一類磺酸鹽型兩性高分子表面活性劑及其合成方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一類磺酸鹽型兩性高分子表面活性劑及其合成方法，該高分子表面活性劑制備如下：（1）將1mol長(zhǎng)鏈烷基二甲基烯丙基溴化銨，1.2~20mol丙烯腈混合攪拌，溫度控制到0oC，滴加1.2~20mol發(fā)煙硫酸，攪拌0.5-2h，升溫至20-50oC，反應(yīng)12-48h后得到兩性磺酸鹽型表面活性劑；（2）將兩性磺酸鹽型表面活性劑和2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸按照摩爾比0.1～3：7～9.9溶于水中，調(diào)節(jié)pH值為7，加入引發(fā)劑，升溫至30~60oC，反應(yīng)3~10h。該高分子表面活性劑既能在一定礦化度范圍的鹽水溶液中增粘，又具有良好的表面活性和乳化性能，其合成方法條件溫和，收率高，易于提純分離。
【專利說(shuō)明】一類磺酸鹽型兩性高分子表面活性劑及其合成方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一類磺酸鹽型兩性高分子表面活性劑及其合成方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 隨著人們對(duì)能源需求的急劇增長(zhǎng)以及世界范圍內(nèi)油氣資源的枯竭，人們將越來(lái)越 多的關(guān)注集中到如何有效開采殘留在老油田區(qū)塊地下的原油，并開發(fā)出了許多提高原油采 收率（EOR)的新方法，如熱采、氣驅(qū)、混相驅(qū)、微生物驅(qū)、化學(xué)驅(qū)等。其中，由于化學(xué)驅(qū)成本 低，適用范圍廣，能有效提高原油采收率而被廣泛推廣應(yīng)用，并取得了突破性的進(jìn)展。
[0003] 化學(xué)驅(qū)提高采收率措施主要分為三種：聚合物驅(qū)，聚合物-表面活性劑驅(qū)（SP)，以 及堿-聚合物-表面活性劑三元復(fù)合驅(qū)驅(qū)（ASP)。但這三種措施都存在一些問(wèn)題。在聚合 物驅(qū)中，驅(qū)油體系主要通過(guò)加入水溶性聚合物來(lái)對(duì)工作液增粘，從而提高注入流體與地層 原油的流度比，并提高驅(qū)油體系的波及系數(shù)。但這類工作液通常界面活性低，不能有效改變 巖石表面潤(rùn)濕性，且基本上對(duì)原油無(wú)增容和乳化能力，因此其應(yīng)用受限。SP驅(qū)和ASP驅(qū)能夠 有效提高工作液的界面活性，能顯著降低油水界面張力，并能有效乳化和增韌原油，但其顯 著缺點(diǎn)是由于表面活性劑與聚合物相互作用導(dǎo)致體系粘度低，且工作液成本較高。此外，由 于表面活性劑和水溶性高分子的吸附特性和擴(kuò)散能力相差極大，在地層多孔介質(zhì)運(yùn)移過(guò)程 中，SP驅(qū)和ASP驅(qū)工作液極易發(fā)生色譜分離效應(yīng)，從而大大削弱工作液能力，甚至導(dǎo)致其失 效。另外，ASP驅(qū)中由于堿的引入，會(huì)對(duì)管道和地層產(chǎn)生十分嚴(yán)重的傷害等問(wèn)題。鑒于上述 問(wèn)題，開發(fā)新的驅(qū)油材料來(lái)彌補(bǔ)目前驅(qū)油體系的缺陷，成為當(dāng)務(wù)之急。
[0004] 本發(fā)明合成了一類高分子表面活性劑，該高分子表面活性劑既具有傳統(tǒng)水溶性聚 合物的特征，能在水溶液中增粘，又具有良好的表面活性，能有效降低油水界面張力，乳化 原油和烴類。由于其獨(dú)特的性能，作為一種新型的驅(qū)油劑，對(duì)提高原油采收率具有重要的應(yīng) 用價(jià)值。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于提供一類磺酸鹽型兩性高分子表面活性劑，該聚合物主要應(yīng)用 在石油開采，鉆井完井行業(yè)，既具有傳統(tǒng)水溶性聚合物的特征，能在一定礦化度范圍的鹽水 溶液中增粘，又具有良好的表面活性和乳化性能，能有效乳化原油和烴類，由于其獨(dú)特的性 能，對(duì)提高原油采收率具有重要的應(yīng)用價(jià)值。
[0006] 本發(fā)明的另一目的還在于提供上述磺酸鹽型兩性高分子表面活性劑的合成方法， 該方法原理可靠，操作簡(jiǎn)便，條件溫和，收率高，并且易于提純分離，具有廣闊的市場(chǎng)前景。
[0007] 為達(dá)到以上技術(shù)目的，本發(fā)明提供以下技術(shù)方案。
[0008] -類磺酸鹽型兩性高分子表面活性劑，有2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸（AMPS)和 兩性磺酸鹽型表面活性劑（AMC nDMPS)兩種結(jié)構(gòu)單元，其結(jié)構(gòu)式如下：
[0009]

【權(quán)利要求】
1. 一類磺酸鹽型兩性高分子表面活性劑，有2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸和兩性磺酸鹽 型表面活性劑兩種結(jié)構(gòu)單元，其結(jié)構(gòu)式如下：
R = C12 ?C22alky chain 其中x、y為結(jié)構(gòu)單元數(shù)，x為70?99%，y為1?30%。
2. 如權(quán)利要求1所述的磺酸鹽型兩性高分子表面活性劑的合成方法，依次包括以下步 驟： (1) 將lmol碳數(shù)為12?22的長(zhǎng)鏈烷基二甲基烯丙基溴化銨，1. 2?20mol丙烯腈加 入到三口燒瓶中進(jìn)行攪拌，將反應(yīng)體系溫度控制到〇°C，滴加1. 2?20mol發(fā)煙硫酸，攪拌 0. 5-2h，升溫至20-50°C，恒溫反應(yīng)12-48h后，過(guò)濾除去過(guò)量的丙烯腈，得到淡黃色晶體，用 丙酮重結(jié)晶，得到兩性磺酸鹽型表面活性劑； (2) 將兩性磺酸鹽型表面活性劑和2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸按照摩爾比0. 1?3 :7?9. 9溶于水中，調(diào)節(jié)pH值為7左右，單體總濃度為10?30質(zhì)量％，通入氮?dú)?0min進(jìn)行 除氧，再加入引發(fā)劑偶氮二異丁咪唑啉鹽酸鹽，引發(fā)劑加量為單體總質(zhì)量的〇. 05?1. 5%， 體系升溫至30?60°C，反應(yīng)3?10h后，用乙醇和丙酮反復(fù)沉淀洗滌，將產(chǎn)物在40°C真空 烘箱中干燥48h，粉碎造粒后，即得磺酸鹽型兩性高分子表面活性劑。
【文檔編號(hào)】C09K8/584GK104277816SQ201410525875
【公開日】2015年1月14日 申請(qǐng)日期:2014年10月8日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月8日
【發(fā)明者】葉仲斌, 張軒, 陳洪, 韓利娟, 蔣金芳, 宋佳蓉, 馮思思 申請(qǐng)人:西南石油大學(xué)