一種丙烯酰胺類(lèi)單體及其制備方法和應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種丙帰醜胺類(lèi)單體及其制備方法和應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002] 聚合物驅(qū)主要是通過(guò)注入一定規(guī)模的聚合物溶液，增加驅(qū)替液粘度，降低油層水 相滲透率來(lái)降低流度比、調(diào)整吸水剖面，W達(dá)到提高驅(qū)替相體積的目的，進(jìn)而提高采收率。 作為主要的聚合物驅(qū)油劑，水溶性部分水解聚丙帰醜胺（HPAM)在常規(guī)油藏H次采油巧0B) 技術(shù)中，已經(jīng)得到大規(guī)模推廣和應(yīng)用，為油田穩(wěn)產(chǎn)和增產(chǎn)發(fā)揮了重要作用。隨著常規(guī)油藏儲(chǔ) 量的減少，高溫高鹽油藏使得HPAM的應(yīng)用面臨著諸多難題，主要體現(xiàn)在開(kāi)采高溫高鹽油藏 時(shí)的高溫、高鹽、剪切和配制溶液時(shí)的溶解氧復(fù)合作用使得HPAM溶液粘度大幅降低，導(dǎo)致 驅(qū)油效果不顯著。
[0003] 針對(duì)上述性能缺點(diǎn)，研究人員對(duì)HPAM進(jìn)行了大量改性研究。其中，通過(guò)丙帰醜胺 與耐溫抗鹽單體共聚，在HPAM共聚物中引入耐溫抗鹽基團(tuán)，是提高產(chǎn)品性能的一個(gè)重要途 徑。已開(kāi)發(fā)的耐溫抗鹽單體包括賴(lài)酸型單體、疏水締合單體和兩性離子單體等。例如題為 "AMPS/AM共聚物的低溫合成和性能"(常志英，高分子材料科學(xué)與工程，1997,13,16)的文章 中報(bào)道了 W 2-丙帰醜胺基-2-甲基丙賴(lài)酸（AMP巧賴(lài)酸型單體與丙帰醜胺共聚可W顯著提 高HPAM的使用性能。但相關(guān)研究"水溶性AM/AA/AMPS共聚物的高溫水解"誅麟勇，應(yīng)用 化學(xué)，2000,17,2)同時(shí)也發(fā)現(xiàn)，在9(TC的高溫條件下，受臨近丙帰酸（AA)單元的分子內(nèi)催 化作用，AMI^S單元也發(fā)生水解反應(yīng)，共聚物中丙帰酸結(jié)構(gòu)單元比例增加，提高了其溫敏性和 鹽敏性能，因此限制了該類(lèi)聚合物在水解溫度W上的高溫高鹽條件下的應(yīng)用。疏水締合聚 合物利用分子結(jié)構(gòu)使其粘度在常溫下的確具有明顯的增稠效果，但其現(xiàn)場(chǎng)配制要求用淡水 或加熱促溶，給施工帶來(lái)麻煩，此外該類(lèi)聚合物還存在易堵塞地層，高溫高鹽條件下耐受性 差的缺點(diǎn)(王中華，精細(xì)與專(zhuān)用化學(xué)品，2006,14,24)。兩性離子共聚物具有兩性聚電解質(zhì)獨(dú) 特的鹽稠性能，但因其結(jié)構(gòu)中存在正電荷，與地層表面負(fù)電荷存在吸附作用，增加了損耗。
[0004] 因此從分子設(shè)計(jì)角度，開(kāi)發(fā)耐溫抗鹽性能好，易于生成高分子量產(chǎn)物的耐溫抗鹽 單體將是HPAM改性研究的一個(gè)長(zhǎng)期課題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，提供一種丙帰醜胺類(lèi)單體及其制備 方法和應(yīng)用。
[0006] 本發(fā)明提供了一種丙帰醜胺類(lèi)單體，其中，該單體具有式（1)所示的結(jié)構(gòu)：
[0007]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種丙烯酰胺類(lèi)單體，其中，該單體具有式（1)所示的結(jié)構(gòu)：
其中，R1為C1-C8的烷基，R2為氫或C1-C4的烷基，M為氫、鉀和鈉中的至少一種。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的丙烯酰胺類(lèi)單體，其中，R1為C1-C4的烷基，R2為氫或甲基。
3. -種丙烯酰胺類(lèi)單體的制備方法，其特征在于，該方法包括：在溫度為_(kāi)5°C至30°C 的條件下，將式（2)所示結(jié)構(gòu)的單體、式（3)所示結(jié)構(gòu)的單體與磺化劑反應(yīng)2-16小時(shí)，
， 其中，R1為C1-C8的烷基，R2為氫或C1-C4的烷基。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中，R1為C1-C4的烷基，R2為氫或甲基。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中，所述磺化劑為濃度95-150重量％的硫酸或發(fā)煙 硫fe。
6. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中，所述反應(yīng)包括依次進(jìn)行的兩個(gè)階段：第一階段為 在溫度為-5°C至KTC的條件下，將式（2)所示結(jié)構(gòu)的單體與式（3)所示結(jié)構(gòu)的單體接觸，得 到第一溶液；并在低于KTC的條件下，向所得到的第一溶液中加入磺化劑，使第一溶液與 磺化劑反應(yīng)1-8小時(shí)，得到第二溶液；第二階段為向所得到的第二溶液中加入水，在溫度為 10-30°C的條件下，繼續(xù)反應(yīng)1-8小時(shí)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中，所述方法進(jìn)一步包括在式（2)所示結(jié)構(gòu)的單體、 式（3)所式結(jié)構(gòu)的單體與磺化劑反應(yīng)之后，將得到的反應(yīng)產(chǎn)物與無(wú)機(jī)堿性化合物反應(yīng)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，所述無(wú)機(jī)堿性化合物為氫氧化鈉、氫氧化鉀和碳 酸鈉中的至少一種。
9. 根據(jù)權(quán)利要求3-8中任意一項(xiàng)所述的方法，其中，式（2)所示結(jié)構(gòu)的單體、磺化劑與 式（3)所式結(jié)構(gòu)的單體的摩爾比為1 :0. 8-1. 2 :5-25,優(yōu)選為I :1-1. 2 :10-20。
10. -種丙烯酰胺聚合物，其中，該丙烯酰胺聚合物含有式（4)所示的結(jié)構(gòu)單元：
其中，R1為C1-C8的烷基，R2為氫或C1-C4的烷基，M為氫、鉀和鈉中的至少一種。
11.權(quán)利要求10所述的丙烯酰胺聚合物在聚合物驅(qū)油劑中的應(yīng)用。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種丙烯酰胺類(lèi)單體及其制備方法和應(yīng)用，其中，該單體具有式（1）所示的結(jié)構(gòu)，其中，R1為C1-C8的烷基，R2為氫或C1-C4的烷基，M為氫、鉀和鈉中的至少一種。實(shí)驗(yàn)表明該單體進(jìn)行聚合得到的丙烯酰胺共聚物具有較高的分子量和優(yōu)異的耐溫抗鹽性能和耐剪切性能，可以作為高溫高鹽油藏三次采油驅(qū)油劑。
【IPC分類(lèi)】C07C303-06, C08F220-58, C07C309-24, C09K8-588, C08F8-12, C08F220-56
【公開(kāi)號(hào)】CN104649941
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201310574921
【發(fā)明人】伊卓, 林蔚然, 祝綸宇, 杜超, 劉希, 方昭, 張文龍, 趙方園
【申請(qǐng)人】中國(guó)石油化工股份有限公司, 中國(guó)石油化工股份有限公司北京化工研究院
【公開(kāi)日】2015年5月27日
【申請(qǐng)日】2013年11月15日