濾，然后減壓蒸餾得到烯丙基壬基酚聚氧乙烯醚單體，即COP-10。步驟二，起泡型驅(qū)油用表面活性聚合物的合成將3.51gAMPS溶解在48g蒸餾水中，加入堿，調(diào)節(jié)pH為7；向AMPS水溶液中加入0.47g烯丙基壬基酚聚氧乙烯醚單體和8.02g丙烯酰胺單體，攪拌溶解，通入氮?dú)?0min，加入0.06g亞硫酸鈉和0.06g過硫酸銨，控制溫度在30℃，采用水溶液聚合法共聚；反應(yīng)4h后，得到膠體狀產(chǎn)物，用乙醇少量多次洗滌，得到白色沉淀物，烘干粉碎，得到表面活性聚合物。由JK99B型全自動(dòng)張力儀測(cè)定步驟二得到的表面活性聚合物表面張力，結(jié)果如圖5所示。在自制起泡儀器上測(cè)試起泡體積，即在常溫條件下向溶液中通入氣體，氣體的流速為400ml/min，通氣2min，即可得到實(shí)驗(yàn)結(jié)果，如圖6所示。聚合物的驅(qū)油效果：將步驟二得到的表面活性聚合物配制成濃度為0.2％的溶液，在長度為30cm，直徑為2.5cm，滲透率為45×10-3μm2的巖心上進(jìn)行模擬驅(qū)油實(shí)驗(yàn)。先用勝利油田G89區(qū)塊地層水驅(qū)至含水93％，飽和原油，繼續(xù)水驅(qū)，測(cè)得水驅(qū)的采收率為40.03％，注入0.3PV的表面活性聚合物，水驅(qū)可再提高原油采收率15.2％，結(jié)果如表1所示。實(shí)施例3步驟一，烯丙基壬基酚聚氧乙烯醚單體，即COP，的合成取0.1molOP-15乳化劑、0.15molNaOH、0.05mol四丁基溴化銨、50ml二氯甲烷于三口燒瓶中，攪拌并通入氮?dú)?0min，然后滴加0.15mol氯丙烯，在50℃條件下反應(yīng)10h，反應(yīng)完成后冷卻抽濾，然后減壓蒸餾得到烯丙基壬基酚聚氧乙烯醚單體，即COP-15。步驟二，起泡型驅(qū)油用表面活性聚合物的合成將3.46gAMPS溶解在48g蒸餾水中，加入堿，調(diào)節(jié)pH為7；向AMPS水溶液中加入0.63g烯丙基壬基酚聚氧乙烯醚單體和7.91g丙烯酰胺單體，攪拌溶解，通入氮?dú)?0min，加入0.06g亞硫酸鈉和0.06g過硫酸銨，控制溫度在35℃，采用水溶液聚合法共聚；反應(yīng)4h后，得到膠體狀產(chǎn)物，用乙醇少量多次洗滌，得到白色沉淀物，烘干粉碎，得到表面活性聚合物。聚合物的驅(qū)油效果：將步驟二得到的表面活性聚合物配制成濃度為0.2％的溶液，在長度為30cm，直徑為2.5cm，滲透率為58×10-3μm2的巖心上進(jìn)行模擬驅(qū)油實(shí)驗(yàn)。先用勝利油田G89區(qū)塊地層水驅(qū)至含水93％，飽和原油，繼續(xù)水驅(qū)，測(cè)得水驅(qū)的采收率為39.25％，注入0.3PV的表面活性聚合物，水驅(qū)可再提高原油采收率14.92％，結(jié)果如表1所示。實(shí)施例4步驟一，烯丙基壬基酚聚氧乙烯醚單體，即COP，的合成取0.1molOP-8乳化劑、0.12molNaOH、0.05mol四丁基溴化銨、50ml二氯甲烷于三口燒瓶中，攪拌并通入氮?dú)?0min，然后滴加0.15mol氯丙烯，在50℃條件下反應(yīng)12h，反應(yīng)完成后冷卻抽濾，然后減壓蒸餾得到烯丙基壬基酚聚氧乙烯醚單體，即COP-8。步驟二，起泡型驅(qū)油用表面活性聚合物的合成將3.42g2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸單體，即AMPS，溶解在48g蒸餾水中，加入堿，調(diào)節(jié)pH為7；向AMPS水溶液中加入0.154gCOP-8，和7.81g丙烯酰胺單體，即AM，攪拌溶解，通入氮?dú)?0min，加入0.048g亞硫酸鈉和0.048g過硫酸銨，控制溫度在35℃，采用水溶液聚合法共聚；反應(yīng)3h后，得到膠體狀產(chǎn)物，用乙醇少量多次洗滌，得到白色沉淀物，烘干粉碎，得到表面活性聚合物。實(shí)施例5步驟一，烯丙基壬基酚聚氧乙烯醚單體，即COP，的合成取0.1molOP-8乳化劑、0.12molKOH、0.05mol四丁基溴化銨、50ml二氯甲烷于三口燒瓶中，攪拌并通入氮?dú)?0min，然后滴加0.15mol氯丙烯，在50℃條件下反應(yīng)12h，反應(yīng)完成后冷卻抽濾，然后減壓蒸餾得到烯丙基壬基酚聚氧乙烯醚單體，即COP-8。步驟二，起泡型驅(qū)油用表面活性聚合物的合成將9.12g2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸單體，即AMPS，溶解在48g蒸餾水中，加入堿，調(diào)節(jié)pH為7；向AMPS水溶液中加入1.54gCOP-8，和7.81g丙烯酰胺單體，即AM，攪拌溶解，通入氮?dú)?0min，加入0.048g亞硫酸鈉和0.048g過硫酸銨，控制溫度在35℃，采用水溶液聚合法共聚；反應(yīng)3h后，得到膠體狀產(chǎn)物，用乙醇少量多次洗滌，得到白色沉淀物，烘干粉碎，得到表面活性聚合物。表1不同聚合物驅(qū)油實(shí)驗(yàn)結(jié)果序號(hào)AM:AMPS:COP水驅(qū)采收率％聚合物驅(qū)提高采收率％實(shí)施例1100:15:138.5315.6實(shí)施例2100:20:1.540.0315.2實(shí)施例3100:25:1.839.2514.92由表1可知，采用本發(fā)明的起泡型驅(qū)油用表面活性聚合物，表面張力較低，起泡效果好，增粘性良好，原油采收率可提高15％以上。