專利名稱：一種含β-環(huán)糊精孿尾疏水締合聚合物驅(qū)油劑及合成方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于石油工業(yè)油田驅(qū)油提高原油采 收率的含有β-環(huán)糊精孿尾疏水締合聚合物驅(qū)油劑及其合成方法。
背景技術(shù)：
水溶性疏水締合聚合物(簡稱HAWSP, Hydrophobically Associating WaterSoluble Polymer),是指在水溶性聚合物親水性大分子鏈上帶有少量疏水基團的一類水溶性聚合物。在疏水締合水溶性聚合物的水溶液中，疏水基團之間由于疏水作用而發(fā)生聚集。在臨界締合濃度(簡稱CAC, Critical Association Con-centration)以上，分子間疏水締合形成聚合物鏈三維網(wǎng)絡的超分子結(jié)構(gòu)-動態(tài)物理交聯(lián)網(wǎng)絡，聚合物分子的流體力學體積增加，溶液粘度能夠顯著增加。小分子電解質(zhì)的加入可增加溶液的極性以及屏蔽分子內(nèi)正負離子的基團的相互作用使內(nèi)鹽鍵破壞，溶液增粘效果明顯，產(chǎn)生明顯的抗鹽性能。在高剪切作用下，疏水締合形成的動態(tài)物理交聯(lián)網(wǎng)絡被破壞，溶液粘度下降，剪切作用降低或消除后大分子鏈間的物理交聯(lián)又重新形成，粘度又將恢復，不發(fā)生一般高分子的聚合物在高速剪切下的不可逆機械降解。由于其獨特的溶液性質(zhì)，水溶性疏水締合聚合物在生物技術(shù)、可控藥物納米材料、水溶性涂料和三次采油等方面均展示了重要的應用前景，近年來其相關(guān)研究倍受工業(yè)和學術(shù)界十分關(guān)注。在國內(nèi)，疏水締合聚合物最先研究起于石油行業(yè)，由于疏水締合聚合物具有良好的抗溫、抗鹽能力，能夠基本滿足油氣勘探和采收礦藏的要求。西南石油大學的羅平亞院士從油氣開采的實際要求出發(fā)，開發(fā)耐溫耐鹽水溶性聚合物應能在溶液中形成結(jié)構(gòu)的設(shè)想，并提出了將水溶性疏水締合聚合物應用于油氣開采，通過長時間的室內(nèi)、室外研究,成功開發(fā)出具有良好抗溫抗鹽性能的工業(yè)化驅(qū)油用水溶性疏水締合聚合物(AP-P4)，并已投入現(xiàn)場實際應用。2003年，牛亞斌等人采用膠束氧化還原聚合方法合成了 PAM/C10AM/AMPS三元疏水締合共聚物，通過對聚合物溶液的流變性能測試，該聚合物具有較強的增粘能力，此疏水締合聚合物具有較強的能夠滿足大慶油田驅(qū)油耐溫抗鹽能力，體系的彈性大于粘性，溶液內(nèi)部可形成較強的空間網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)。2011年，康萬利等人通過丙烯酰胺(AM)與N-芐基-N-十二烷基丙烯酰胺(BDAM)反應，采用自由基膠束共聚后加減水解法合成了雙尾疏水締合三元共聚物(AM/NaA/BDAM)。實驗結(jié)果表明隨著共聚物濃度的增加，在臨界締合濃度以上，表觀黏度迅速增加，表現(xiàn)出明顯的疏水締合行為；共聚物溶液具有良好的黏彈性，且共聚物具有較強的耐溫抗鹽能力。2012年鄒長軍等人通過丙烯酰胺(AM)、丙烯酸鈉(NaAA)、二甲基二烯丙基氯化銨(MDAAC)為原料，采用自由基膠束共聚合成了 P (AM/β -⑶/NaAA)和P(AM/i3-CD/DMDAAC)用于驅(qū)油劑.實驗結(jié)果表明這兩種聚合物都比聚丙烯酰胺(PAM)具有較強的耐溫耐鹽能力，并取得了較好的驅(qū)油效果。在國外，1993年,Jerald S. Bradshaw等人用開環(huán)聚合方式將β-⑶引入到線性聚合物，并對其先相關(guān)性質(zhì)做了評價。1996年，Kelly D. Branham等人以單體丙烯酸(AA)、丙烯酰胺(AM)和2001年,Geoffrey L. Smith等人以單體丙烯酸(AA)、甲基丙烯酰胺(MAM)以及一系列孿尾型疏水單體(DiC6AM、DiC8AM、DiCltlAM)合成了一系列孿尾型疏水締合聚合物，通過對聚合物溶液性能的研究。2002年,Tomoe Nagayama等人通過自由基聚合合成了含有硅烷鏈的三元水溶性疏水締合聚合物P(DMAPAA/C12MAm/Si29MA)，并研究了該聚合物以及水溶液的締合性，結(jié)果表明，該聚合物有一定的增粘能力，并將聚合物的疏水鏈擴展到了含有無機硅原子的疏水單體。結(jié)果表明，該系列聚合物能夠增加聚合物的粘度，并且發(fā)現(xiàn)含有相同量的疏水單體，疏水單體DiCltlAM的增粘能力最強。β -環(huán)糊精(β -O), β -cyclodextrin)是環(huán)糊精的一種,是由7個β卩比喃葡萄糖的構(gòu)造通過α-(1、4)糖苷鍵連接而成的環(huán)狀低聚糖，其結(jié)構(gòu)呈上寬下窄中空的環(huán)筒狀分子呈錐形，每個葡萄糖單元6位上的伯羥基處于圓環(huán)面的窄端，而仲羥基則位于圓環(huán)面的寬端。環(huán)糊精這種分子結(jié)構(gòu)上的特點，決定了它外壁親水,而內(nèi)腔疏水的性質(zhì)。疏水締合聚合物用作油田驅(qū)油劑的相關(guān)性質(zhì)和工藝已日趨成熟，但是含有β_環(huán)糊精孿尾疏水締合聚合物用作油田驅(qū)油劑還鮮有報道?；谝陨嫌^點，該發(fā)明擬報道一種含有β_環(huán)糊精孿尾疏水締合聚合物驅(qū)油劑。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于為了使聚合物具有良好的耐溫、抗剪切稀釋性，特提供含有β-環(huán)糊精孿尾疏水締合聚合物驅(qū)油劑。為了達到以上目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案含有環(huán)糊精孿尾疏水締合聚合物驅(qū)油劑的合成方法，其特征在于，包括以下步驟(I)將孿尾疏水單體N-烯丙基-N-十二烷基油酰胺(NAD)和烷基酚聚氧乙烯醚(0Ρ-10)置于燒杯中，加蒸餾水攪拌至溶液透明，然后再轉(zhuǎn)移到三口燒瓶中；(2)室溫下，在三口燒瓶中裝上導氮氣管和攪拌裝置，并加入蒸餾水； (3 )丙烯酸胺(AM)、丙烯酸(AA)、2-0-(烯丙氧基_2_輕基丙基)-β_環(huán)糊精(AHP⑶)攪拌至完全溶解；(4)用NaOH溶液調(diào)節(jié)步驟(3)之后溶液的pH值；(5)通隊氣攪拌，再加入過硫酸銨((NH4)2S2O8X亞硫酸氫鈉(NaHSO3),恒溫反應一段時間得到本發(fā)明的反應原理如下
權(quán)利要求
1.含有β-環(huán)糊精孿尾疏水締合聚合物驅(qū)油劑的合成方法，其特征在于，包括以下幾個步驟 (1)將孿尾疏水單體N-烯丙基-N-十二烷基油酰胺(NAD)和烷基酚聚氧乙烯醚(OP-IO)置于燒杯中，加蒸餾水攪拌至溶液透明，然后再轉(zhuǎn)移到三口燒瓶中； (2)室溫下，在三口燒瓶中裝上導氮氣管和攪拌裝置，并加入蒸餾水； (3)丙烯酸胺(AM)、丙烯酸(AA)、2_0_(烯丙氧基-2-輕基丙基)-β -環(huán)糊精(AHP⑶)攪拌至完全溶解； (4)用NaOH溶液調(diào)節(jié)步驟(3)之后溶液的pH值； (5)通隊氣攪拌，再加入過硫酸銨((NH4)2S2O8X亞硫酸氫鈉(NaHSO3),恒溫反應一段時間。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的含β_環(huán)糊精孿尾型疏水締合聚合物驅(qū)油劑的合成方法，其特征在于，所述反應器為三口燒瓶。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的含β_環(huán)糊精孿尾疏水締合聚合物驅(qū)油劑的合成方法，其特征在于，所述步驟方法(4)的方法為用NaOH溶液調(diào)節(jié)pH值約為7。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的孿尾疏水締合聚合物驅(qū)油劑的合成方法，其特征在于，所述步驟(5)的方法中加入(NH4)2S208、NaHSO3的時間為通N2攪拌30min。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的孿尾疏水締合聚合物驅(qū)油劑的合成方法，其特征在于，所述步驟(5)中水浴的恒定溫度為40° C。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的孿尾型疏水締合聚合物的合成方法，其特征在于，所述步驟(5)中恒溫反應8h。
全文摘要
本發(fā)明公開一種新型β-環(huán)糊精孿尾疏水締合聚合物驅(qū)油劑及合成方法，包括以下步驟(1)將孿尾疏水單體N-烯丙基-N-十二烷基油酰胺(NAD)和烷基酚聚氧乙烯醚置于燒杯中，加入少量蒸餾水攪拌至溶液透明，轉(zhuǎn)移至三口燒瓶中；(2)在三口燒瓶中裝上氮氣管和攪拌裝置，并加入蒸餾水；(3)加入丙烯酰胺、丙烯酸、2-O-(烯丙氧基-2-羥基丙基)-β-環(huán)糊精(AHPCD)攪拌至完全溶解；(4)用NaOH溶液調(diào)節(jié)步驟(3)之后的溶液pH值至7；(5)通入N2并恒溫反應一段時間后，加入過硫酸銨、亞硫酸氫鈉再繼續(xù)反應8h后得到相應聚合物。本發(fā)明合成一種能提高原油采收率10%的水溶性聚合物驅(qū)油劑。
文檔編號C08F220/56GK102898590SQ201210376148
公開日2013年1月30日 申請日期2012年10月8日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月8日
發(fā)明者葉仲斌, 茍光俊, 茍紹華, 劉釗, 劉曼, 蔣文超 申請人:西南石油大學