CN101628884A - 一种两性表面活性剂的制备方法及在三次采油中的应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种两性表面活性剂的制备方法及在三次采油中的应用。该方法包括下列步骤：第一步：用RCl(R是C12～C24中的任意一种烷基)与胺(NH2(CH2)nNH2，其中n＝1～4)或氨在温度130～140℃之间反应10～24h，得到产品一，所述的RCl与胺或氨的物质的量比为1∶1；第二步：产品一与中间体在物质的量比为1∶1～1.2之间进行反应：温度控制在70～130℃之间，反应用时4～10小时，反应所用催化剂是碱，反应所得产物经减压蒸馏提纯；两性表面活性剂的应用于三次采油。由该方法制成的两性表面活性剂配制成的二元复合驱油体系与地下原油可以达到10－2～10－4mN/m的超低界面张力，可提高原油采收率。
Description
技术领域：
本发明涉及油田采油领域所用的一种表面活性剂的制备方法，特别是一种两性表面活性剂的制备方法及在三次采油中的应用。
背景技术：
众所周知，石油经过一次采油和二次采油之后，只能采到油田中30％-40％的原油。大量原油滞留在地下。而从二十世纪八十年代发展起来的新方法-三元复合驱。这种方法是在使用微量的表面活性剂情况下仍能获得较高的驱油效率而广受青睐。在油田进入高含水期后，在各种方法面前三元复合驱靖实践实施证明最为理想。这种方法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滴变形所带来的阻力，从而提高采收率。
但现有的三元复合体系中含有大量的碱，在使用过程中对地下和地层带来严重伤害。造成联合站处理系统结垢严重，影响了原油生产的正常运转。
发明内容：
为了解决背景技术中的问题，本发明提供一种两性表面活性剂的制备方法及在三次采油中的应用，由该方法制成的两性表面活性剂配制成的二元复合驱油体系与地下原油可以达到10-4～10-2mN/m的超低界面张力，可提高三次采油原油采收率。
本发明的技术方案是：该两性表面活性剂的制备方法包括下列步骤：
第一步：用RCl(R是C12～C24中的任意一种烷基)与胺(NH2(CH2)nNH2，其中n＝1～4)或氨在温度130～140℃之间反应10～24h，得到产品一，所述的RCl与胺或氨的物质的量比为1∶1；
第二步：产品一与中间体在物质的量比为1∶1～1.2之间进行反应：温度控制在70～130℃之间，反应用时4～10小时，反应所用催化剂是碱，反应所得产物经减压蒸馏提纯，催化剂用量是氯代烷质量的1～2％；溶剂与中间体或产品一质量比为3～4∶1。
催化剂所用的碱是氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠或碳酸钾；溶剂是水、异丙醇、乙醇或正丁醇及其混合物；中间体为Cl-CH2-CH(OH)-CH2-M，M是-SO3Na、-SO3K、-PO3Na、-PO3K、-PO4Na或-PO4K中的任意一种。
所制备的两性表面活性剂的应用于三次采油。
两性表面活性剂的结构式如下：
其中X＝H或CH3；m＝0或1；n＝1～4任意整数；M＝-SO3Na、-SO3K、-PO3Na、-PO3K、-PO4Na或-PO4K；R是含碳原子数在12-20之间的直链烷基。
上述中间体的制备由环氧氯丙烷与亚硫酸钠或磷酸氢钠物质的量比为1∶1，于70～90℃反应3～4h制得。
本发明具有如下有益效果：这种两性表面活性剂的开发利用，即无碱的情况下微量的使用表面活性剂能与原油形成较低的界面张力是具有发展前景的，在三次采油中的应用仍是非常具有经济效益和社会效益的。该两性表面活性剂配制成的二元复合驱油体系与地下原油可以达到10-4～10-2mN/m的超低界面张力，可提高三次采油原油采收率。
具体实施方式：
下面结合附图对本发明作进一步说明：
实施例1、
氯代十六烷(CH3(CH2)14CH2Cl)与乙二胺反应。130g氯代十六烷与40g乙二胺加入反应容器中，130-140℃之间反应15h，得到产物一。将45g氯羟丙基磺酸钠60℃、10min溶于150g水中，取65g产物一65℃、30min溶于等质量的异丙醇中。慢慢将中间体溶液滴入产物一中，随反应的进行逐渐加入20g碳酸钠，85℃回流反应12小时，所得产物减压蒸馏提纯，用乙醚萃取3次，为白色固体即为N-十六烷基，N’-乙二胺基羟丙基磺酸钠。
实施例2、
氯代十二烷(CH3(CH2)10CH2Cl)与氨反应。100g氯代十二烷与20g氨气加入反应密闭容器中130-140℃之间反应15h，得到产物一。将53克3-氯-2羟基-丙磷酸钠50℃、10min溶于170g水中，取40g产物-65℃、30min溶于等质量的正丁醇中。将二者混合，加入2g氢氧化钠，90℃回流反应12小时，所得产物经减压蒸馏提纯，用乙醚萃取2次，为白色固体即为N-十二烷基胺基羟丙基磷酸钠。
实施例3、
氯代十二烷(CH3(CH2)10CH2Cl)与氨和一氯甲烷反应。100g氯代十二烷与20g氨气、30g一氯甲烷加入反应密闭容器中130-140℃之间反应24h，得到产物一。将50g3-氯-2羟基-丙磷酸钠50℃、10min溶于180g水中，在取63g产物一65℃、30min溶于等质量的乙醇中，将二者混合，加入2g氢氧化钾，在80℃回流反应8小时，所得产物经减压蒸馏提纯，用乙醚萃取3次，为浅黄色固体N-甲基-N-十二烷基胺基羟丙基磷酸钠。
实施例4、
上述实施例1制备的N-十六烷基，N’-乙二胺基羟丙基磺酸钠为0.05～0.3％(重量)1500ppmHPAM时配制的表面活性剂驱油体系，0.3PV。实验温度45℃，气测透气率1.37μm2，孔隙体积41cm3，饱油含量40cm3，与大庆采油一厂地下原油形成超低界面张力10-3～10-4mN/m，水驱61.1wt％OOIP，化学驱油28.6wt％OOIP。可以提高原油采收率25％以上。
实施例5、
上述实施例2制备的N-十二烷基胺基羟丙基磷酸钠为0.05～0.3％(重量)1500ppmHPAM时配制的表面活性剂驱油体系，0.3PV。实验温度45℃，气测透气率1.37μm2，孔隙体积41cm3，饱油含量40cm3，与大庆采油二厂地下原油形成超低界面张力10-3～10-4mN/m，水驱61.1wt％OOIP，化学驱油29.3wt％OOIP。可以提高原油采收率25％以上。
Claims (4)
1、一种两性表面活性剂的制备方法：包括下列步骤：
第一步：用RCl(R是C12～C24中的任意一种烷基)与胺(NH2(CH2)nNH2，其中n＝1～4)或氨在温度130～140℃之间反应10～24h，得到产品一，所述的RCl与胺或氨的物质的量比为1∶1；
第二步：产品一与中间体在物质的量比为1∶1～1.2之间进行反应：温度控制在70～130℃之间，反应用时4～10小时，反应所用催化剂是碱，反应所得产物经减压蒸馏提纯，催化剂用量是氯代烷质量的1～2％；溶剂与中间体或产品一质量比为3～4∶1。
2、根据权利要求2所述的两性表面活性剂的制备方法，其特征为：催化剂所用的碱是氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠或碳酸钾；溶剂是水、异丙醇、乙醇或正丁醇及其混合物。
3、根据权利要求2所述的两性表面活性剂的制备方法，其特征为：中间体为Cl-CH2-CH(OH)-CH2-M，M是-SO3Na、-SO3K、-PO3Na、-PO3K、-PO4Na或-PO4K中的任意一种。
4、权利要求1所制备的两性表面活性剂的应用，其应用于三次采油。
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