一种氨基化两亲嵌段聚醚增粘剂及其制备方法和应用
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种氨基化两亲嵌段聚醚增粘剂，所使用的氨基化两亲嵌段聚醚与部 分水解聚丙烯酰胺溶液复配，能有效降低聚丙烯酰胺在矿化水中的粘度损失。
【背景技术】
[0002] 聚丙烯酰胺(HPAM)因具有较好溶解度和较高增粘性能，作为聚合物驱油剂在三次 采油中的应用得到了越来越多的关注。化学复合驱是指在水中加入聚合物、表面活性剂和 碱，发挥各组分之间的协同作用，利用聚合物的粘弹性作用以及表面活性剂大幅度降低油 水界面张力的特性，既提高波及系数又提高驱油效率，进而提高采收率。
[0003] CN104529756 A公布了中国石油天然气股份有限公司研制的一种芳基烷基醇聚氧 乙烯醚羧酸盐及其制备与应用。所述羧酸盐具有良好的水溶性，高效的降低表/界面张力能 力，优异的乳化性能，较佳的耐温抗盐性能。在三次采油众多领域具有很好的应用前景，能 够作为有效的驱油剂在三次采油中应用。
[0004] CN102277146 B公开了中国石油化工股份有限公司上海化工研究院研制的烷基酚 聚氧乙烯醚羧酸盐性能较优异，其能够实现系列化生产。
[0005] 现有的表面活性剂与聚丙烯酰胺复配，往往只侧重其降低表/界面张力的性能。本 发明的目的在于使表面活性剂自身对聚丙烯酰胺具有增粘的效果。氨基化两亲嵌段聚醚作 为非离子系高分子表面活性剂，含有亲水性E0嵌段、疏水性P0嵌段以及高活性端氨基。在与 部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)、矿化水混合后，嵌段聚醚首先通过疏水嵌段的疏水缔合作用 形成壳层亲水、核层疏水的胶束结构。而后亲水嵌段-CH 2CH2〇-中的0与HPAM中-C0NH2之间形 成氢键，胶束聚集在聚合物链上或者附近。高活性的端氨基在体系中，与HPAM中的-C0NH 2以 及-COONa形成共价键，有助于维持HPAM分子链的网状结构。由于不存在静电作用，体系矿化 度对非离子表面活性剂影响微弱，进一步提升了混合溶液的耐盐性。
【发明内容】
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[0006] 技术问题:本发明所要解决的技术问题是现有的三次采油聚合物驱中，驱油主剂 聚丙烯酰胺在耐温抗盐性能上存在不足，导致其粘度损失较大。本发明提供一种氨基化两 亲嵌段聚醚增粘剂及其制备方法和应用，该增粘剂将含氨基的两亲嵌段聚醚与聚丙烯酰胺 溶液复配，具有使用浓度低、增粘效果好的优点。
[0007]
【发明内容】
:为解决上述技术问题，本发明提供了一种用氨基化两亲嵌段聚醚增粘 剂，该增粘剂的分子结构为：
[0009] 其中x，y均为任意整数，且20<x< 100，15<y<70;
[0010] 该氨基化两亲嵌段聚醚由嵌段聚醚(结构b)改性制得：
[0012] 其中x，y均为任意整数，且20 < X < 100,15 < 70。改性前的聚醚为该氨基化两亲 嵌段增粘剂提供亲水嵌段-ch2ch 2〇-以及疏水嵌段_CH2CH( CH3) 0-。
[0013] 本发明还提供了一种制备氨基化两亲嵌段聚醚增粘剂的方法，其由两亲嵌段聚醚 末端羟基发生氨基化反应而来，由末端羟基氨基化形成氨基的反应过程为：
[0014] 步骤1:对甲苯磺酰酯基封端嵌段聚醚的制备；
[0015] 将嵌段聚醚，即结构b与对甲苯磺酰氯在摩尔比为1:2-3,嵌段聚醚与三乙胺摩尔 比为1:2-3,氮气保护，反应温度0-25°C，反应12-16h，反应处理后得到对甲苯磺酰酯基嵌段 聚醚；
[0016] 步骤2:邻苯二甲酰亚胺基封端嵌段聚醚的制备；
[0017]将对甲苯磺酰酯基封端的嵌段聚醚与邻苯二甲酰亚胺钾溶于二甲基甲酰胺，在摩 尔比为1:3-6，反应温度为100-120°〇，反应6-81!，反应处理后得到邻苯二甲酰亚胺基封端嵌 段聚醚；
[0018]步骤3:氨基封端嵌段聚醚的制备；
[0019]将邻苯二甲酰亚胺基封端嵌段聚醚与水合肼在摩尔比为1:6-12,反应温度70-86 °C，反应10-12h，反应处理后得到氨基化两亲嵌段聚醚增粘剂，即结构a。
[0020] 本发明还提供了一种氨基化两亲嵌段聚醚增粘剂在三次采油中的应用，适用的温 度环境为40-70°C，适用的聚丙烯酰胺水溶液总矿化度< 20000mg/L。
[0021] 有益效果:本发明与现有技术相比，具有以下优点：
[0022] (1)本发明的目的在于利用表面活性剂自身对聚丙烯酰胺间的氢键以及共价键作 用，提升聚丙烯酰胺的耐温抗盐性。
[0023] (2)氨基化改性后的两亲嵌段聚醚比常规的嵌段聚醚具有更好的增粘效果，在达 到同样的粘度需求时，氨基化两亲嵌段聚醚所需的质量分数约为〇.〇5wt%，而常规嵌段聚 醚所需的质量分数约为〇. lwt%。
【具体实施方式】
[0024] 本发明采用的技术方案如下将氨基化两亲嵌段聚醚增粘剂与部分水解聚丙烯酰 胺(HPAM)矿化水溶液混合均匀。通过氨基化两亲嵌段聚醚在水溶液中与部分水解聚丙烯酰 胺形成氢键以及共价键，维持部分水解聚丙烯酰胺在溶液中结构的稳定，从而提高部分水 解聚丙烯酰胺的耐温抗盐性。
[0025] 氨基化两亲嵌段聚醚增粘剂，首次将经氨基化改性后的两亲嵌段聚醚作为增粘剂 应用于三次采油。将氨基化两亲嵌段聚醚与HPAM矿化水溶液混合。
[0026] 分子结构如a所示
[0028] 其中x，y均为任意整数，且20<x< 100，15<y<70
[0029] 该氨基化两亲嵌段聚醚未改性前分子结构如(b)所示：
[0031] 其中x，y与结构a中x，y相等。
[0032]本发明中的氨基化两亲嵌段聚醚由两亲嵌段聚醚末端羟基发生氨基化反应而来， 其结构如结构a所示，而反应前两亲嵌段聚醚结构如结构b所示。由末端羟基氨基化形成氨 基的反应过程为：
[0033] (1)对甲苯磺酰酯基封端嵌段聚醚的制备
[0034]将嵌段聚醚(b)与对甲苯磺酰氯在摩尔比为1:2-3,嵌段聚醚(b)与三乙胺摩尔比 为1:2-3，氮气保护，反应温度0-25°C，反应12-16h，反应处理后得到对甲苯磺酰酯基嵌段聚 醚。
[0035] (2)邻苯二甲酰亚胺基封端嵌段聚醚的制备
[0036]将对甲苯磺酰酯基封端的嵌段聚醚与邻苯二甲酰亚胺钾溶于二甲基甲酰胺，在摩 尔比为1:3-6，反应温度为100-120°〇，反应6-81!，反应处理后得到邻苯二甲酰亚胺基封端嵌 段聚醚。
[0037] (3)氨基封端嵌段聚醚的制备
[0038]将邻苯二甲酰亚胺基封端嵌段聚醚与水合肼在摩尔比为1:6-12，反应温度70-86 °C，反应10_12h，反应处理后得到氨基封端嵌段聚醚，即氨基化两亲嵌段聚醚增粘剂(a)。
[0039] 氨基化两亲嵌段聚醚增粘剂适用的温度环境为40-70°C，适用的HPAM水溶液总矿 化度 < 20000mg/L。
[0040] 下面通过实施例对本发明技术方案作进一步详细说明。其中例2、例3、例4是针对 增粘剂浓度差异设立的对照组;例4、例5、例6、例7是针对增粘剂适用温度设立的对照组;例 4、例8是针对增粘剂结构差异设立的对照组;例4、例9、例10是针对增粘剂适用矿化度差异 设立的对照组。
[0041 ]实施例1:设置空白组，不含增粘剂，配制质量分数为0.3wt %的HP AM矿化水溶液 (矿化度=