CN101148581A

CN101148581A - 一种高效双子型驱油剂的制备方法

Info

Publication number: CN101148581A
Application number: CNA2007101133848A
Authority: CN
Inventors: 孙焕泉; 李振泉; 程玉桥; 曹绪龙; 宋新旺; 张继超; 崔晓红; 王红艳; 李秀兰; 李青华
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2007-10-26
Filing date: 2007-10-26
Publication date: 2008-03-26

Abstract

本发明提供一种高效双子型驱油剂的制备方法，该方法是以2，6－二甲基苯酚、表氯醇及脂肪醇为原料，通过氧化偶联、成醚、开环、磺化及成盐等反应生成3，5，3’，5’－四甲基－4，4’－二(2－磺酸钠－3－烷醚)联苯醚Gemini型表面活性剂。本发明的三次采油用3，5，3’，5’－四甲基－4，4’－二(2－磺酸钠－3－烷醚)联苯醚表面活性剂的制备方法所制得的表面活性剂和现有技术相比，具有三个优点，一是反应经典；二是阴非复合，三是产品高效；四是制备简单。

Description

一种高效双子型驱油剂的制备方法

技术领域

本发明涉及提高油藏原油采收率的化学驱用新型表面活性剂制备方法，具体是若干现代经典化学反应将传统驱油用表面活性剂连接成Gemini型表面活性剂。

背景技术

随着全球经济快速发展，世界对石油的需求越来越大，石油越来越成为制约经济发展的“瓶颈”，为了进一步获得更多的石油资源，充分、有效利用好这一“性价比”较高的石油资源，行之有效的手段就是可持续的提高原油的采出程度，因此，提高采收率已成为石油开采研究的重大课题。自从人们首次提出人“三次采油”的概念几十年间，三次采油日益受到全世界石油开采专家的关注，提出了许多相关理论，总结了很多成熟经验，设计出了较多开发方案，所有这些研究中，尤以表面活性剂采油得到人们的普遍重视，因此研发新型、高效、环保的表面活性剂日益成为三次采油研究工作中的核心问题。水驱后约有2/3的油留在较细的或喉径较窄的毛细孔道中，处于高度分散状态，油水间的界面张力约为30mN/m，驱动所需的压差为9806.7Kpa，而注水压差仅为196.1Kpa~392.3Kpa，远小于驱动压差，因此，单靠增大压差是非常困难的，而利用表面活性剂降低界面张力，提高毛管数的特性驱出这部分残余油是可行且很有效的方法，因此，表面活性剂驱技术被认为是可以较大幅度提高采收率、适用范围广且最具发展前景的技术。自60年代以来，表面活性剂驱油技术发展得很快。随着三次采油技术不断发展，表面活性剂在油田得到了广泛使用，在使用和评价某种表面活性剂时，我们特别关注表面活性剂的表面活性、克拉夫特点(Krafft点)以及水溶性，对于只含有一个亲水和一个亲油基团分子组成的表面活性剂来说，很难找到一种上述性能都比较理想的表面活性剂，而且，随着时代的发展，表面活性剂领域也日新月异，从分子结构发展趋势来看，现在单组分表面活性剂分子结构已不再是单一的亲水基或单一的亲油基传统结率，开发一种比较好的新型孪连型表面活性剂就显得比较重要。随着油田开采程度的日益深入，现在所使用的表面活性剂已不能满足“苛刻”油藏的要求，因此，开发新型表面活性剂就显得非常必要，而孪连型(Gemini)表面活性剂以其卓越的性能受到人们的日益关注。

发明内容

本发明的技术任务是针对上述驱油用表面活性剂性能不足，提供一种驱油效果好，与原油可形成小于8×10^-4mM/m超低界面张力的应用于三次采油用的高效驱油用的Gemini型单剂的制备方法。

制备步骤如下：

(1)氧化偶联反应：将的2，6二甲基苯酚在催化剂CuCl(OH)*TMEDA的作用下，制得3，5，3’，5’-四甲基-4，4’-联苯二酚；

(2)成醚反应：将(1)步反应生成物与表氯醇在催化剂四丁基溴化铵(Bu₄NBr)作用下，制得相应3，5，3’，5’-四甲基-4，4’-联苯二缩水甘油醚；

(3)开环反应：将(2)步反应生成物与脂肪醇在催化剂三氟化硼乙醚(BF₃＊C₄H₁₀O)的作用下，制得3，5，3’，5’-四甲基-4，4’-二(2-羟基-3-烷醚)联苯甘油醚；

(4)磺化反应：将(3)步生成物与20％发烟硫酸反应，制得3，5，3’，5’-四甲基-4，4’-二(2-磺酸基-3-烷醚)联苯甘油醚；

(5)中和反应：将(4)步反应生成物用氢氧化钠进行中和。即得最终产物。

本发明的高效双子型驱油剂的制备方法，在合成及应用中具有以下几个突出的优点：

(1)一是反应经典，所涉及到反应均为有机合成经典反应，涉及到原料均为市场可以购买到常用化工原料，很容易实现工业化生产。

(2)二是阴非复配，即此种表面活性剂分子结构是阴离子与非离子结合体。

(3)三是性能高效，从单一表面活性剂驱油效果来说，表现出非常高的界面活性，使胜利油田孤东地区的原油油水界面张力均能达到8×10^-4mM/m。

(4)四是制备简单，此种表面活性剂制作简单。

具体实施方式

本发明的高效双子型驱油剂的制备方法，是以2，6二甲基苯酚、表氯醇及脂肪醇为原料，通过氧化偶联、成醚、开环、磺化及成盐等反应生成3，5，3’，5’-四甲基-4，4’-二(2-磺酸钠-3-烷醚)联苯醚Gemini型表面活性剂。

具体制备步骤如下：

1)氧化偶联反应：常温常压下将1mol的2，6二甲基苯酚在催化剂

CuCl(OH)*TMEDA的作用下，氧化偶联制得3，5，3’，5’-四甲基-4，4’-联苯二酚；催化剂的用量占反应物料的10-30％。

2)成醚反应：将步骤(1)的反应生成物与1mol的表氯醇在催化剂四丁基溴化铵(Bu₄NBr)的作用下，常温反应制得3，5，3’，5’-四甲基-4，4’-联苯二缩水甘油醚；催化剂的用量占反应物料的10-30％。

3)开环反应：将步骤(2)的反应生成物与1mol的脂肪醇在催化剂三氟化硼乙醚(BF₃＊C₄H₁₀O)的作用下，常温反应制得3，5，3’，5’-四甲基-4，4’-二(2-羟基-3-烷醚)联苯甘油醚；催化剂的用量占反应物料的10-30％。

4)磺化反应：将步骤(3)的生成物与生成物料重量20％的发烟硫酸反应，制得3，5，3’，5’-四甲基-4，4’-二(2-磺酸基-3-烷醚)联苯甘油醚；

5)中和反应：将步骤(4)的反应生成物用10-20％的氢氧化钠水溶液进行中和pH＝7，即得最终产物3，5，3’，5’-四甲基-4，4’-二(2-羟基-3-烷醚)联苯甘油醚。收率为75％。

本发明的高效双子型驱油剂的制备方法所合成的产品为阴离子型Gemini表面活性剂。

本发明的高效双子型驱油剂的制备方法所合成的Gemini型表面活性亲油基团原料为2，6二甲基苯酚。

本发明的高效双子型驱油剂的制备方法所合成的Gemini型表面活性桥联基团是3，5，3’，5’-四甲基-4，4’-二(2-羟基-3-烷醚)联苯甘油醚、乙二醇二缩水甘油醚或丁二醇二缩水甘油醚中的一种或两种以上的混合物。

本发明的高效双子型驱油剂的制备方法所合成的Gemini型表面活性亲水基团为磺酸基和醚。

下面通过实施例对本发明的方法和产品应用作进一步阐述。

实施例1：

称取0.2mol2，6二甲基苯酚在催化剂CuCl(OH)*TMEDA的作用下，常温下制得3，5，3’，5’-四甲基-4，4’-联苯二酚，然后与1mol量的表氯醇反应，制得相应3，5，3’，5’-四甲基-4，4’-联苯二缩水甘油醚，将制得的3，5，3’，5’-四甲基-4，4’-联苯二缩水甘油醚在催化剂BF₃作用下与1mol量的脂肪醇反应，制得3，5，3’，5’-四甲基-4，4’-二(2-羟基-3-烷醚)联苯甘油醚，然后用生成物重量20％发烟硫酸进行磺化，最后用氢氧化钠中和称中性，得到相应的钠盐。平行3次实验，总产率均在75％以上。

实施例2：

取本发明的方法制备的驱油Gemini表面活性剂0.3g，水99.7g，分别与胜利孤东原油、孤岛原油及胜坨原油作界面张力测定实验。测得界面张力均能达到8～9×10^-4mM/m。实验用水为孤东孤三联区注水，其矿化度为8207mg/L，钙、镁离子浓度为231mg/L；原油为孤东孤三联地区原油；孤岛孤南注水站注入水，其矿化度为8618mg/L，钙、镁离子浓度189mg/L，原油为孤南地区原油。胜坨0-141井产出水，其矿化度为23175mg/L；钙、镁离子浓度625mg/L，原油为0-141井原油。

本发明的高效双子型驱油剂的制备方法制得的表面活性剂和现有技术相比，具有三个优点，一是反应经典；二是阴非复合，三是产品高效；四是制备简单，因而，具有很好的推广使用价值。

Claims

1.一种高效双子型驱油剂的制备方法，其特征在于，以2，6-二甲基苯酚、表氯醇及脂肪醇为原料，通过氧化偶联、成醚、开环、磺化及成盐反应，生成3，5，3’，5’-四甲基-4，4’-二(2-磺酸钠-3-烷醚)联苯醚Gemini型表面活性剂；

制备步骤如下：

(1)氧化偶联反应：将2，6二甲基苯酚在催化剂CuCl(OH)*TMEDA的作用下，氧化偶联制得3，5，3’，5’-四甲基-4，4’-联苯二酚；

(2)成醚反应：将步骤(1)的反应生成物与等分子量的表氯醇在催化剂四丁基溴化铵(Bu₄NBr)的作用下，常温反应制得3，5，3’，5’-四甲基-4，4’-联苯二缩水甘油醚；

(3)开环反应：将步骤(2)的反应生成物与等分子量的脂肪醇在催化剂三氟化硼乙醚(BF₃*C₄H₁₀O)的作用下，常温反应制得3，5，3’，5’-四甲基-4，4’-二(2-羟基-3-烷醚)联苯甘油醚；

(4)磺化反应：将步骤(3)的生成物与20％发烟硫酸反应，制得3，5，3’，5’-四甲基-4，4’-二(2-磺酸基-3-烷醚)联苯甘油醚；

(5)中和反应：将步骤(4)的反应生成物用10-20％的氢氧化钠水溶液进行中和即得最终产物3，5，3’，5’-四甲基-4，4’-二(2-羟基-3-烷醚)联苯甘油醚。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所合成的产品为阴离子型Gemini表面活性剂。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所合成的Gemini型表面活性亲油基团原料为2，6二甲基苯酚。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所合成的Gemini型表面活性桥联基团是3，5，3’，5’-四甲基-4，4’-二(2-羟基-3-烷醚)联苯甘油醚、乙二醇二缩水甘油醚或丁二醇二缩水甘油醚。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所合成的Gemini型表面活性亲水基团为磺酸基和醚。