[发明专利]一种含有硅酸盐结构单体及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种含有硅酸盐结构单体及其制备方法与应用。它包括如下步骤：将含有硅酸酯结构单体的溶液滴加至硅酸盐水溶液中，混合反应，得到含有硅酸盐结构单体的水溶液，分离即得到含有硅酸盐结构单体。本发明制备方法简单；制备得到的含有硅酸盐结构单体活性较高，易于制备高分子量产品，增粘性能优良，使用时产品加量小。

技术领域

本发明涉及一种含有硅酸盐结构单体及其制备方法与应用，属于水溶性高分子合成技术领域。

背景技术

石油的开采和利用对国民经济的发展具有重要的作用。目前，我国已开发的油田大多数进入注水开发中后期，只有通过三次采油技术才能够稳定产量。在三次采油技术中，聚合物驱油技术是一种向油藏中注入水溶性聚合物溶液的驱油方法。由于增加了注入水的粘度、改善了流度比，可以有效提高驱替相波及的区域，降低含油饱和度，从而提高原油采收率。因此，聚合物驱油、二元复合驱(聚合物-表面活性剂)、三元复合驱油(碱-聚合物-表面活性剂)等三次采油技术在大庆、胜利、克拉玛依等主要油区都进行了矿场试验并取得了巨大成功，特别是大庆油田，聚合物驱油技术已进入大规模工业应用阶段，每吨聚合物增油量达到了120～150吨。

鉴于国内油藏和原油的具体特点，油层温度大于75℃，地层水矿化度大于30000mg/L的高温高盐油藏，所占的资源量相当大。目前，最常用的驱油聚合物，部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)，在高温下容易发生水解和氧化降解，HPAM溶液的粘度随着老化时间的增加而急剧下降，不具备长期稳定性，这限制了HPAM驱油体系在高温高盐油藏中的应用。因此，如何提供一种具有良好耐温抗盐性能的驱油聚合物，是当前聚合物驱油技术亟待解决的问题之一。

当前，为了提高丙烯酰胺类聚合物在盐溶液和高温下的稳定性能，从聚合物的分子结构设计角度出发，人们通常采取的办法主要有：(1)在聚合物主链上引入具有大的空间位阻的聚合物链，提高聚合物链的刚性；(2)提高聚合物分子链之间的相互作用，以维持其在盐溶液和高温下的流体力学体积，防止粘度的大幅度降低。然而，过多功能单体的引入，一方面会增加产品的成本，另一方面，功能单体往往聚合活性较差，由此导致共聚物的分子量偏低，其增粘性能不佳，这将提高产品的使用浓度。此外，当前主要通过疏水单体之间的缔合作用来提高聚合物分子链之间的相互作用强度，这种疏水缔合作用的强度较弱，受温度的影响较大，同时，过度疏水单体的加入，将降低聚合物的溶解效果，影响产品的使用。

中国专利文件CN105085800A公开了一种耐温抗盐聚合物驱油剂的制备方法，制备方法如下：将丙烯酰胺、含苯基和磺酸结构的单体、3-丙烯酰胺基-3-甲基丁酸钠溶解于去离子水中，调节pH为6-10，以乙二胺四乙酸二钠为络合剂、尿素为助溶剂、十二烷基硫酸钠为增溶剂，选用氧化还原-偶氮类水溶性复合引发剂，聚合反应分两段进行，第一段反应温度为5～10℃，第二段反应温度为40～70℃，得到耐温抗盐驱油剂。

中国专利文件CN105566565A公开了一种侧链含有双键的疏水缔合型耐温抗盐聚合物的制备方法，制备方法如下：将丙烯酰胺、甲基丙烯酸、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、丙烯酸十八酯和混合溶剂的反应物先用NaOH溶液调节pH值，然后使反应体系中总单体质量分数为10～30％；加入十二烷基硫酸钠后加入含辣素功能结构的丙烯酰胺衍生物疏水单体，通N₂后进行聚合反应得到新型疏水缔合聚合物，所得聚合物在油田开发中具有应用前景。

上述专利均通过引入功能单体而实现聚合物耐温抗盐性能的提升，在此过程中，往往存在以下不足：功能单体制备过程繁琐，存在提纯等后续操作，增加了产品成本；与丙烯酰胺类单体相比，功能单体聚合活性差，聚合物分子量不高，使用过程中，需要的聚合物浓度高；疏水型功能单体、内盐型功能单体的引入，降低了聚合物的溶解性能，使用过程中，聚合物的溶解时间增长，不溶物比例增加，影响产品的使用和推广。

发明内容

本发明的目的是提供一种含有硅酸盐结构单体及其制备方法与应用，本发明制备方法简单；制备得到的含有硅酸盐结构单体活性较高，易于制备高分子量产品，增粘性能优良，使用时产品加量小。