一种n-取代丙烯酰胺单体、其制备方法、丙烯酰胺共聚物及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于油田化学剂领域，尤其设及一种N-取代丙締酷胺单体、其制备方法、丙 締酷胺共聚物及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 随着经济的迅猛发展，世界对能源尤其是石油的需求量不断增加。因此，提高原油 采收率日益成为国际上石油企业经营规划的一个重要部分。近年来，我国社会经济持续快 速增长对汽油的需求量越来越大，而国内的石油供应却难W满足人们对石油日益增长的需 求。石油对外的依存度进一步增大，已超过50%。并且国内各大油田经过一次采油（一次采 油指利用油层能量开采石油）、二次采油（二次采油指给油层补充能量开采石油）后的油田 含水量不断提高，大部分已进入高含水期开采阶段，含水率已达到90% W上。针对二次采油 后开采难度逐渐加大的现象进行=次采油是提高采油率的重要方法。
[0003] =次采油是指在利用天然能量进行开采和传统的用人工增补能量(注水、注气)之 后，利用物理的、化学的、生物的新技术进行尾矿采油的开发方式。主要通过注入化学物质、 蒸汽或微生物等，从而改变驱替相和油水界面性质或原油物理性质。其中，聚合物驱是=次 采油的主要技术方法，驱油机理清楚，工艺相对简单，技术日趋成熟，是一项有效的提高采 收率技术措施，自上世纪屯、八十年代W来，国内的油田工作者对聚合物的合成及应用进行 了大量的研究，某些领域目前已达到国际先进水平。
[0004] 常用的驱油聚合物主要是部分水解的聚丙締酷胺，其中，聚丙締酷胺是丙締酷胺 及其衍生物的均聚物和共聚物的统称，工业上凡有50% W上丙締酷胺单体的聚合物统称为 聚丙締酷胺。虽然目前部分水解的聚丙締酷胺作为驱油聚合物使用最为广泛，但此类聚合 物自身存在着耐盐性差，在高溫下极易降解的缺点，导致其在高溫高盐条件下粘度出现大 幅下降，严重影响了其在高溫高盐油藏中的驱油效果和聚合物的使用效率。
[0005] 为了解决上述问题，有研究者开展了对聚丙締酷胺分子结构的改性研究，W提高 其耐溫耐盐性能。目前，采用比较普遍的聚丙締酷胺分子结构改性方法是将含有刚性侧基、 耐盐基团、耐水解基团W及疏水基团的功能性单体与丙締酷胺共聚，经过合理的分子结构 设计，利用分子链相互作用，从而提高聚合物的耐溫抗盐性能。但由现有功能性单体与丙締 酷胺共聚得到的聚丙締酷胺的耐溫抗盐性能依然难W满足高溫高盐油藏的使用要求。因 此，亟需开发一种可显著提升聚丙締酷胺耐溫抗盐性能的新型功能性单体。
【发明内容】
[0006] 有鉴于此，本发明的目的在于提供一种N-取代丙締酷胺单体、其制备方法、丙締酷 胺共聚物及其制备方法，添加有本发明提供的N-取代丙締酷胺单体的丙締酷胺共聚物具有 良好的耐溫抗盐性能，其在高溫和高盐条件下依然具有较高的粘度。
[0007] 本发明提供了一种N-取代丙締酷胺单体，具有式(I)结构：
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[0026]优选的，所述具有式(VII)结构的重复单元和具有式（IX)结构的重复单元的总摩 尔量与具有式(IX)结构的重复单元的摩尔比为100: (5~30)。
[0027] 优选的，所述丙締酷胺共聚物的粘均分子量为1400 X IO4~化00 X 104。
[0028] 本发明提供了一种上述技术方案所述的丙締酷胺共聚物的制备方法，包括W下步 骤：
[0029] a)、式(I)结构化合物与式(X)结构化合物进行共聚反应，得到共聚产物；
[0030] b)、所述共聚产物在一价金属氨氧化物存在下进行水解反应，得到丙締酷胺共聚 物；
[0031]
[0032] 其中，Ri和化分别独立地选自烷基，R3选自H或烷基。
[0033] 与现有技术相比，本发明提供了一种N-取代丙締酷胺单体、其制备方法、丙締酷胺 共聚物及其制备方法。本发明提供的N-取代丙締酷胺单体具有式（I)结构，式（I)中，扣和R2 独立地选自烷基。添加有本发明提供的N-取代丙締酷胺单体的丙締酷胺共聚物具有良好的 耐溫抗盐性能，其在高溫和高盐条件下依然具有较高的粘度。实验结果表明，由本发明提供 的N-取代丙締酷胺单体与丙締酷胺共聚制得的丙締酷胺共聚物在高溫高盐(高溫:测试溫 度为85°C ;高盐:溶剂总矿化度为4.5万水，化2+、Mg2+离子总浓度为ISOOmgA;目标液浓度为 2000mg/L)条件下的粘度大于40mPa ? S。
【具体实施方式】
[0034] 下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例 仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技 术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范 围。
[0035] 本发明提供了一种N-取代丙締酷胺单体，具有式(I)结构：
[0036]
[0037] 式（I)中，Ri和化分别独立地选自烷基。
[003引本发明提供的N-取代丙締酷胺单体具有式（I)结构，式（I)中，扣和R2分别独立地选 自烷基。在本发明提供的一个实施例中，所述Ri和R2分别独立地选自Cl~Cio的烷基;在本发 明提供的另一个实施例中，所述Ri和化分别独立地选自甲基、乙基、丙基、下基或戊基。
[0039] 在本发明提供的一个实施例中，所述N-取代丙締酷胺单体具有式(II)结构：
[0040]
。
[0041] 添加有本发明提供的N-取代丙締酷胺单体的丙締酷胺共聚物具有良好的耐溫抗 盐性能，其在高溫和高盐条件下依然具有较高的粘度。实验结果表明，由本发明提供的N-取 代丙締酷胺单体与丙締酷胺共聚制得的丙締酷胺共聚物在高溫高盐(高溫:测试溫度为85 °(：;高盐：溶剂总矿化度为4.5万水，〔32\1邑2 +离子总浓度为180〇111邑几；目标液浓度为 2000mg/L)条件下的粘度大于40m化? s。
[0042] 本发明提供了一种N-取代丙締酷胺单体的制备方法，包括W下步骤：
[0043] 式(III)结构化合物与式（IV)结构化合物进行反应，得到具有式（I)结构的N-取代 丙締酷胺单体；
[0044]
，
[0045] 其中，Ri和化分别独立地选自烷基;X为面素。
[0046] 在本发明提供的制备方法中，直接将式（III)结构化合物与式（IV)结构化合物进 行反应，即可得到具有式(I)结构的N-取代丙締酷胺单体，该过程具体为：
[0047] 式（III)结构化合物和式（IV)结构化合物在溶剂中混合反应。其中，所述式（III) 结构化合物的结构如下：
[004引
[0049] 式(III)中，X为面素，优选为Cl、Br或I。
[0050] 本发明对所述式(III)结构化合物的来源没有特别限定，可W采用市售商品，也可 W按照W下方法进行制备：
[0051] 式(V)结构化合物与式(VI)结构化合物进行反应，得到式(III)结构化合物；
[0化 2]
：；
[0053] 式(VI)中，X和Z分别选自面素。
[0054] 在本发明提供的制备方法中，直接将式(V)结构化合物与式(VI)结构化合物进行 反应，即可得到式(III)结构化合物，该过程具体为：
[0055] 首先，式(V)结构化合物和式(VI)结构化合物进行混合。其中，所述式(V)结构化合 物和式(VI)结构化合物的结构如下：
[0056]
式（VI ) ?
[0057] 式(VI)中，X和Z分别选自面素，优选自CUBr或I。在本发明提供的一个实施例中， 所述式(VI)结构化合物具体为二氯亚讽，其结构如式(Vl-i)所示：
[0058]
斗
[0059] 本发明对所述式(V)结构化合物和式(VI)结构化合物的来源没有特别限定，采用 市售商品即可。在本发明中，所述式(V)结构化合物和式(VI)结构化合物的摩尔比优选为I: (1~2)，更优选为1:(1.5~1.7)。所述式(V)结构化合物和式(VI)结构化合物混合的方式优 选为将式(V)结构化合物滴加到是(VI)结构化合物中。所述滴加过程中，式(V)结构化合物 与式(VI)结构化合物组成的混合体系的溫度优选控制在-5~fTC。式(V)结构化合物和式 (VI)结构化合物混合完毕后，得到混合体系。在本发明中，所述混合体系中优选还存在一定 量的阻聚剂，所述阻聚剂优选为对苯二酪，本发明对所述阻聚剂的添加量没有特别限定，本 领域技术人员根据实际操作经验适量添加即可。
[0060] 然后，式(V)结构化合物和式(VI)结构化合物混合得到的混合体系进行反应。所述 反应的方式优选为回流反应。所述反应的时间优选为2~5h。由于在反应过程中会产生酸性 气体，因此本发明优选采用碱性吸收液对产生的酸性气体进行吸收，避免其扩散到大气环 境中。反应结束后，得到含有反应产物的溶液。所述含有反应产物的溶液进行后处理，得到 式(III)结构化合物，所述后处理的方式优选为减压蒸馈。
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