含咪唑啉結(jié)構(gòu)三元共聚物驅(qū)油劑及其制備
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種可用于油田提高采收率的含咪唑啉結(jié)構(gòu)三元共聚物驅(qū)油劑及其 制備。 技術(shù)背景
[0002] 聚合物驅(qū)已經(jīng)成為我國油田驅(qū)油的一種主要手段，它是指在注入水中加入少量水 溶性聚合物，增加水相粘度，同時(shí)降低水相滲透率，改善油水粘度比，從而擴(kuò)大體積波及系 數(shù)，提高原油采收率的方法。聚合物驅(qū)油劑的主要特點(diǎn)是能夠在石油開發(fā)的控制條件下，以 低濃度保持高的粘度。目前，工業(yè)上應(yīng)用的聚合物驅(qū)油劑多為部分水解聚丙烯酰胺（HPAM)， 然而HPAM在遇到高溫或鹽含量較高時(shí)，分子鏈易發(fā)生卷曲，導(dǎo)致溶液粘度降低，驅(qū)油效果 下降，因而應(yīng)用受到了限制。
[0003] 為了解決聚合物驅(qū)油劑耐溫抗鹽性差的問題，國內(nèi)外科學(xué)工作者開展了大量 的研宄工作。主要有兩大研宄方向：一是合成具有耐溫抗鹽結(jié)構(gòu)單元的非締合型丙 烯酰胺類聚合物。它包括：（1)引入能抑制丙烯酰胺基水解的非離子型水溶性結(jié)構(gòu)單 元，如N-乙烯基吡略燒酮（NVP)(YeLin,HuangRonghua.StudyofP(AM-NVP-DMDA) HydrophobicallyAssociatingWater-SolubleTerpolymer.JournalofApplied PolymerScience, 1999, 74(1) :211-217)。（2)引入強(qiáng)水化性的陰離子基團(tuán)，如2-丙烯 酰胺基-2甲基苯磺酸（AMPS)(趙修太，呂華華，邱廣敏等.驅(qū)油用磺酸鹽型聚丙烯酰 胺的合成及性能表征.應(yīng)用化工，2008, 37(1): 29-32)。（3)引入陽離子基團(tuán)，如（2-丙 稀酰胺基 _2_ 甲基）丙基二甲基按（AMPDAC) (C.L.McCormick,K.P.Blackmon.Copolymers ofacrylamidewith2~acry1amid〇-2~methylpropanedimethylammoniumchloride. Polymer，1986, 27(12) : 1971-1975)。二是利用分子間的特殊相互作用，如疏水締和、庫侖 力、交聯(lián)等，使聚合物在溶液中具有特定的超分子結(jié)構(gòu)，大幅度提高其增粘能力和抗剪切性 能，從而獲得耐溫抗鹽性能良好的聚合物，它包括疏水締合聚合物、分子復(fù)合型聚合物、膠 態(tài)分散凝膠等。
[0004] 疏水締合聚合物是指在水溶性聚合物中引入少量疏水單體，利用疏水基團(tuán)間的疏 水締合作用，使聚合物在水溶液中形成超分子聚集體。本專利基于此研宄，在聚合物分子鏈 上引入含咪唑啉結(jié)構(gòu)的疏水長鏈單體，用以增加聚合物粘度，提高聚合物耐溫抗鹽性。目 前，國內(nèi)外對咪唑啉結(jié)構(gòu)引入聚合物作為驅(qū)油劑鮮有報(bào)道，本專利引入此結(jié)構(gòu)有兩個(gè)方面 的原因：一是咪唑啉環(huán)結(jié)構(gòu)具有抑制水解、提高大分子鏈剛性與水化能力等作用，二是疏水 單體能使聚合物分子鏈發(fā)生締合作用，從而提高了聚合物主鏈的熱穩(wěn)定性和抗鹽能力。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于：為了使聚合物具有良好的耐溫、抗鹽及抗剪切性，并能較好的 提高原油采收率。
[0006] 為了達(dá)到上述目的，本專利特提供一種含咪唑啉結(jié)構(gòu)的聚合物驅(qū)油劑及其合成方 法。其特征是含有如下結(jié)構(gòu)式：
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種含咪唑啉結(jié)構(gòu)的聚合物驅(qū)油劑，其特征在于該驅(qū)油劑是由丙烯酰胺（AM)、丙烯 酸（AA)、油酸咪唑啉衍生物（NIGE)三種單體制得，三種單體投料質(zhì)量比為AM:AA:NIGE= 6. 5:3. 5:0. 015,該驅(qū)油劑含有如下結(jié)構(gòu)：
式中，x、y、z為聚合度。
2. -種如權(quán)利要求1所述的聚合物驅(qū)油劑的合成方法，其特征在于：制備方法包含如 下步驟： (1) 在 250mL三 口燒瓶中投入 0? 0150gNIGE、6. 5000gAM、3. 5000gAA、0. 0045g增溶劑 OP-IO和一定量的水，在300-400rpm條件下，攪拌IOmin使體系分散均勻； (2) 加入NaOH調(diào)節(jié)溶液pH= 6 ;不加一定量水，調(diào)節(jié)單體總質(zhì)量百分濃度為20wt% ; (3) 在40°C下，通氮?dú)?0min后，加入引發(fā)劑過硫酸銨和亞硫酸氫鈉（過硫酸銨和亞硫 酸氫鈉摩爾比為1:1，引發(fā)劑加入量為單體總質(zhì)量的〇.5wt% ; (4) 在溫度40°C下，繼續(xù)通入氮?dú)?0_20min后，反應(yīng)8h; (5) 用無水乙醇洗滌三次，粉碎，烘干，制得AM/AA/NIGE三元共聚物。
3. -種權(quán)利要求1所述的含咪唑啉結(jié)構(gòu)的聚合物驅(qū)油劑，其特征在于：單體NIGE的結(jié) 構(gòu)為
4. 一種權(quán)利要求1所述的聚合物驅(qū)油劑的單體NIGE的制備方法，其特征在于：制備方 法包含如下步驟： (1) 在250mL三口燒瓶中加入56. 49g油酸和24. 76g二乙烯三胺，再加入 23. 60-33. 07mL二甲苯作為攜水劑，混合后攪拌，控制反應(yīng)溫度在142-162°C，反應(yīng)時(shí)間為 2. 5h； (2) 將反應(yīng)器冷卻至120°C，減壓蒸餾0. 5h，用乙酸乙酯對產(chǎn)物進(jìn)行萃取，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)得 到棕紅色油酸咪唑啉； (3) 取10. 5g已制備的油酸咪唑啉溶于30mL異丙醇中，逐漸滴入4. 5gAGE，在40-50°C 下攪拌反應(yīng)72h; (4) 用二氯甲烷和水對產(chǎn)物進(jìn)行分液提純，干燥，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)得到油狀棕黃色NIGE。
5. 根據(jù)權(quán)利1-2要求所述的聚合物驅(qū)油劑在油田的應(yīng)用。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種含咪唑啉結(jié)構(gòu)三元共聚物驅(qū)油劑及其制備。該共聚物由丙烯酰胺(AM)、丙烯酸(AA)、油酸咪唑啉衍生物(NIGE)三種單體合成，原料投料比為AM:AA:NIGE＝6.5:3.5:0.015；提供三元共聚物AM/AA/NIGE驅(qū)油劑的制備方法，引入咪唑啉環(huán)狀結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)共聚物分子鏈的剛性，提高其抗剪切性；同時(shí)在疏水長鏈中引入羥基，增加共聚物的水溶性；該共聚物具有良好的耐溫抗鹽性和抗剪切稀釋性，制備步驟簡單，產(chǎn)率高，能夠較好地用于油田提高原油采收率。
【IPC分類】C07D207-20, C09K8-588, C08F220-06, C08F226-06, C08F220-56
【公開號(hào)】CN104710566
【申請?zhí)枴緾N201510122449
【發(fā)明人】茍紹華, 張勤, 羅珊, 何楊, 馬永濤, 趙鵬
【申請人】西南石油大學(xué)
【公開日】2015年6月17日
【申請日】2015年3月19日