Page 144 - 201810

·1752· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 35 卷

聚合物驱提高采收率技术是油田增储上产和稳 总矿化度为 9374.13 mg/L，其他矿化度的模拟水均
油控水的重要技术之一，矿场实验与应用证实了其 为在此基础上稀释而得。
技术可靠性与经济有效性 [1-4] 。聚合物驱是在水中 1.2 合成
加入一定量水溶性聚合物，通过增加水相黏度、改 1.2.1 超支化核聚环糊精（HCD）的合成
善流度比、扩大波及体积以提高原油采收率的方法 加入 5.0 g CD、7.5 mL 质量分数 25%的 NaOH
[5-9] 。聚合物驱油体系是聚驱技术的基础与核心， 溶液和 15 mL 水，搅拌，缓慢加入 1.0mL 环氧氯丙
常规驱油剂（部分水解聚丙烯酰胺，HPAM）在配 烷，滴加完毕后，在 50 ℃下搅拌反应 5~6 h，反应
制（搅拌器）、输送（泵、管线、阀门）、注入（套 完毕，用 100 mL 丙酮沉淀，过滤，得到白色固体，
管炮眼）和流经孔隙介质的过程中都会遭受强烈机 用 100 mL V（水）∶V（乙醇）=1∶2 的混合溶液反
械剪切，溶液黏度降幅可高达 70%以上，从而影 复清洗，除去未反应的 CD 和环氧氯丙烷，最后得
响驱油效率 [10-12] 。 到的白色固体，于真空干燥，得到产品 HCD。合成
对聚合物进行结构和组成改性是改善聚合物抗 路线如下所示。
剪切性的主要手段。与传统线型或星型聚合物不同，
超支化聚合物具有三维立体球形结构及大量的端
基，呈现高溶解性、高流变性、强化学反应活性等
特点。利用超支化大分子的结构特性，结合线性
链段的增黏性能，有助于改善聚合物的抗剪切性
能 [13-15] 。目前通过开环聚合、可逆加成-断裂链转移
聚合或原子链转移自由基聚合物等方法制备的超支
化高分子化合物通常为油溶性聚合物，相对分子质
量（简称分子量）小且分布窄，不满足水溶性好、
分子量大、增黏性好的要求，无法作为油田驱油剂
应用 [16-18] 。

本文以聚环糊精（HCD）为球形母核、以丙烯 1.2.2 甲基丙烯酰乙基磺基甜菜碱（BTAM）单体
酰胺（AM）及甲基丙烯酰乙基磺基甜菜碱（BTAM） 的合成
为接枝单体，采用氧化还原引发体系，通过水相自 加入 5.0 mL 单体 2-（二甲胺基）乙基甲基丙烯
由基聚合，制备了一种具有球形母核及两性离子功 酸酯、25.0 mL 丙酮，滴加含 2.6 mL 1,3-丙烷磺酸内
能链段的超支化聚合物 HCD-HPAM-BTAM，以期 酯的丙酮溶液 10 mL。滴加完毕后，升温到 40 ℃，
提高聚合物的抗剪切、抗盐及抗老化性能。 搅拌反应 10 h，体系产生大量白色固体，冷却后过

滤，粗品用 20 mL 丙酮反复清洗,除去未反应的单体
1 实验部分
和磺酸内酯，最后于真空干燥得到产品 BTAM。制
备路线如下所示。
1.1 试剂与仪器

β-环糊精（CD）、丙烯酰胺（AM）、2-（二甲
胺基）乙基甲基丙烯酸酯、1,3-丙烷磺酸内酯、氢氧
化钠、浓盐酸、乙醇、环氧氯丙烷、硝酸铈铵、丙
酮均为分析纯。实验用水为去离子水。未改性部分 1.2.3 超支化聚合物 HCD-HPAM-BTAM 的合成
水解聚丙烯酰胺（即普通聚合物 HPAM）为工业品。 在聚合时间 5.5 h，水解烘干温度 120 ℃，HCD
Bruker AV-400 核磁共振波谱仪，瑞士 Bruke 25 mg，BTAM 30 mg，硝酸铈铵 75 mg 的条件下，
Biospin 公司 ； Brookfield DV-III 黏度计， 美国 向三口瓶中依次加入 AM（8.0 g）、HCD（在其他条
Brookfield 公司；800S 搅拌器，美国 Waring 公司； 件不变的情况下，HCD 的投加量分别设定为 0~
Zetasizer Nano ZS 动态光散射粒度仪，英国马尔文 60 mg）、BTAM（在其他条件不变的情况下，BATM
公司。 的投加量分别设定为 0~800 mg）、水后，搅拌，待
实验中若无特殊说明，采用的矿化水为绥中 全部溶解，测试水溶液 pH，用 NaOH 或 HCl 水溶
36-1 油田的模拟配制水，主要离子质量浓度（mg/L） 液调节 pH=5~8，通 N 2 除去水中的氧气，升温到
2+
2+
+
+
为：Na +K 3091.96、Ca 276.17、Mg 158.68、 40 ℃，加入一定量催化剂硝酸铈铵水溶液（硝酸铈
2–
–
2–
–
CO 3 14.21、HCO 3 311.48、SO 4 85.29、Cl 5436.34， 铵质量为 0~90 mg），保持温度在 49.5~53.5 ℃反应，