一種丙烯酰胺類單體及其制備方法和應用
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種丙帰醜胺類單體及其制備方法和應用。
【背景技術】
[0002] 聚合物驅主要是通過注入一定規模的聚合物溶液，增加驅替液粘度，降低油層水 相滲透率來降低流度比、調整吸水剖面，W達到提高驅替相體積的目的，進而提高采收率。 作為主要的聚合物驅油劑，水溶性部分水解聚丙帰醜胺（HPAM)在常規油藏H次采油巧0B) 技術中，已經得到大規模推廣和應用，為油田穩產和增產發揮了重要作用。隨著常規油藏儲 量的減少，高溫高鹽油藏使得HPAM的應用面臨著諸多難題，主要體現在開采高溫高鹽油藏 時的高溫、高鹽、剪切和配制溶液時的溶解氧復合作用使得HPAM溶液粘度大幅降低，導致 驅油效果不顯著。
[0003] 針對上述性能缺點，研究人員對HPAM進行了大量改性研究。其中，通過丙帰醜胺 與耐溫抗鹽單體共聚，在HPAM共聚物中引入耐溫抗鹽基團，是提高產品性能的一個重要途 徑。已開發的耐溫抗鹽單體包括賴酸型單體、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，高分子材料科學與工程，1997,13,16)的文章 中報道了 W 2-丙帰醜胺基-2-甲基丙賴酸（AMP巧賴酸型單體與丙帰醜胺共聚可W顯著提 高HPAM的使用性能。但相關研究"水溶性AM/AA/AMPS共聚物的高溫水解"誅麟勇，應用 化學，2000,17,2)同時也發現，在9(TC的高溫條件下，受臨近丙帰酸（AA)單元的分子內催 化作用，AMI^S單元也發生水解反應，共聚物中丙帰酸結構單元比例增加，提高了其溫敏性和 鹽敏性能，因此限制了該類聚合物在水解溫度W上的高溫高鹽條件下的應用。疏水締合聚 合物利用分子結構使其粘度在常溫下的確具有明顯的增稠效果，但其現場配制要求用淡水 或加熱促溶，給施工帶來麻煩，此外該類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(王中華，精細與專用化學品，2006,14,24)。兩性離子共聚物具有兩性聚電解質獨 特的鹽稠性能，但因其結構中存在正電荷，與地層表面負電荷存在吸附作用，增加了損耗。
[0004] 因此從分子設計角度，開發耐溫抗鹽性能好、易于生成高分子量產物的耐溫抗鹽 單體將是HPAM進改性研究的一個長期課題。
【發明內容】
[0005] 本發明的目的在于克服現有技術的上述缺陷，提供一種丙帰醜胺類單體及其制備 方法和應用。
[0006] 本發明提供了一種丙帰醜胺類單體，其中，該單體具有式（1)所示的結構：
[0007]
【主權項】
1. 一種丙烯酰胺類單體，其中，該單體具有式（1)所示的結構：
其中，Rp R2、R3和R4各自獨立地為C1-C4的烷基，R5為氫或C1-C4的烷基，M為氫、鉀 或鈉中的至少一種。
2. 根據權利要求1所述的丙烯酰胺類單體，其中，1^、1?2、1?3和1?4均為甲基，1? 5為氫或甲 基。
3. -種丙烯酰胺類單體的制備方法，其特征在于，該方法包括：在溫度為_5°C至30°C 的條件下，將式（2)所示結構的單體、式（3)所示結構的單體與磺化劑反應2-16小時，
其屮，Rn R2、R3和R4谷目獨立地為C1-C4的烷基，R5為氫或C1-C4的烷基。
4. 根據權利要求3所述的方法，其中，Rp R2、R3和R4均為甲基，R5為氫或甲基。
5. 根據權利要求3所述的方法，其中，所述磺化劑為濃度95-140重量％的硫酸或發煙 硫fe。
6. 根據權利要求3所述的方法，其中，所述反應包括依次進行的兩個階段：第一階段為 在溫度為_5°C至KTC的條件下，將磺化劑與式（3)所示結構的單體接觸，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式（2)所示結構的單體，使第一溶液與 式（2)所示結構的單體反應1-8小時，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，繼續反應1-8小時。
7. 根據權利要求3所述的方法，其中，所述方法進一步包括在式（2)所示結構的單體、 式（3)所式結構的單體與磺化劑反應之后，將得到的反應產物與無機堿性化合物反應。
8. 根據權利要求7所述的方法，其中，所述無機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. 根據權利要求2-8中任意一項所述的方法，其中，式（2)所示結構的單體、磺化劑與 式（3)所式結構的單體的摩爾比為1 :0. 8-1. 2 :5-25,優選為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)所示的結構單元：
其中，Rp R2、R3和R4各自獨立地為C1-C4的烷基，R5為氫或C1-C4的烷基，M為氫、鉀 或鈉中的至少一種。
11.權利要求10所述丙烯酰胺聚合物在聚合物驅油劑中的應用。
【專利摘要】本發明公開了一種丙烯酰胺類單體及其制備方法和應用，其中，該單體具有式（1）所示的結構，其中，R1、R2、R3和R4各自獨立地為C1-C4的烷基，R5為氫或C1-C4的烷基，M1為氫、鉀和鈉中的至少一種。實驗表明該單體進行聚合得到的丙烯酰胺共聚物具有較高的分子量和優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油劑。式（1）
【IPC分類】C07C303-32, C08F220-58, C07C309-15, C08F220-56, C09K8-588
【公開號】CN104649940
【申請號】CN201310574908
【發明人】伊卓, 趙方園, 林蔚然, 祝綸宇, 杜超, 劉希, 方昭, 張文龍
【申請人】中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司北京化工研究院
【公開日】2015年5月27日
【申請日】2013年11月15日