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，調節(jié)pH值為7，加入引發(fā)劑，升溫至30~60oC，反應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

【技術領域】
[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】
[0002] 隨著人們對能源需求的急劇增長以及世界范圍內油氣資源的枯竭，人們將越來越 多的關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、混相驅、微生物驅、化學驅等。其中，由于化學驅成本 低，適用范圍廣，能有效提高原油采收率而被廣泛推廣應用，并取得了突破性的進展。
[0003] 化學驅提高采收率措施主要分為三種：聚合物驅，聚合物-表面活性劑驅（SP)，以 及堿-聚合物-表面活性劑三元復合驅驅（ASP)。但這三種措施都存在一些問題。在聚合 物驅中，驅油體系主要通過加入水溶性聚合物來對工作液增粘，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 巖石表面潤濕性，且基本上對原油無增容和乳化能力，因此其應用受限。SP驅和ASP驅能夠 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 著缺點是由于表面活性劑與聚合物相互作用導致體系粘度低，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散能力相差極大，在地層多孔介質運移過程 中，SP驅和ASP驅工作液極易發(fā)生色譜分離效應，從而大大削弱工作液能力，甚至導致其失 效。另外，ASP驅中由于堿的引入，會對管道和地層產(chǎn)生十分嚴重的傷害等問題。鑒于上述 問題，開發(fā)新的驅油材料來彌補目前驅油體系的缺陷，成為當務之急。
[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。由于其獨特的性能，作為一種新型的驅油劑，對提高原油采收率具有重要的應 用價值。


【發(fā)明內容】

[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，由于其獨特的性 能，對提高原油采收率具有重要的應用價值。
[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，操作簡便，條件溫和，收率高，并且易于提純分離，具有廣闊的市場前景。
[0007] 為達到以上技術目的，本發(fā)明提供以下技術方案。
[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)兩種結構單元，其結構式如下：
[0009]

【權利要求】
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構單元，其結構式如下：
R = C12 ?C22alky chain 其中x、y為結構單元數(shù)，x為70?99%，y為1?30%。
2. 如權利要求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 入到三口燒瓶中進行攪拌，將反應體系溫度控制到〇°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12-48h后，過濾除去過量的丙烯腈，得到淡黃色晶體，用 丙酮重結晶，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，調節(jié)pH值為7左右，單體總濃度為10?30質量％，通入氮氣30min進行 除氧，再加入引發(fā)劑偶氮二異丁咪唑啉鹽酸鹽，引發(fā)劑加量為單體總質量的〇. 05?1. 5%， 體系升溫至30?60°C，反應3?10h后，用乙醇和丙酮反復沉淀洗滌，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】C09K8/584GK104277816SQ201410525875
【公開日】2015年1月14日 申請日期:2014年10月8日 優(yōu)先權日: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 申請人:西南石油大學