酰胺聚氧乙烯醚磺酸鹽甜菜堿表面活性劑的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種酰胺聚氧乙烯醚磺酸鹽甜菜堿表面活性劑及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 石油開采過程分一次采油、二次采油和三次采油。一次、二次采油均為物理方法采 油，通?？刹沙?0?40 %的原油，三次采油通過強(qiáng)化采油措施，可使原油采收率進(jìn)一步提 高?；瘜W(xué)驅(qū)是三次采油的主要方法，而表面活性劑驅(qū)在化學(xué)驅(qū)中占有重要地位，表面活性劑 無(wú)論是作為主劑還是作為助劑驅(qū)油，對(duì)大幅度提高采收率均起到不可估量的作用。
[0003] 在能源日趨緊張的今天，提高采收率已成為石油開采研究的重大課題，使用表面 活性劑能提高原油采收率的主要機(jī)理是：在油田進(jìn)入高含水期后，剩余油以不連續(xù)的油 膜被圈閉在油藏巖石的孔隙中，作用于油珠上的兩個(gè)主要力是粘滯力和毛細(xì)管力，如果選 用合適的表面活性劑體系，降低油水間的界面張力，使儲(chǔ)油層油水間的界面張力從20? 30mN/m降至較低或超低值（KT 3?l(T4mN/m)，便能減少使剩余油移動(dòng)時(shí)油珠變形所帶來(lái)的 阻力，從而大幅提高驅(qū)油效率。表面活性劑驅(qū)提高原油采收率主要決定于表面活性劑在油 層中的波及效率和驅(qū)油效率。
[0004] 即 Er = E u .Ed 式中：E r表示采收率，％ ;E u表示波及效率，％ ;E d表示驅(qū)油效率，％。因此，提高E r必須從提高E V和E d入手。表面活性劑由于具有降低油水界面張力等作用，能夠提高 E d (驅(qū)油效率）。
[0005] 目前驅(qū)油用表面活性劑有石油磺酸鹽、烷基磺酸鹽、烯基磺酸鹽和木質(zhì)素磺酸鹽 等，但上述表面活性劑對(duì)于高溫高鹽的油藏，存在不耐高溫、不抗高礦化度等缺點(diǎn)。甜菜堿 兩性表面活性劑近年來(lái)一直是三次采油（EOR)領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)之一，由于其分子結(jié)構(gòu)中將 兩種不同性質(zhì)的陽(yáng)離子基團(tuán)和陰離子基團(tuán)設(shè)計(jì)在同一個(gè)表面活性劑分子中，使其兼具陰離 子和陽(yáng)離子表面活性劑的優(yōu)點(diǎn)，優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)、性能優(yōu)良，因此顯示了良好的應(yīng)用前景。專利 US4008165CSurfactant oil recovery process usable in high temperature formations having high concentrations of polyvalent ions)公開了一種用于高溫油藏的提高采 收率的驅(qū)油劑的配方，其中所述之一的表面活性劑是酰胺磺酸鹽，該體系只能適用于低于 100°c的油藏。專利PL169323公開一種含醚鏈段的羥磺基甜菜堿兩性表面活性劑的制備方 法。
[0006] 但是，現(xiàn)有的表面活性劑在高鹽高溫油層的驅(qū)油效率有待提高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題之一是現(xiàn)有技術(shù)中表面活性劑存在高溫、高鹽條件下 驅(qū)油效率低的問題，提供一種新的甜菜堿表面活性劑，該表面活性劑具有在高溫、高鹽條件 下驅(qū)油效率高的特點(diǎn)。
[0008] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題之二是提供一種與解決技術(shù)問題之一相對(duì)應(yīng)的甜菜 堿表面活性劑的制備方法。
[0009] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題之三是技術(shù)問題之一所述表面活性劑在油田驅(qū)油中 的應(yīng)用。
[0010] 為解決上述技術(shù)問題之一，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：酰胺聚氧乙烯醚磺酸鹽 甜菜堿，其結(jié)構(gòu)如式（I)所示：
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 酰胺聚氧乙烯醚磺酸鹽甜菜堿，其結(jié)構(gòu)如式（I)所示：
其中R為C8?C4Q的烴基，札和R2獨(dú)立取自C^C4的亞烷基，n+m=2?100,x=l? 100。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的甜菜堿表面活性劑，其特征在于n+m=2~20。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的甜菜堿表面活性劑，其特征在于x=l~20。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的甜菜堿表面活性劑，其特征在于所述烴基為C8~C25烴基。
5. 權(quán)利要求1所述的甜菜堿表面活性劑的制備方法，包括以下步驟： a) RCONH2與所需量環(huán)氧乙烷在反應(yīng)溫度得到酰胺聚氧乙烯醚； b) 在酸性催化劑存在下3-氯-2-羥基丙磺酸或者3-氯-2-羥基丙磺酸的堿金屬鹽與 所需量的環(huán)氧乙燒反應(yīng)得到3-氯-2-(聚氧乙烯基）丙橫酸或者3-氯-2-(聚氧乙烯基） 丙磺酸堿金屬鹽； c)將步驟a)所得酰胺聚氧乙烯醚溶解到C6~C8芳烴中，加入堿金屬氫氧化物或堿土金 屬氫氧化物中的至少一種堿，在30?60°C下堿化0. 5?3小時(shí)，加入上述3-氯_2_(聚氧乙 烯基)丙磺酸或者是3-氯-2-(聚氧乙烯基)丙磺酸堿金屬鹽，攪拌下反應(yīng)溫度為3(T80°C， 反應(yīng)時(shí)間為6?18小時(shí)得到所述甜菜堿表面活性劑。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的甜菜堿表面活性劑的制備方法，其特征是當(dāng)n+m=2時(shí)所述步 驟a)不外加催化劑的情況下反應(yīng)得到酰胺聚氧乙烯醚；當(dāng)n+m> 2時(shí)所述步驟a)首先在 不外加催化劑的情況下每摩爾RCONH2與2摩爾環(huán)氧乙烷反應(yīng)，然后再在外加堿性催化劑的 存在下與所需余量的環(huán)氧乙烷反應(yīng)得到酰胺聚氧乙烯醚。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的甜菜堿表面活性劑的制備方法，其特征是酸性催化劑為三氟 化硼或五氯化銻中至少一種。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的甜菜堿表面活性劑的制備方法，其特征是所述外加堿性催化 劑為堿金屬氫氧化物或堿土金屬氫氧化物中的至少一種。
9.權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的甜菜堿表面活性劑在油田驅(qū)油中的應(yīng)用。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的應(yīng)用，其特征是應(yīng)用方法為將以重量份數(shù)計(jì)包括所述表面 活性劑1份與水100~2000份的驅(qū)油劑注入含油地層。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種酰胺聚氧乙烯醚磺酸鹽型甜菜堿表面活性劑及其制備方法。主要解決目前生產(chǎn)技術(shù)中表面活性劑作為驅(qū)油劑在高溫、高礦化度下驅(qū)油效果差，同時(shí)由于含堿，對(duì)地層及油井帶來(lái)巨大傷害，腐蝕設(shè)備及輸送管道，污染環(huán)境等問題。發(fā)明通過采用結(jié)構(gòu)如下所示的酰胺聚氧乙烯醚磺酸鹽型甜菜堿，R為C8～C40的烴基，R1和R2獨(dú)立取自C1~C4的亞烷基，n+m=2~100，x=1~100的技術(shù)方案，較好地解決了該問題，可用于油田的強(qiáng)化采油生產(chǎn)中。
【IPC分類】C08G65-334, C09K8-584, C08G65-28, C07C303-32, C07C309-15, C08G65-26
【公開號(hào)】CN104559987
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201310514164
【發(fā)明人】王輝輝, 沈之芹, 夏燕敏, 鄧舜
【申請(qǐng)人】中國(guó)石油化工股份有限公司, 中國(guó)石油化工股份有限公司上海石油化工研究院
【公開日】2015年4月29日
【申請(qǐng)日】2013年10月28日