光引發劑組合物和聚丙烯酰胺驅油聚合物及其制備方法和應用
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種光引發劑組合物和聚丙烯酰胺驅油聚合物及其制備方法和應用， 特別地，本發明涉及一種聚丙烯酰胺驅油聚合物的光引發劑組合物，以及采用該光引發劑 組合物的聚丙烯酰胺驅油聚合物制備方法，以及由該方法制得的聚丙烯酰胺驅油聚合物和 該聚丙烯酰胺驅油聚合物在采油中的應用。
【背景技術】
[0002] 聚合物驅油作為一種高效的三次采油技術，已經在我國的大慶、勝利等油田得到 了廣泛應用，其主要的原理為：通過在注入水中加入一定量的水溶性聚合物以提高水體的 黏度從而控制注入水的流度、擴大波及體積以提高原油采收率。通常使用的聚合物為部分 水解聚丙烯酰胺（HPAM)，并在低溫、低礦化度的油藏中取得了很好的增油效果。然而，HPAM 的分子鏈在高溫下易發生蜷曲，鏈上的羧基對Ca' Mg2+離子較為敏感，在高溫高礦化度的 油藏中易發生相分離、黏度下降，使得其增油效果也大幅降低。
[0003] 目前，聚丙烯酰胺驅油劑主要通過水溶液聚合進行生產，該方法主要是將丙烯酰 胺和其它共聚單體配制成一定濃度的混合水溶液，再經氧化-還原體系或偶氮化合物等引 發劑進行熱引發或光引發發生共聚反應。但是通常的引發反應溫度高，聚合過程不易掌握， 導致產品質量難以控制，溶解時間和粘度都存在較大波動。

【發明內容】

[0004] 本發明的目的在于克服現有的聚丙烯酰胺驅油劑的制備中引發劑的缺陷導致的 聚丙烯酰胺驅油劑產品質量差的問題，提供一種能夠更溫和地引發聚合反應，從而得到能 夠在高溫高礦化度的油藏中增粘性良好的聚丙烯酰胺驅油聚合物的光引發劑組合物，以及 采用該光引發劑組合物的聚丙烯酰胺驅油聚合物的制備方法，及其制得的聚丙烯酰胺驅油 聚合物及其在采油中的應用。
[0005] 為了實現上述目的，本發明提供一種光引發劑組合物，其中，該組合物含有式（1) 所示結構的化合物中的至少一種和式（2)所示結構的化合物中的至少一種，
[0006]
[0007] 其中，R1、R2、R1'和R 2'各自獨立地為氫、取代的或未取代的C1-C14的直鏈或支鏈烷 基、芳基，或者，R 1和R2 -起和/或R1'和R2' 一起形成C3-C14的環烷基或雜環烷基，其中，雜 原子為N、0或S以1和M 2各自獨立地為氫、鋰、鈉或鉀；η和m各自獨立地為1-6的整數；R3、 R4和R5各自獨立地為氫、取代的或未取代的C1-C14的直鏈或支鏈烷基、取代的或未取代的 C1-C8的環烷基、芳基，且R3、R4和R 5不同時為氫。
[0008] 本發明還提供了一種聚丙烯酰胺驅油聚合物的制備方法，其中，該方法包括：在紫 外光照射下，在上述光引發劑組合物存在下，將丙烯酰胺和式（3)所示結構的化合物在水 中進行聚合反應，
[0010] 其中，R6和R7各自獨立地為氫、取代的或未取代的C 1-C2。的直鏈或支鏈烷基、芳基； M3為氫、鋰、鈉或鉀；η'和m'各自獨立地為1-6的整數。
[0011] 本發明還提供了由上述方法制得的聚丙烯酰胺驅油聚合物。
[0012] 本發明還提供了上述聚丙烯酰胺驅油聚合物在采油中的應用。
[0013] 通過采用本發明的引發劑組合物，可以在較低的引發溫度下獲得較高的反應效 率，并且，能夠獲得粘均分子量為1200-2000萬的聚丙烯酰胺驅油聚合物，該聚合物在高 溫、高礦化度和高鹽下，依舊具有較好的增粘性能。
[0014] 本發明的其它特征和優點將在隨后的【具體實施方式】部分予以詳細說明。
【具體實施方式】
[0015] 以下對本發明的【具體實施方式】進行詳細說明。應當理解的是，此處所描述的具體 實施方式僅用于說明和解釋本發明，并不用于限制本發明。
[0016] 本發明提供一種光引發劑組合物，該組合物含有式（1)所示結構的化合物中的至 少一種和式（2)所示結構的化合物中的至少一種，
[0017]
[0018] 其中，R1、R2、R1'和R 2'各自獨立地為氫、取代的或未取代的C1-C14的直鏈或支鏈烷 基、芳基，或者，R 1和R2 -起和/或R1'和R2' 一起形成C3-C14的環烷基或雜環烷基，其中，雜 原子為N、0或S以1和M 2各自獨立地為氫、鋰、鈉或鉀；η和m各自獨立地為1-6的整數；R3、 R4和R5各自獨立地為氫、取代的或未取代的C1-C14的直鏈或支鏈烷基、取代的或未取代的 C1-C8的環烷基、芳基，且R3、R4和R 5不同時為氫。
[0019] 根據本發明，盡管將含有上述式（1)所示結構的化合物中的至少一種和式（2)所 示結構的化合物中的至少一種的組合物作為光引發劑即可用于制備聚丙烯酰胺驅油聚合 物，然而為了更加容易制備，優選情況下，R 1、!?2、!?1'和R2'各自獨立地為氫、取代的或未取代 的C 1-C1。的直鏈或支鏈烷基、苯基或芐基，或者，R1和R2 -起和/或R1'和R2' 一起形成C5-Ciq 的環烷基或雜環烷基，其中，雜原子為N、0或S軋和M2各自獨立地為鈉、鉀或鋰；η和m各 自獨立地為1-5的整數；R 3、R4和R5各自獨立地為氫、取代的或未取代的C1-C 1。的直鏈或支 鏈烷基、取代的或未取代的C1-C8的環烷基、苯基或芐基，且R 3、R4和R5不同時為氫。
[0020] 更優選地，R1、R2、R1'和R 2'各自獨立地為氫、取代的或未取代的C1-C4的直鏈或支 鏈烷基、苯基或芐基，或者，R 1和R2 -起和/或R1'和R2' 一起形成C5-C8的環烷基或雜環烷 基，其中，雜原子為N、0或S W1和M2各自獨立地為鈉或鉀；η和m各自獨立地為1-4的整 數；R3、R 4和R5各自獨立地為氫、取代的或未取代的C1-C5的直鏈或支鏈烷基、取代的或未取 代的C 1-C6的環烷基、苯基或芐基，且R3、R4和R5不同時為氫。
[0021] 更進一步優選地，式（1)所示結構的化合物為下表1中所示的化合物中的一種或 多種：
[0022] 表 1
[0023]
[0024] 更優選地，式（2)所示結構的化合物為正己胺、二丙胺、三乙胺、苯甲胺、二乙胺、 正丙胺、異丙胺、三丙胺、二異丙胺、正丁胺、異丁胺、叔丁胺、二正丁胺、三正丁胺、正戊胺、 異戊胺、苯胺、苯甲胺、N，N-二甲基異丙胺、N，N-二甲基苯胺、N，N-二甲基芐胺、N-乙基二 異丙胺、環戊胺和環己胺中的一種或多種。
[0025] 在本發明中，式（1)所示結構的化合物可以通過本領域常規的方法進行制備而 得，例如，以式（1-1)所示結構的化合物的制備為例，式（1-1)所示結構的化合物的制備過 程包括以下步驟：
[0026] 步驟（1):
[0028] 將芴酮A、苯酚和甲烷磺酸在第一溶劑中進行第一接觸反應得到9, 9' -二對羥基 苯基荷B ;
[0029] 步驟（2):
[0031] 在堿性化合物存在下，將9, 9' -二對羥基苯基芴B和己磺內酯在第二溶劑中進行 第二接觸反應得到化合物C ;
[0032] 步驟（3):
[0034] 將在路易斯酸存在下，將化合物C和異丁酰氯在第三溶劑中進行第三接觸反應得 到化合物D ;
[0035]步驟（4):
[0037] 在FeCl3存在下，將化合物D和過氧化氫在第四溶劑中進行第四接觸反應，便可得 到式（1-1)所示結構的化合物。
[0038] 其中，步驟（1)中，優選情況下，芴酮A、苯酚和甲烷磺酸的摩爾比為I :(2-3): (0.2-0. 3)。優選情況下，所述第一溶劑為二氯甲烷和/或三氯甲烷。優選情況下，所述第 一接觸反應的條件包括：溫度為15_40°C，時間為8-24h。該步驟（1)還可以包括，采用二氯 甲烷/正己烷對所得粗產品進行重結晶，從而獲得9, 9' -二對羥基苯基芴B。
[0039] 其中，步驟（2)中，優選情況下，9,9' -二對羥基苯基芴B和己磺內酯的摩爾比為 1 :2-3。優選情況下，9, 9'-二對羥基苯基芴B和所述堿性化合物的摩爾比為1 :2-3。優選 情況下，所述堿性化合物為氫氧化鈉、氫氧化鉀和氫氧化鋰中的一種或多種。優選情況下， 所述第二溶劑為四氫呋喃、DMF和DMSO中的一種或多種。優選情況下，所述第二接觸反應包 括先在冰浴條件下滴加己磺內酯到9, 9' -二對羥基苯基芴B的溶液中，再在15-40°C下反 應8-24h。該步驟（2)還包括對粗產品采用二氯甲烷/正己烷進行重結晶，得到化合物C。
[0040] 其中，步驟（3)中，優選情況下，化合物C和異丁酰氯的摩爾比為1:2-3。優選情況 下，化合物C和所述路易斯酸的摩爾比為5-8:1。優選情況下，所述路易斯酸為三氯化鋁、三 氯化鐵和氯化鋅中的一種或多種。優選情況下，所述第三溶劑為二氯甲烷和/或三氯甲烷。 優選情況下，所述第三接觸反應包括在三氯化鋁的存在下，在冰浴條件下，向化合物C的溶 液中滴加異丁酰氯后反應3h，再在15-40°C下反應8-24h。
[0041] 其中，步驟（4)中，優選情況下，化合物D和過氧化氫的摩爾比為1:3-6。優選情況 下，過氧