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·1460·                            精细化工   FINE CHEMICALS                                  第 36 卷

                 introduction of the zwitterionic monomer weakens the sensitivity of the molecular chain to the salt.
                 Key words: twin-tail structure; zwitterionic copolymer; apparent viscosity; rheological properties; enhanced
                 oil recovery; oil-field chemicals


                 聚合物驱因其操作简单、原料易得和成本较低                          1    实验部分
            而被广泛地应用于三次采油             [1-2] 。向驱油体系中加入
            聚合物可显著提高驱替液的表观黏度，降低水油流                             1.1    实验药品及仪器
                                                       [3-5]
            度比，增大洗油效率，从而提高原油采收率（EOR） 。                             AM、AA、二氯甲烷、二正辛胺、三乙胺（TEA）、
            目前，最常用的聚合物有两类：以黄原胶（XG）为                            甲基丙烯酰氯、烷基酚聚氧乙烯醚（OP-10）、无水
            代表的生物聚合物和以部分水解聚丙烯酰胺（HPAM）                          乙醇、NH 4 Cl、Na 2 CO 3 、NaOH、(NH 4 ) 2 S 2 O 8 、NaHSO 3 、
                               [6]
            为代表的合成聚合物 。XG 具有一定的耐温抗剪切                           NaCl、MgCl 2 、CaCl 2 ，AR，成都科龙化工试剂厂；
                                                                                              6
            性能，但在高温条件下 XG 极易发生热氧化降解，                           HPAM（相对分子质量约为 5.0×10 ），工业品，大
            因此地层温度一般不宜超过 60 ℃。此外，XG 的价                         庆炼化公司；两性离子单体 MDPS 参考文献[22]制
            格是 HPAM 的 5 倍左右，且过滤性能较差，限制了                        备；孪尾单体 DLMB 实验室自制。
            其大规模应用       [7-8] 。HPAM 抗温耐盐性能不理想，在                   WQF-520A 傅里叶变换红外光谱仪（KBr 压片
            油藏中使用的极限温度为 75 ℃，地层中的二价金属                          法），北京瑞利分析仪器（集团）公司；Bruker AM 400
            离子还会与其产生沉淀而降低表观黏度，使其应用                             MHz 核磁共振仪（D 2 O 为溶剂），瑞士 Bruker 公司；
            受到限制     [9-10] 。                                  STA449F3 同步热分析仪，德国瑞驰公司；LC20A
                 研究表明，在聚合物分子链上同时引入阴、阳                          型高效液相色谱仪，日本 Hitachi 公司；HAAKE
            离子基团可使聚合物溶液呈现出反聚电解质效应                     [11] 。   MARS  III 流变仪，德 国 HaakeTechnik 公司；
            这类聚合物在盐溶液中的表观黏度在一定条件下不                             SYD-2650 乌氏黏度计，北京绿野创能机电设备有限
            会随盐浓度的增加而降低，反而随外加盐浓度的增                             公司。
            加而增大，这是因为在盐水中，盐对聚合物分子链                             1.2   步骤
            上的阴、阳离子基团相互吸引力的屏蔽和削弱，使                             1.2.1    DLMB 的合成
            得聚合物分子链更为舒展            [12-14] 。Ma [15] 等制备了一种         向 250 mL 三口烧瓶中依次加入二正辛胺 12.1 g
            甜菜碱型两性离子共聚物，该共聚物能够有效地降                             （0.05 mol）、TEA 5.0 g（0.05 mol）和 100 mL 二
            低滤失量，并且具有良好的热稳定性。王琳                     [16] 等采    氯甲烷，室温搅拌 15 min，氮气保护下用恒压滴液
            用反相乳液聚合法合成了两性离子共聚物(AM/DEPS)，                       漏斗缓慢滴加溶有甲基丙烯酰氯 5.2  g（0.05  mol）
            该共聚物在海水中可快速溶解，且具有优异的抗盐                             的二氯甲烷溶液。冰水浴下搅拌反应 12  h，用饱和
            效果。由此可见，两性离子共聚物具有优异的耐温                             NH 4 Cl 和 Na 2 CO 3 溶液各洗涤两次，收集有机层，用
            抗盐性能，但仍存在增黏性、抗剪切性不理想等缺                             无水硫酸钠干燥12 h。减压蒸馏，得淡黄色液体12.9 g，
                                                                                    1
            点。另一方面，大量文献已经证明在分子链上引入                             即 DLMB，产率 83.4%。HNMR（400 MHz，D 2 O），
            孪尾疏水结构可显著提升聚合物的流变性能，使其                             δ：5.74、5.56〔s，2H，CH 2 =C（CH 3 ）—〕，2.94
            在流度控制、提高波及效率和调剖中起到至关重要                             〔m，4H，—N（CH 2 ） 2 〕，1.98〔s，3H，CH 2 =C
            的作用    [17-20] 。Zhu [21] 等合成了一种两亲性孪尾聚合             （CH 3 ）—〕，1.52〔m，2H，—CH 2 （CH 2 ） 5 CH 3 〕，
            物，这种共聚物疏水缔合能力强，且表现出了卓越                             1.27〔m，10H，—CH 2 （CH 2 ） 5 CH 3 〕，0.88〔m，
            的耐温抗剪切能力。然而，该共聚物对盐比较敏感，                            3H，—CH 2 CH 3 〕。反应路线如下所示：
            无法满足高矿化度的油藏。
                 基于前期研究，本文以 N,N-二辛基甲基丙烯酰
            胺（DLMB）为孪尾疏水单体，3-(2-甲基丙烯酰胺

            丙基二甲胺基)丙磺酸盐（MDPS）为两性离子单体，
            与丙烯酰胺（AM）和丙烯酸（AA）通过自由基共                            1.2.2    两性离子共聚物驱油剂的合成
            聚制备出了一种具有孪尾结构的两性离子共聚物，                                 称取AM 4.00 g（0.056 mol）、AA 5.00 g（0.069 mol）、
            评价了该共聚物的增黏性、水溶性、抗老化性、抗                             DLMB 0.40 g（0.001 mol）、MDPS 0.60 g（0.002 mol）
            温耐盐性和流变性能（抗剪切、剪切恢复、黏弹），                            于三口烧瓶中，滴加 1 滴 OP-10，加入 30  mL 去离
            并进行了岩心驱替实验，为其作为一种油田用驱油                             子水搅拌均匀，用 2  mol/L 的 NaOH 溶液将反应体
            剂提供理论依据。                                           系的 pH 调至 8，置于温度为 45 ℃的水浴锅中，通
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