CN101054514A - 烷基苯胺的羧酸盐或磺酸盐表面活性剂 - Google Patents

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孙安顺
刘芳
韩庆双
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Abstract

本发明所述的一种以烷基苯胺为原料合成的烷基苯胺的羧酸盐或磺酸盐表面活性剂，与聚合物、碱和水配制成的采油用配方体系。可在无碱或低碱条件下，与地下原油形成10－3～10－5mN/m的超低界面张力，不但克服了在现场应用时高浓度碱对地层和油井的巨大伤害，而且也符合环保要求，对设备无伤害，能够达到最佳的驱油效果；并且可以在高矿化度地层使用及抗生物降解的特性；成本低、提高原油采收率27％以上。

Description

烷基苯胺的羧酸盐或磺酸盐表面活性剂
技术领域
本发明涉及一种以烷基苯胺为原料合成的表面活性剂，特别是涉及一种烷基苯胺的羧酸盐或磺酸盐表面活性剂。
背景技术
在油田进入高含水期后，剩余油以不连续的油膜被圈闭在油藏岩石的孔隙中，作用于油珠上的两个主要力是粘滞力和毛细管力。如果使用适当的表面活性剂体系，降低油水间的界面张力，便减少了使残余油移动时油珠变形所带来的阻力，从而提高原油采收率。目前，表面活性剂大致上有以下几种注入体系：(1)活性水驱；(2)胶束溶液驱；(3)低界面张力体系驱油；(4)三元复合驱。其中三元复合驱(碱-聚合物-表面活性剂)是二十世纪八十年代才发展起来的一种提高原油采收率的新方法，由于这种方法在低表面活性剂用量的情况下仍能获得较高的驱油效率，从面得到了广泛的应用。但在三元复合驱油体系中，含有高浓度的碱，如氢氧化钠、碳酸钠等，在使用过程中，对地层和油井等带来了巨大的伤害，因此研制一种成本低、污染小的表面活性剂是十分必要。
发明内容
本发明的目的在于提供一种以烷基苯胺为原料合成的表面活性剂，在无碱或低碱条件下，与原油形成10-3～10-5mN/m的超低界面张力的高效驱油用烷基苯胺的羧酸盐或磺酸盐表面活性剂。
本发明所述的烷基苯胺的羧酸盐或磺酸盐表面活性剂，为下述通式化合物：
Figure A20071007224200031
其中：m为1～20中的任意一个正整数；n为0～12中的任意一个正整数；i为0～12中的任意一个正整数；R1为H、-CH3中的任意一种；R为-COOM、-SO3M、
Figure A20071007224200032
Figure A20071007224200033
Figure A20071007224200041
-CH2NHCH2COOM、-CH2NHCH2CH2COOM等中的任意一种；上述-COOM、-SO3M、-CH2NHCH2COOM、-CH2NHCH2CH2COOM中的M为钠、钾、一乙醇胺、二乙醇胺或三乙醇胺中的任意一种。
分子中，优选m为9～18中的任意一个整数；n为0～4中的任意一个正整数；i为1～3中的任意一个正整数；R1为H；R为-SO3M、-COOM的任意一种；M为钠、钾、一乙醇胺或二乙醇胺中的任意一种。进一步优选为m为9～12中的任意一个整数；n为0～2中的任意一个正整数；i为1～2中的任意一个正整数；M为钠、钾中的任意一种。再进一步优选为m为12；n为0；i为1；  M为-COOM；M为钾。
本发明的另外一个目的，是将上述的表面活性剂配制成的驱油剂配方体系在三次采油中的应用，包括以下组份：
(1)表面活性剂为0.01％～0.5％(w)；
(2)聚合物为0～0.3％(w)；
(3)碱为0～2.0％(w)；
(4)其余为油田注入清水或污水。
上述配方体系中所述的聚合物为水溶性聚丙烯酰胺，分子量300～3000万；碱为氢氧化钠或碳酸钠中的一种。
上述表面活性剂配制成的驱油剂配方体系与地下原油可以达到10-3～10-5mN/m的超低界面张力，可有效地驱替油层中的剩余油，提高原油采收率20％以上。
在实际应用中，由于油田区块的不同，油藏条件不一致，原油、地下水、粘土矿物的成分不同，因此针对不同的油藏条件，就可选择不同组合、不同比例制成表面活性剂驱油体系或表面活性剂——聚合物二元复合驱油体系，以达到最佳驱油效果。
本发明具有以下优点：
(1)无碱或低碱本发明中表面活性剂配方体系在无碱或低碱条件下，仍能与地下原油形成10-3～10-5mN/m的超低界面张力，不但克服了在现场应用高浓度碱对地层和油井的巨大伤害，而且也符合环保要求，对设备无伤害，能够达到最佳的驱油效果；
(2)可以在高矿化度地层使用及抗生物降解的特性；
(3)可以提高原油采收率27％以上，且成本低，可以为油田带来巨大的经济效益。
具体实施方式
实施例中使用的试剂和测试仪器如下：
一、使用试剂
水溶性聚丙烯酰胺             大庆油田助剂厂生产(抗盐聚合物)
实验水                       大庆油田采油二厂清水、二厂污水
原油                         大庆油田脱水原油
二、测试仪器
500型旋转滴界面张力仪        美国德克萨斯大学生产
实验温度45℃
实施例1
本发明的烷基苯胺的羧酸盐或磺酸盐表面活性剂，为下述通式化合物：
Figure A20071007224200051
其中：m为1～20中的任意一个正整数；n为0～12中的任意一个正整数；i为0～12中的任意一个正整数；R1为H、-CH3中的任意一种；R代表-COOM、-SO3M、
Figure A20071007224200052
Figure A20071007224200053
-CH2NHCH2COOM或-CH2NHCH2CH2COOM；上述的-COOM、-SO3M、-CH2NHCH2COOM、-CH2NHCH2CH2COOM中的M为钠、钾、一乙醇胺、二乙醇胺或三乙醇胺中的一种。
其中，优选m为9～18中的任意一个整数；n为0～4中的任意一个正整数；i为1～3中的任意一个正整数；R1为H；R为  -SO3M或-COOM；M为钠、钾、一乙醇胺、二乙醇胺中的任意一种。
进一步优选m为9～12中的任意一个整数；n为0～2中的任意一个正整数；i为1～2中的任意一个正整数；M为钠或钾。
最佳方案是m为12；n为0；i为1；R1为H；R为-COOM；M为钾。
实施例2
对十二烷基苯胺丙酸钾表面活性剂的合成
在装有冷凝器、搅拌器、恒压滴定管的1000ml三口烧瓶中加入对十二烷基苯胺261g、苯250ml，升温至65℃时，滴加丙烯酸甲酯100g，滴完后继续反应4小时。再升温至120℃脱除苯及过量的丙烯酸甲酯。
另在装有冷凝器、搅拌器、恒压滴定管的1000ml三口烧瓶中加入氢氧化钾70g、水600g，升温至回流，滴加上面制备的中间产品，滴加完毕，反应3小时。降温至50℃，再加入200g丙醇。即得到含里为20％的表面活性剂溶液。
实施例3
对壬基苯胺十一酸钾表面活性剂的合成
在装有冷凝器、搅拌器、恒压滴定管的1000ml三口烧瓶中加入对壬基苯胺219g、苯250ml，升温至65℃，开始滴加十一烯酸甲酯240g，滴完后继续反应4小时。升温脱除苯及过量的十一烯酸甲酯。
另在装有冷凝器、搅拌器、恒压定管的2000ml三口烧瓶中加入氢氧化钾40g、水620g，上面制备的中间产品240g，升温至回流，反应3小时。降温至50℃，向体系加入300g丁醇。即得到含里为20％的表面活性剂溶液。
实施例4
低强碱驱油剂体系制备
取对十二烷基苯胺丙酸钾0.3g，聚丙烯酰胺(2500万分子量)0.2g，氢氧化钠0.2g，水99.3g，搅拌30分钟，得到驱油剂体系。
实施例5
弱碱驱油剂体系制备
取对十二烷基苯胺丙酸钾0.3g，聚丙烯酰胺(2500万分子量)0.2g，碳酸钠0.8g，水98.7g，搅拌30分钟，得到驱油剂体系。
实施例6
无碱驱油剂体系制备
取对壬基苯胺十一酸钾0.3g，聚丙烯酰胺(2500万分子量)0.2g，水99.5g，搅拌30分钟，得到驱油剂体系。
实施例7
对十二烷基苯胺丙酸钾在0.01～0.3％(w)时配制成的驱油体系与地下原油的界面张力为10-3～10-5mN/m的超低界面张力，实验水为大庆油田采油二厂污水，原油为大庆油田脱水原油。
实施例8
在气测渗透率为1000md，岩芯中先注入二元段塞，其组成为上述实施例四至六配制成的复合驱油体系0.38PV(孔隙体积)，再注入后续段塞0.1PV(孔隙体积)聚合物，可以提高原油的采收率27％以上。
下表为本发明的烷基苯胺的羧酸盐或磺酸盐表面活性剂与现有的表面活性剂的比较：
                               产品性能比较对照表
    产品名称     界面张力   采收率   是否加强碱
烷基苯胺的羧酸盐或磺酸盐 10-3～10-5mN/m    27％以上     不加
大庆产磺酸盐表面活性剂     10-3    21％     加强碱

Claims (4)

1、烷基苯胺的羧酸盐或磺酸盐表面活性剂，为下述通式化合物：
Figure A2007100722420002C1
其中：m为1～20中的任意一个正整数；n为0～12中的任意一个正整数；i为0～12中的任意一个正整数；R1为H、-CH3中的任意一种；R为-COOM、-SO3M、
Figure A2007100722420002C2
Figure A2007100722420002C3
-CH2NHCH2COOM或-CH2NHCH2CH2COOM；上述的-COOM、-SO3M、-CH2NHCH2COOM、-CH2NHCH2CH2COOM中的M为钠、钾、一乙醇胺、二乙醇胺或三乙醇胺中的一种。
2、如权利要求1所述的烷基苯胺的羧酸盐或磺酸盐表面活性剂，其中m为9～18中的任意一个整数；n为0～4中的任意一个正整数；i为1～3中的任意一个正整数；R1为H；R为-SO3M或-COOM；M为钠、钾、一乙醇胺、二乙醇胺中的任意一种。
3、如权利要求1或2所述的烷基苯胺的羧酸盐或磺酸盐表面活性剂，其中m为9～12中的任意一个整数；n为0～2中的任意一个正整数；i为1～2中的任意一个正整数；M为钠或钾。
4、如权利要求1或2所述的烷基苯胺的羧酸盐或磺酸盐表面活性剂，其中m为12；n为0；i为1；R为-COOM；M为钾。
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