CN110734526B - 一种含长碳链的双辫型聚合物表面活性剂制备方法与应用 - Google Patents

一种含长碳链的双辫型聚合物表面活性剂制备方法与应用 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种含长碳链的双辫型聚合物表面活性剂制备方法与应用。所述双辫型聚合物表面活性剂具有式(Ⅰ)所示的结构，x为1～30；m/(m+n+p)×100％＝90.3％～94.45％；n/(m+n+p)×100％＝5.5％～9.5％；p/(m+n+p)×100％＝0.05％～0.2％。本发明的表面活性剂在地层低剪切条件下，将稠油形成稳定的水包油乳液，实现降黏目的；对水相具有一定的增黏性能，二者协同作用改善油水流度比，进而扩大波及体积、提高稠油水驱采收率。
Figure DDA0002226222630000011

Description

一种含长碳链的双辫型聚合物表面活性剂制备方法与应用
技术领域
本发明涉及化工领域，具体的说，本发明涉及一种双辫型聚合物表面活性剂及其制备和应用，更具体的说，本发明涉及一种含二异构十三烷基聚氧乙烯醚马来酸二酯的双辫型聚合物表面活性剂及其制备方法和应用。
背景技术
稠油开发方法包括热采(蒸汽吞吐、蒸汽驱、火烧油层、SPGD)和冷采(水驱)，我国水驱稠储量占稠油总储量30.1％，水驱稠油产量占稠油总产量18％，因稠油黏度较大和油藏非均质严重，稠油水驱采收率只有5-30％(稀油水驱采收率40％)。
为提高稠油水驱采收率，人们借鉴常规原油(稀油)提高采收率技术，主要包括聚合物驱、表面活性剂驱(降黏剂驱)、复合驱和气驱等。室内研究取得较大进展，闫文华的研究表明(当代化工，2017，46(8)：1553-1555)，聚合物驱在水驱(采收率17.04％)基础上提高采收率7.04％；美国发明专利US 4237018P提供了表面活性剂烷基聚乙氧基硫酸盐或烷基芳基聚烷基硫酸盐用于石油开采方面；杨开的研究表明(精细石油化工进展，2017，18(3)：22-25)，复合驱(减、表面活性剂)在水驱(采收率43.2％)基础上提高采收率26.1％，但复合驱体系中的化学剂之间存在一定程度的色谱分离现象，协同效应无法充分发挥；中国发明专利201410553381.6公开了一种稠油乳化降黏剂，该降黏剂是阴离子和非离子表面活性剂的复配体系，对稠油的降黏率大于99％。
但矿场试验没有取得预期的增油、降水效果。主要原因是，对于聚合物驱来说，聚合物仅增加驱替液黏度，不能降低稠油黏度，因此，降低稠油/水流度比的幅度小、扩大波及体积的幅度也小；对于表面活性剂或乳化降黏剂(低分子)驱来说，在室内高剪切条件下，可以形成水包油乳液、实现降黏目的，但在地层低剪切条件下，很难形成水包油乳液、很难实现降黏目的。
针对稠油黏度大和油藏非均质严重的特性，研究在地层低剪切条件下既能降低稠油黏度(将稠油分散形成稳定的水包油乳液)又能增加驱替液黏度(两种功能协同作用)的技术，是提高稠油水驱采收率的有效途径，也是稠油水驱后的主要接替技术之一，应用前景广阔。
发明内容
本发明的一个目的在于提供一种双辫型聚合物表面活性剂；本发明所提供的聚合物表面活性剂具有良好的界面活性，在地层低剪切条件下可将稠油形成稳定的水包油乳液，实现降黏目的，同时对水相具有一定的增黏性能，二者协同作用扩大波及体积，对提高稠油水驱采收率具有重要的应用价值；
本发明的另一目的在于提供所述的双辫型聚合物表面活性剂的制备方法；
本发明的再一目的在于提供一种稠油降黏剂。
为达上述目的，一方面，本发明提供了一种双辫型聚合物表面活性剂，其中，所述双辫型聚合物表面活性剂具有式(Ⅰ)所示的结构：
Figure GDA0003460220050000021
x为1～30；m/(m+n+p)×100％＝90.3％～94.45％；n/(m+n+p)×100％＝5.5％～9.5％；p/(m+n+p)×100％＝0.05％～0.2％。
根据本发明一些具体实施方案，其中，所述聚合物表面活性剂黏均分子量为3.1×106～5.8×106g/mol。
另一方面，本发明还提供了本发明前面任意一项所述的双辫型聚合物表面活性剂的制备方法，其中，所述方法包括以丙烯酰胺(AM)、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)和如式(II)所示的二异构十三烷基聚氧乙烯醚马来酸二酯(I13CXMA，x＝1～30)为反应单体，经过聚合反应得到所述双辫型聚合物表面活性剂：
Figure GDA0003460220050000031
其中x为1～30。
根据本发明一些具体实施方案，其中，所述方法以二异构十三烷基聚氧乙烯醚马来酸二酯、丙烯酰胺和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸为反应单体，在氧化剂、还原剂和偶氮引发剂的存在下，经过聚合反应得到所述聚合物型表面活性剂。
根据本发明一些具体实施方案，其中，所述方法以二异构十三烷基聚氧乙烯醚马来酸二酯、丙烯酰胺和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸为反应单体，在表面活性剂、氧化剂、还原剂和偶氮引发剂的存在下，经过聚合反应得到所述聚合物型表面活性剂。
根据本发明一些具体实施方案，其中，所述方法包括如下步骤：
(1)将二异构十三烷基聚氧乙烯醚马来酸二酯，与表面活性剂混合，再加入丙烯酰胺以及2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸，配制成混合水溶液，添加碱调节溶液pH值为7～9；
(2)向步骤(1)的混合溶液中加入氧化剂与偶氮类引发剂，然后加入还原剂进行反应，将反应产物经过后处理得到所述聚合物表面活性剂。
根据本发明一些具体实施方案，其中，以三种反应单体的总物质量为100％计，二异构十三烷基聚氧乙烯醚马来酸二酯的物质量的百分比为0.05％～0.2％，丙烯酰胺的物质量的百分比为90.3％～94.45％，2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸的物质量的百分比为5.5％～9.5％。
根据本发明一些具体实施方案，其中，步骤(1)中所述表面活性剂选自十二烷基硫酸钠、十二烷基磺酸钠和十二烷基苯磺酸钠中的一种或多种的混合。
根据本发明一些具体实施方案，其中，步骤(1)中所述表面活性剂的质量用量为三种单体总质量的1％～3％。
根据本发明一些具体实施方案，其中，步骤(1)包括将二异构十三烷基聚氧乙烯醚马来酸二酯、丙烯酰胺、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸以及表面活性剂溶于去离子水中得到反应单体总浓度为20wt％-30wt％的混合溶液。
根据本发明一些具体实施方案，其中，步骤(2)包括先将步骤(1)的混合溶液的温度控制在3～7℃，然后加入氧化剂与偶氮类引发剂，然后将加入氧化剂与偶氮类引发剂的混合溶液温度控制在5～15℃，加入还原剂进行反应，反应结束后将产物经过后处理得到所述聚合物表面活性剂。
根据本发明一些具体实施方案，其中，步骤(2)包括将步骤(1)的混合溶液在冰水混合浴中放置10～20分钟以将其温度控制在3～7℃。
根据本发明一些具体实施方案，其中，步骤(2)所述反应的反应时间为4-5h。
根据本发明一些具体实施方案，其中，步骤(2)在加入氧化剂与偶氮类引发剂后，通氮气10～15分钟，然后加入还原剂(在氮气保护下加入还原剂)，还原剂加毕后继续通入氮气10～30分钟，再在密封条件下进行反应。
根据本发明一些具体实施方案，其中，步骤(2)所述的后处理包括将反应产物进行造粒、洗涤、烘干、粉碎和过筛，得到所述聚合物表面活性剂。
根据本发明一些具体实施方案，其中，所述氧化剂包括过硫酸钠、双氧水、过硫酸钾和过硫酸铵中的一种或多种的混合，所述还原剂包括亚硫酸氢钠、亚硫酸钠、四甲基乙二胺和硫代硫酸钠中的一种或多种的混合。
根据本发明一些具体实施方案，其中，所述氧化剂的质量用量为三种反应单体总质量的0.06％～0.1％，所述还原剂的质量用量为三种反应单体总质量的0.03％～0.06％。
根据本发明一些具体实施方案，其中，所述偶氮类引发剂为2,2'-氮杂双(2-咪唑啉)二盐酸盐和/或2,2'-偶氮二异丁基脒二盐酸盐。
根据本发明一些具体实施方案，其中，所述偶氮类引发剂的质量用量为三种反应单体总质量的0.03～0.05％。
根据本发明一些具体实施方案，其中，式(II)所示化合物的制备包括如下步骤：
以如下式(III)所示的异构十三烷基聚氧乙烯醚为原料，在溶剂中，并在催化剂存在下与马来酸酐进行反应得到所述化合物；
Figure GDA0003460220050000041
根据本发明一些具体实施方案，其中，所述方法包括如下步骤：
(11)在带有分水器的反应装置中加入异构十三烷基聚氧乙烯醚、马来酸酐和溶剂，搅拌溶解后，再加入催化剂搅拌溶解，升温反应；
(12)反应结束，将步骤(1)所得反应液用1～10wt％碳酸氢钠水溶液和饱和氯化钠水溶液进行洗涤，干燥后再减压浓缩得到所述二异构十三烷基聚氧乙烯醚马来酸二酯。
根据本发明一些具体实施方案，其中，步骤(11)所述溶剂选自甲苯、苯和对二甲苯中的一种或多种的混合。
根据本发明一些具体实施方案，其中，步骤(11)所述溶剂为甲苯。
根据本发明一些具体实施方案，其中，步骤(11)所述催化剂选自对甲苯磺酸、磷酸、硫酸和盐酸中的一种或多种的混合。
根据本发明一些具体实施方案，其中，步骤(11)所述催化剂为对甲苯磺酸。
根据本发明一些具体实施方案，其中，步骤(11)所述催化剂的质量用量为异构十三烷基聚氧乙烯醚和马来酸酐总质量用量的0.5％～2.5％。
根据本发明一些具体实施方案，其中，所述马来酸酐与异构十三烷基聚氧乙烯醚的物质的量比为1:(2～5)。
根据本发明一些具体实施方案，其中，步骤(11)所述反应的温度为115～150℃。
本发明使用的二异构十三烷基聚氧乙烯醚马来酸二酯具有较高的表面活性，在一定引发条件下可产生均(共)聚反应，得到的新型丙烯酰胺三元共聚物为疏水缔合型聚合物，其结构中含有疏水长链结构，当聚合物表面活性剂溶于水后能形成立体可逆网络结构，具有很强的稳定性。
本发明中为了提高聚合物表面活性剂的耐温耐盐性，还引入了2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)聚合单体，这种单体其耐温抗盐性好、水化能力强且易发生共聚。此外本发明中采用复合引发体系引发聚合反应，使体系中保持低的自由基浓度，这不仅克服了单一引发体系所造成的局限性，同时还有利于分子链的增长，从而得到分子量相对较高的聚合产物。
再一方面，本发明还提供了一种稠油降黏剂，其中，所述稠油降黏剂由本发明前面任意一项所述的双辫型聚合物表面活性剂制备得到。
综上所述，本发明提供了一种双辫型聚合物表面活性剂及其制备和应用。本发明的表面活性剂具有如下优点：
1、本发明中所用到的原料易得、制备简单、使用安全，存储方便。
2、本发明提供的制备方法的聚合条件温和，产率高，产品后处理工艺简单。
3、本发明所提供的聚合物表面活性剂具有优异的渗透性能和润湿性能，能够在油水界面的均衡分布。
4、本发明所提供的聚合物表面活性剂对水相具有增黏性能。
5、本发明所提供的聚合物表面活性剂具有优良的界面活性。
上述聚合物表面活性剂的结构特点使其具有如下优势：(1)在地层低剪切条件下，将稠油形成稳定的水包油乳液，实现降黏目的；(2)对水相具有一定的增黏性能，二者协同作用改善油水流度比，进而扩大波及体积、提高稠油水驱采收率。
附图说明
图1是本发明实施例1制备的含10个亚乙氧基EO单元的二异构十三烷基聚氧乙烯醚马来酸二酯(I13C10MA)的核磁共振(1H-NMR)谱图。
图2是本发明实施例3制备产品的红外光谱谱图，通过图谱分析可知三个单体均参与了聚合。
图3是本发明实施例3制备产品的1H-NMR谱图，从谱峰的化学位移可知，三个单体均参与了聚合。
图4是本发明实施例3制备产品的TGA谱图(热重分析)，主链的热降解温度可达到384℃。
具体实施方式
以下通过具体实施例详细说明本发明的实施过程和产生的有益效果，旨在帮助阅读者更好地理解本发明的实质和特点，不作为对本案可实施范围的限定。
实施例1
(1)在装有温度计、磁力搅拌器、分水器和回流冷凝器的250mL三口烧瓶中加入含有10个亚乙氧基EO单元的异构十三烷基聚氧乙烯醚(20.0000g，31.250mmol)、马来酸酐(1.2258g、12.501mmol)、甲苯(100mL)；搅拌溶解后加入对甲苯磺酸(0.2547g，1.479mmol)，加热升温至反应液回流，控制反应温度为120±5℃，反应回流5h后停止加热，冷却。
(2)将步骤(1)中的反应液倒入分液漏斗中，分别用5wt％碳酸氢钠水溶液、饱和食盐水洗涤数次至中性，用无水硫酸钠干燥，将干燥后的溶液进行减压浓缩后得到黄色油状物，为含10个亚乙氧基EO单元的二异构十三烷基聚氧乙烯醚马来酸二酯(I13C10MA)14.25g。
本实施例制备的黄色油状物的核磁共振氢谱(1H-NMR,400MHz,CDCl3)如图1所示，化学位移δ(ppm):6.25(2H,为双键上氢-CH＝CH-),3.0-4.5(80H,为20个-OCH 2CH 2O-),0.5-1.7(54H,为烷基氢C13 H 27-)。符合式(II)所示的I13C10MA结构式。
经核磁共振氢谱分析，确认得到的产物为含10个亚乙氧基EO单元的二异构十三烷基聚氧乙烯醚马来酸二酯(I13C10MA)。
实施例2
制备方法与实施例1中相同，不同之处在于：步骤(1)中加入含有15个亚乙氧基EO单元的异构十三烷基聚氧乙烯醚(20.0000g，23.225mmol)，马来酸酐(0.8133g，8.294mmol)以及对甲苯磺酸(0.3743g，2.174mmol)。
得到黄色油状产物为含15个亚乙氧基EO单元的二异构十三烷基聚氧乙烯醚马来酸二酯(I13C15MA)11.63g。
核磁共振氢谱(1HNMR,400MHz,CDCl3)数据如下:δ(ppm):6.25(2H,为双键上氢-CH＝CH-),3.33-4.35(120H,为30个-OCH 2CH 2O-),0.5-1.70(54H,为烷基氢C13 H 27-)。
经核磁共振氢谱分析，确认得到的产物为含15个亚乙氧基EO单元的二异构十三烷基聚氧乙烯醚马来酸二酯(I13C15MA)。
实施例3
制备方法与实施例1中相同，不同之处在于：步骤(1)中加入含有30个亚乙氧基EO单元的异构十三烷基聚氧乙烯醚(20.0000g，13.158mmol)，马来酸酐(0.5161g，5.263mmol)以及对甲苯磺酸(0.3077g，1.787mmol)。
得到黄色油状产物为含30个亚乙氧基EO单元的二异构十三烷基聚氧乙烯醚马来酸二酯(I13C30MA)13.16g。
核磁共振氢谱(1HNMR,400MHz,CDCl3)数据如下:δ(ppm):6.24(2H,为双键上氢-CH＝CH-),3.31-4.35(240H,为60个-OCH 2CH 2O-),0.5-1.70(54H,为烷基氢C13 H 27-)。
经核磁共振氢谱分析，确认得到的产物为含30个亚乙氧基EO单元的二异构十三烷基聚氧乙烯醚马来酸二酯(I13C30MA)。
实施例4
(1)称取21.0356g(295.943mmol)AM、3.7250g(17.974mmol)AMPS、0.2394g(0.176mmol)10个亚乙氧基EO单元的二异构十三烷基聚氧乙烯醚马来酸二酯(I13C10MA)以及0.7500g(2.600mmol)十二烷基硫酸钠溶于70mL去离子水中得到混合溶液，用NaOH调节溶液的pH值至8，随后将反应容器置于冰水混合浴中20分钟；
(2)将步骤(1)中的反应容器取出，然后加入1mL过硫酸钾水溶液(0.4wt％)与1mLAIBA水溶液(0.15wt％)，充氮气20min，然后加入1mL四甲基乙二胺水溶液(0.2wt％)，混合均匀后再充氮气5min，然后密封，在起始温度为10℃下反应4～5h，得到透明胶状物质。
(3)将步骤(2)中所得到的胶状物质进行造粒、烘干、粉碎、过筛，即得式(Ⅰ)所示的含I13C10MA的聚合物表面活性剂粉状物24.1g。
本实施例制备的聚合物型表面活性剂的红外谱图(FT-IR)如图2所示，在3336cm-1和3197cm-1处为酰胺-NH2和NH的伸缩振动峰，2923cm-1和2852cm-1处为C13H27-、CH3-和-CH2-的伸缩振动峰，1656cm-1处为NH-C＝O的伸缩振动峰，1322cm-1处为-O-C＝O的伸缩振动峰，1183cm-1处为-SO3Na的特征吸收峰，1020cm-1处为-CH2-O-CH2-的吸收峰。
1H-NMR(400MHz,D2O)谱图如图3所示，化学位移δ0.5-1.5ppm处峰为烷基H原子峰，1.5-2.5ppm处为聚合物骨架-CH2-和-CH-的氢原子峰，3.0-4.5ppm处为-O-CH2CH2-O-和-CH2SO3Na的氢原子峰，并且在5.0-7.0ppm间未出现双键CH2＝CH-CO和-CH＝CH-的氢原子峰，表明聚合物中未有单体残留。
经核磁共振氢谱和红外光谱分析，确认得到的产物为目标产物(聚合物型表面活性剂)。
热重分析(TGA)图谱如图4所示，主链的热降解稳定可达384℃。
利用乌氏黏度计(0.55mm管径)按照GB/T 12005.10-1992对本实施例中得到的聚合物表面活性剂进行测试，黏均分子量为5.4×106g/mol。
实施例5
制备方法与实施例4中相同，不同之处是：步骤(1)中AM的投料量为20.2890g(285.439mmol)、AMPS的投料量为4.2500g(20.508mmol)、I13C10MA的投料量为0.4610g(0.339mmol)。对得到的胶状物质进行造粒、洗涤、烘干、粉碎、过筛，即得式(Ⅰ)所示的含I13C10MA的聚合物表面活性剂粉状物23.74g。
本实施例制备的聚合物红外光谱(FT-IR)数据如下：υmax(cm-1)3336～3197(-NH2,-NH),2923、2852(C13H27-,CH3-,-CH2-),1656(NH-C＝O),1322(O-C＝O),1183(-SO3Na),1020(-CH2-O-CH2-)。
核磁共振氢谱数据如下：1H-NMR(400MHz,D2O)δ(ppm):0.5-1.5(烷基氢原子),1.5-2.5(骨架氢-CH 2-和-CH-),3.0-4.5(-OCH 2-CH 2O-,-CH 2SO3Na)。并且在5.0-7.0ppm间未出现双键-CH＝CH-和CH2＝CH-CO的氢原子峰，表明聚合物中未有单体残留。
经核磁共振氢谱和红外光谱分析，确认得到的产物为目标产物。
利用乌氏黏度计(0.55mm管径)按照GB/T 12005.10-1992对本实施例中得到的聚合物表面活性剂进行测试，黏均分子量为5.0x106g/mol。
实施例6
制备方法与实施例4中相同，不同之处是：步骤(1)中AM的投料量为19.5341g(274.819mmol)、AMPS的投料量为4.7750g(23.041mmol)、I13C10MA的投料量为0.6909g(0.508mmol)。对得到的胶状物质进行造粒、洗涤、烘干、粉碎、过筛，即得式(Ⅰ)所示的含I13C10MA的聚合物表面活性剂粉状物23.41g。
本实施例制备的聚合物红外光谱(FT-IR)数据如下：υmax(cm-1)3336～3197(-NH2,-NH),2923、2852(C13H27-,CH3-,-CH2-),1656(NH-C＝O),1322(O-C＝O),1183(-SO3Na),1020(-CH2-O-CH2-)。
核磁共振氢谱数据如下：1H-NMR(400MHz,D2O)δ(ppm):0.5-1.5(烷基氢原子),1.5-2.5(骨架氢-CH 2-和-CH-),3.0-4.5(-OCH2-CH2O-,-CH2SO3Na)。并且在5.0-7.0ppm间未出现双键-CH＝CH-和CH2＝CH-CO的氢原子峰，表明聚合物中未有单体残留。
经核磁共振氢谱和红外光谱分析，确认得到的产物为目标产物。
利用乌氏黏度计(0.55mm管径)按照GB/T 12005.10-1992对本实施例中得到的聚合物表面活性剂进行测试，黏均分子量为4.7x106g/mol。
实施例7
制备方法与实施例4中相同，不同之处是：步骤(1)中AM的投料量为18.8629g(265.376mmol)、AMPS的投料量为5.4000g(26.057mmol)、I13C10MA的投料量为0.7371g(0.542mmol)。对得到的胶状物质进行造粒、洗涤、烘干、粉碎、过筛，即得式(Ⅰ)所示的含I13C10MA的聚合物表面活性剂粉状物23.30g。
本实施例制备的聚合物红外光谱(FT-IR)数据如下：υmax(cm-1)3336～3197(-NH2,-NH),2923、2852(C13H27-,CH3-,-CH2-),1656(NH-C＝O),1322(O-C＝O),1183(-SO3Na),1020(-CH2-O-CH2-)。
核磁共振氢谱数据如下：1H-NMR(400MHz,D2O)δ(ppm):0.5-1.5(烷基氢原子),1.5-2.5(骨架氢-CH 2-和-CH-),3.0-4.5(-OCH2-CH2O-,-CH2SO3Na)。并且在5.0-7.0ppm间未出现双键-CH＝CH-和CH2＝CH-CO的氢原子峰，表明聚合物中未有单体残留。
经核磁共振氢谱和红外光谱分析，确认得到的产物为目标产物。
利用乌氏黏度计(0.55mm管径)按照GB/T 12005.10-1992对本实施例中得到的聚合物表面活性剂进行测试，黏均分子量为4.2x106g/mol。
实施例8
制备方法与实施例4中相同，不同之处是：步骤(1)中AM的投料量为18.8000g(264.491mmol)、AMPS的投料量为5.5400g(26.732mmol)、I13C15MA的投料量为0.6600g(0.366mmol)。对得到的胶状物质进行造粒、洗涤、烘干、粉碎、过筛，即得式(Ⅰ)所示的含I13C15MA的聚合物表面活性剂粉状物23.60g。
本实施例制备的聚合物红外光谱(FT-IR)数据如下：υmax(cm-1)3334～3193(-NH2,-NH),2920、2851(C13H27-,CH3-,-CH2-),1652(NH-C＝O),1325(O-C＝O),1168(-SO3Na),1022(-CH2-O-CH2-)。
核磁共振氢谱数据如下：1H-NMR(400MHz,D2O)δ(ppm):0.5-1.5(烷基氢原子),1.5-2.5(骨架氢-CH 2-和-CH-),3.0-4.5(-OCH2-CH2O-,-CH2SO3Na)。并且在5.0-7.0ppm间未出现双键-CH＝CH-和CH2＝CH-CO的氢原子峰，表明聚合物中未有单体残留。
经核磁共振氢谱和红外光谱分析，确认得到的产物为目标产物。
利用乌氏黏度计(0.55mm管径)按照GB/T 12005.10-1992对本实施例中得到的聚合物表面活性剂进行测试，黏均分子量为5.1x106g/mol。
实施例9
制备方法与实施例4中相同，不同之处是：步骤(1)中AM的投料量为19.3000g(271.525mmol)、AMPS的投料量为4.9000g(18.131mmol)、I13C30MA的投料量为0.8000g(0.256mmol)。对得到的胶状物质进行造粒、洗涤、烘干、粉碎、过筛，即得式(Ⅰ)所示的含I13C30MA的聚合物表面活性剂粉状物23.80g。
本实施例制备的聚合物红外光谱(FT-IR)数据如下：υmax(cm-1)3337～3196(-NH2,-NH),2922、2856(C13H27-,CH3-,-CH2-),1654(NH-C＝O),1320(O-C＝O),1156(-SO3Na),1028(-CH2-O-CH2-)。
核磁共振氢谱数据如下：1H-NMR(400MHz,D2O)δ(ppm):0.5-1.5(烷基氢原子),1.5-2.5(骨架氢-CH 2-和-CH-),3.0-4.5(-OCH2-CH2O-,-CH2SO3Na)。并且在5.0-7.0ppm间未出现双键-CH＝CH-和CH2＝CH-CO的氢原子峰，表明聚合物中未有单体残留。
经核磁共振氢谱和红外光谱分析，确认得到的产物为目标产物。
利用乌氏黏度计(0.55mm管径)按照GB/T 12005.10-1992对本实施例中得到的聚合物表面活性剂进行测试，黏均分子量为4.7x106g/mol。
发明效果
(1)界面活性测试
界面活性测试条件及步骤：使用德国Kruss公司K-12界面张力仪，通过吊片法测定双辫型聚合物表面活性剂水溶液的表面张力，实验温度为25℃，结果见下表1。
表1
Figure GDA0003460220050000111
(2)稠油降黏性能测试
聚合物表面活性剂的稠油降黏性能测试实验条件以及步骤如下：
将稠油(辽河稠油)与水(含1000mg/L上述共聚物)以质量比4:6的比例混合，在温度50℃，模拟地层低剪切速率5-50s-1，形成稳定的水包油乳液。利用MCR301型模块化智能型流变仪测定稠油、水包油乳液黏度(50℃)，结果见下表2(稠油黏度635mPa.s)。
表2
Figure GDA0003460220050000112
(3)增黏性能测试
将实例制备的聚合物表面活性剂配制浓度1000mg/L的水溶液(矿化度1200mg/L)，使用Brookfield公司生产的LVDVⅡ型粘度计测试25℃下的表观粘度，结果见下表3。
表3
Figure GDA0003460220050000121
(4)岩心驱油效果测试
实验材料：稠油为辽河稠油，50℃下的黏度635mPp.s；水为1200mg/L的模拟矿化水；人造岩心，25mm×300mm，空气渗透率750mD。
驱油实验方法：(1)岩心饱和油。在地层温度50℃下，将稠油注入岩心，直至岩心出口端不再有水流出，停止注油，计算饱和油量和初始含油饱和度；(2)水驱岩心。在地层温度50℃下，用注入水驱替岩心，至驱出液的含水率达到98％，停止实验，计算水驱的采收率；(3)聚合物表面活性剂驱岩心。水驱完成后，用聚合物表面活性剂水溶液驱替岩心至驱出液的含水率达到98％，停止实验，计算降粘剂提高采收率。(4)聚合物表面活性剂驱的采收率＝总采收率-水驱采收率，结果见下表4。
表4
Figure GDA0003460220050000122
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，在不矛盾的前提下，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (18)

1.一种含长碳链的双辫型聚合物表面活性剂，其中，所述双辫型聚合物表面活性剂具有式(Ⅰ)所示的结构：
Figure FDA0003460220040000011
x为1～30；m/(m+n+p)×100％＝90.3％～94.45％；n/(m+n+p)×100％＝5.5％～9.5％；p/(m+n+p)×100％＝0.05％～0.2％。
2.根据权利要求1所述的双辫型聚合物表面活性剂，其中，所述聚合物表面活性剂黏均分子量为3.1×106～5.8×106g/mol。
3.权利要求1～2任意一项所述的双辫型聚合物表面活性剂的制备方法，其中，所述方法包括以丙烯酰胺、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸和如式(II)所示的二异构十三烷基聚氧乙烯醚马来酸二酯为反应单体，经过聚合反应得到所述双辫型聚合物表面活性剂：
Figure FDA0003460220040000012
其中x为1～30。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其中，所述方法以二异构十三烷基聚氧乙烯醚马来酸二酯、丙烯酰胺和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸为反应单体，在氧化剂、还原剂和偶氮引发剂的存在下，经过聚合反应得到所述聚合物型表面活性剂。
5.根据权利要求3所述的制备方法，其中，所述方法包括如下步骤：
(1)将二异构十三烷基聚氧乙烯醚马来酸二酯，与表面活性剂混合，再加入丙烯酰胺以及2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸，配制成混合水溶液，添加碱调节溶液pH值为7～9；
(2)向步骤(1)的混合溶液中加入氧化剂与偶氮类引发剂，然后加入还原剂进行反应，反应结束后将产物经过后处理得到所述聚合物表面活性剂。
6.根据权利要求3～5任意一项所述的方法，其中，以三种反应单体的总物质量为100％计，二异构十三烷基聚氧乙烯醚马来酸二酯的物质量的百分比为0.05％～0.2％，丙烯酰胺的物质量的百分比为90.3％～94.45％，2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸的物质量的百分比为5.5％～9.5％。
7.根据权利要求5所述的方法，其中，步骤(1)中所述表面活性剂选自十二烷基硫酸钠、十二烷基磺酸钠和十二烷基苯磺酸钠中的一种或多种的混合。
8.根据权利要求5所述的方法，其中，步骤(1)中所述表面活性剂的质量用量为三种单体总质量的1％～3％。
9.根据权利要求5所述的方法，其中，步骤(1)包括将二异构十三烷基聚氧乙烯醚马来酸二酯、丙烯酰胺、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸以及表面活性剂溶于去离子水中得到反应单体总浓度为20wt％-30wt％的混合溶液。
10.根据权利要求5所述的方法，其中，步骤(2)包括先将步骤(1)的混合溶液的温度控制在在3～7℃，然后加入氧化剂与偶氮类引发剂，然后将加入氧化剂与偶氮类引发剂的混合溶液温度控制在5～15℃，加入还原剂进行反应，反应结束后将产物经过后处理得到所述聚合物表面活性剂。
11.根据权利要求5所述的方法，其中，步骤(2)所述反应的反应时间为4-5h。
12.根据权利要求5所述的制备方法，其中，步骤(2)在加入氧化剂与偶氮类引发剂后，通氮气10～15分钟，然后加入还原剂，还原剂加毕后继续通入氮气10～30分钟，再在密封条件下进行反应。
13.根据权利要求5所述的制备方法，其中，步骤(2)所述的后处理包括将反应产物进行造粒、洗涤、烘干、粉碎和过筛，得到所述聚合物表面活性剂。
14.根据权利要求4～5任意一项所述的方法，其中，所述氧化剂包括过硫酸钠、双氧水、过硫酸钾和过硫酸铵中的一种或多种的混合，所述还原剂包括亚硫酸氢钠、亚硫酸钠、四甲基乙二胺和硫代硫酸钠中的一种或多种的混合。
15.根据权利要求4～5任意一项所述的方法，其中，所述氧化剂的质量用量为三种反应单体总质量的0.06％～0.1％，所述还原剂的质量用量为三种反应单体总质量的0.03％～0.06％。
16.根据权利要求4～5任意一项所述的方法，其中，所述偶氮类引发剂为2,2'-氮杂双(2-咪唑啉)二盐酸盐和/或2,2'-偶氮二异丁基脒二盐酸盐。
17.根据权利要求4～5任意一项所述的方法，其中，所述偶氮类引发剂的质量用量为三种反应单体总质量的0.03～0.05％。
18.一种稠油降黏剂，其中，所述稠油降黏剂由权利要求1～2任意一项所述的双辫型聚合物表面活性剂制备得到。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US4745154A (en) * 1986-04-14 1988-05-17 Alco Chemical Corporation Water soluble polymers, their preparation and their uses
CN105175627A (zh) * 2015-07-27 2015-12-23 长江大学 起泡型驱油用表面活性聚合物及其制备方法
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