光引发剂组合物和聚丙烯酰胺驱油聚合物及其制备方法和应用
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种光引发剂组合物和聚丙烯酰胺驱油聚合物及其制备方法和应用， 特别地，本发明涉及一种聚丙烯酰胺驱油聚合物的光引发剂组合物，以及采用该光引发剂 组合物的聚丙烯酰胺驱油聚合物制备方法，以及由该方法制得的聚丙烯酰胺驱油聚合物和 该聚丙烯酰胺驱油聚合物在采油中的应用。
【背景技术】
[0002] 聚合物驱油作为一种高效的三次采油技术，已经在我国的大庆、胜利等油田得到 了广泛应用，其主要的原理为：通过在注入水中加入一定量的水溶性聚合物以提高水体的 黏度从而控制注入水的流度、扩大波及体积以提高原油采收率。通常使用的聚合物为部分 水解聚丙烯酰胺（HPAM)，并在低温、低矿化度的油藏中取得了很好的增油效果。然而，HPAM 的分子链在高温下易发生蜷曲，链上的羧基对Ca' Mg2+离子较为敏感，在高温高矿化度的 油藏中易发生相分离、黏度下降，使得其增油效果也大幅降低。
[0003] 目前，聚丙烯酰胺驱油剂主要通过水溶液聚合进行生产，该方法主要是将丙烯酰 胺和其它共聚单体配制成一定浓度的混合水溶液，再经氧化-还原体系或偶氮化合物等引 发剂进行热引发或光引发发生共聚反应。但是通常的引发反应温度高，聚合过程不易掌握， 导致产品质量难以控制，溶解时间和粘度都存在较大波动。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于克服现有的聚丙烯酰胺驱油剂的制备中引发剂的缺陷导致的 聚丙烯酰胺驱油剂产品质量差的问题，提供一种能够更温和地引发聚合反应，从而得到能 够在高温高矿化度的油藏中增粘性良好的聚丙烯酰胺驱油聚合物的光引发剂组合物，以及 采用该光引发剂组合物的聚丙烯酰胺驱油聚合物的制备方法，及其制得的聚丙烯酰胺驱油 聚合物及其在采油中的应用。
[0005] 为了实现上述目的，本发明提供一种光引发剂组合物，其中，该组合物含有式（1) 所示结构的化合物中的至少一种和式（2)所示结构的化合物中的至少一种，
[0006]
[0007] 其中，R1、R2、R1'和R 2'各自独立地为氢、取代的或未取代的C1-C14的直链或支链烷 基、芳基，或者，R 1和R2 -起和/或R1'和R2' 一起形成C3-C14的环烷基或杂环烷基，其中，杂 原子为N、0或S以1和M 2各自独立地为氢、锂、钠或钾；η和m各自独立地为1-6的整数；R3、 R4和R5各自独立地为氢、取代的或未取代的C1-C14的直链或支链烷基、取代的或未取代的 C1-C8的环烷基、芳基，且R3、R4和R 5不同时为氢。
[0008] 本发明还提供了一种聚丙烯酰胺驱油聚合物的制备方法，其中，该方法包括：在紫 外光照射下，在上述光引发剂组合物存在下，将丙烯酰胺和式（3)所示结构的化合物在水 中进行聚合反应，
[0010] 其中，R6和R7各自独立地为氢、取代的或未取代的C 1-C2。的直链或支链烷基、芳基； M3为氢、锂、钠或钾；η'和m'各自独立地为1-6的整数。
[0011] 本发明还提供了由上述方法制得的聚丙烯酰胺驱油聚合物。
[0012] 本发明还提供了上述聚丙烯酰胺驱油聚合物在采油中的应用。
[0013] 通过采用本发明的引发剂组合物，可以在较低的引发温度下获得较高的反应效 率，并且，能够获得粘均分子量为1200-2000万的聚丙烯酰胺驱油聚合物，该聚合物在高 温、高矿化度和高盐下，依旧具有较好的增粘性能。
[0014] 本发明的其它特征和优点将在随后的【具体实施方式】部分予以详细说明。
【具体实施方式】
[0015] 以下对本发明的【具体实施方式】进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体 实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
[0016] 本发明提供一种光引发剂组合物，该组合物含有式（1)所示结构的化合物中的至 少一种和式（2)所示结构的化合物中的至少一种，
[0017]
[0018] 其中，R1、R2、R1'和R 2'各自独立地为氢、取代的或未取代的C1-C14的直链或支链烷 基、芳基，或者，R 1和R2 -起和/或R1'和R2' 一起形成C3-C14的环烷基或杂环烷基，其中，杂 原子为N、0或S以1和M 2各自独立地为氢、锂、钠或钾；η和m各自独立地为1-6的整数；R3、 R4和R5各自独立地为氢、取代的或未取代的C1-C14的直链或支链烷基、取代的或未取代的 C1-C8的环烷基、芳基，且R3、R4和R 5不同时为氢。
[0019] 根据本发明，尽管将含有上述式（1)所示结构的化合物中的至少一种和式（2)所 示结构的化合物中的至少一种的组合物作为光引发剂即可用于制备聚丙烯酰胺驱油聚合 物，然而为了更加容易制备，优选情况下，R 1、!?2、!?1'和R2'各自独立地为氢、取代的或未取代 的C 1-C1。的直链或支链烷基、苯基或苄基，或者，R1和R2 -起和/或R1'和R2' 一起形成C5-Ciq 的环烷基或杂环烷基，其中，杂原子为N、0或S軋和M2各自独立地为钠、钾或锂；η和m各 自独立地为1-5的整数；R 3、R4和R5各自独立地为氢、取代的或未取代的C1-C 1。的直链或支 链烷基、取代的或未取代的C1-C8的环烷基、苯基或苄基，且R 3、R4和R5不同时为氢。
[0020] 更优选地，R1、R2、R1'和R 2'各自独立地为氢、取代的或未取代的C1-C4的直链或支 链烷基、苯基或苄基，或者，R 1和R2 -起和/或R1'和R2' 一起形成C5-C8的环烷基或杂环烷 基，其中，杂原子为N、0或S W1和M2各自独立地为钠或钾；η和m各自独立地为1-4的整 数；R3、R 4和R5各自独立地为氢、取代的或未取代的C1-C5的直链或支链烷基、取代的或未取 代的C 1-C6的环烷基、苯基或苄基，且R3、R4和R5不同时为氢。
[0021] 更进一步优选地，式（1)所示结构的化合物为下表1中所示的化合物中的一种或 多种：
[0022] 表 1
[0023]
[0024] 更优选地，式（2)所示结构的化合物为正己胺、二丙胺、三乙胺、苯甲胺、二乙胺、 正丙胺、异丙胺、三丙胺、二异丙胺、正丁胺、异丁胺、叔丁胺、二正丁胺、三正丁胺、正戊胺、 异戊胺、苯胺、苯甲胺、N，N-二甲基异丙胺、N，N-二甲基苯胺、N，N-二甲基苄胺、N-乙基二 异丙胺、环戊胺和环己胺中的一种或多种。
[0025] 在本发明中，式（1)所示结构的化合物可以通过本领域常规的方法进行制备而 得，例如，以式（1-1)所示结构的化合物的制备为例，式（1-1)所示结构的化合物的制备过 程包括以下步骤：
[0026] 步骤（1):
[0028] 将芴酮A、苯酚和甲烷磺酸在第一溶剂中进行第一接触反应得到9, 9' -二对羟基 苯基荷B ;
[0029] 步骤（2):
[0031] 在碱性化合物存在下，将9, 9' -二对羟基苯基芴B和己磺内酯在第二溶剂中进行 第二接触反应得到化合物C ;
[0032] 步骤（3):
[0034] 将在路易斯酸存在下，将化合物C和异丁酰氯在第三溶剂中进行第三接触反应得 到化合物D ;
[0035]步骤（4):
[0037] 在FeCl3存在下，将化合物D和过氧化氢在第四溶剂中进行第四接触反应，便可得 到式（1-1)所示结构的化合物。
[0038] 其中，步骤（1)中，优选情况下，芴酮A、苯酚和甲烷磺酸的摩尔比为I :(2-3): (0.2-0. 3)。优选情况下，所述第一溶剂为二氯甲烷和/或三氯甲烷。优选情况下，所述第 一接触反应的条件包括：温度为15_40°C，时间为8-24h。该步骤（1)还可以包括，采用二氯 甲烷/正己烷对所得粗产品进行重结晶，从而获得9, 9' -二对羟基苯基芴B。
[0039] 其中，步骤（2)中，优选情况下，9,9' -二对羟基苯基芴B和己磺内酯的摩尔比为 1 :2-3。优选情况下，9, 9'-二对羟基苯基芴B和所述碱性化合物的摩尔比为1 :2-3。优选 情况下，所述碱性化合物为氢氧化钠、氢氧化钾和氢氧化锂中的一种或多种。优选情况下， 所述第二溶剂为四氢呋喃、DMF和DMSO中的一种或多种。优选情况下，所述第二接触反应包 括先在冰浴条件下滴加己磺内酯到9, 9' -二对羟基苯基芴B的溶液中，再在15-40°C下反 应8-24h。该步骤（2)还包括对粗产品采用二氯甲烷/正己烷进行重结晶，得到化合物C。
[0040] 其中，步骤（3)中，优选情况下，化合物C和异丁酰氯的摩尔比为1:2-3。优选情况 下，化合物C和所述路易斯酸的摩尔比为5-8:1。优选情况下，所述路易斯酸为三氯化铝、三 氯化铁和氯化锌中的一种或多种。优选情况下，所述第三溶剂为二氯甲烷和/或三氯甲烷。 优选情况下，所述第三接触反应包括在三氯化铝的存在下，在冰浴条件下，向化合物C的溶 液中滴加异丁酰氯后反应3h，再在15-40°C下反应8-24h。
[0041] 其中，步骤（4)中，优选情况下，化合物D和过氧化氢的摩尔比为1:3-6。优选情况 下，过氧