CN102247778A

CN102247778A - 一种高效二元驱油用表面活性剂、制备方法及其应用

Info

Publication number: CN102247778A
Application number: CN2011101320963A
Authority: CN
Inventors: 孙安顺
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-05-21
Filing date: 2011-05-21
Publication date: 2011-11-23

Abstract

一种高效二元驱油用表面活性剂、制备方法及其应用，属于油田化学应用领域，主要解决油田在进入三次采油时收油率低的问题，它的分子式为：

其中：R₁为长链烷基；R₂、R₃分别为CH₃-、CH₃CH₂-、CH₃CH₂CH₂-、-CH₂CH₂OH中的任意一种；M为-CH₂COO^-、-CH₂CH₂COO^-、-CH₂CH₂CH₂COO^-、-CH₂CH₂SO₃ ^-、-CH₂CH₂CH₂SO₃ ^-、

Description

一种高效二元驱油用表面活性剂、制备方法及其应用

技术领域

本发明涉及油田化学应用领域，特别是一种高效二元驱油用表面活性剂、制备方法及其应用。

背景技术

目前，世界大多数油田都已经进行开采中后期，油藏经过一次采油和二次采油后，仍有超过60%的原油残留在油藏的岩石孔隙中，因此，三次采油研究尤其是以表面活性采油得到了人们的普遍重视。

在油田进入高含水期后，剩余油以不连续的油滴被圈闭在油藏岩石的孔隙中，作用于油滴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滴变形所带来的阴力，从而提高原油采收率。表面活性剂用于三次采油主要有二元复合驱和三元复合驱，然而，三元复合驱体系中的碱对地层的岩石和矿物有溶解作用，造成联合站处理系统结垢严重，影响原油生产的正常运转。

发明内容

本发明的目的在于克服背景技术中存在的不足，提供一种二元驱油用两性表面活性剂、制备方法及其应用，由本方法制备的表面活性剂作为驱油剂适用于油田三次采油中，在使用时，表面活性剂与聚丙烯酰胺聚合物形成二元驱油体系，用聚丙烯酰胺聚合物的粘弹性来提高波及系数，减少驱油剂在地层岩石上的吸附损耗。用本发明驱油剂的降低界面张力能力和增溶能力提高洗油效率。两者协同作用将注水或不能采出的残余油驱出，从而提高油藏的采收率。

本发明所采用的技术方案是：该高效二元驱油用表面活性剂的分子式为：

其中：R₁为长链烷基；R₂、R₃分别为CH₃-、CH₃CH₂-、CH₃CH₂CH₂-、-CH₂CH₂OH中的任意一种； M为-CH₂COO^-、-CH₂CH₂COO^-、-CH₂CH₂CH₂COO^-、-CH₂CH₂SO₃ ^-、-CH₂CH₂CH₂SO₃ ^-、

中的任意一种。

所述的高效二元驱油用表面活性剂的制备方法包括如下步骤：

（1）开环醚化反应：

将脂肪醇放入装有搅拌器和滴液装置的反应器中，加热熔化升温至70-100℃，按脂肪醇与环氧卤代烷的摩尔比为1：(1~1.3)滴加环氧卤代烷0.5-1.5h，升温至100-150℃反应2-7h，得到脂肪烷氧基羟基卤代烷；

（2）叔胺化反应：

将步骤（1）中得到的醚化产物降温至40-70℃，按脂肪醇与双烷基胺摩尔比为1：(1~1.4)加入含量为40%的双烷基胺水溶液，搅拌，加入碱调PH至9~11，保温反应5-8h，静置分层，弃去下层水相，得到上层脂肪烷氧基羟基叔胺；季铵化反应：

（3）季铵化反应：

将脂肪烷氧基羟基叔胺于反应器中加热熔化，按脂肪烷氧基羟基叔胺与卤代酸摩尔比为1：(1-1.3)加入卤代酸水溶液，卤代酸质量浓度为40%，用碱调pH值至8-9，升温至75-90℃反应5~8h，得到二元驱油用表面活性剂。

该表面活性剂驱油体系是所述的表面活性剂与聚合物组成二元驱油体系应用于三次采油。

本发明所具有的有益效果是：1、所涉及的化工原料均为常用化工原料，原料来源广泛、成本低。2、制备的表面活性剂与聚合物形成的驱油体系不需要再添加其它助剂，在无碱条件下仍能与大庆原油形成10^-3～10^-4mN/m的超低界面张力。3、制备的表面活性剂与聚合物形成的驱油体系具有良好的配伍性，可以与大庆不同驱块的油水条件配伍，形成10^-3～10^-4mN/m的超低界面张力。

具体实施方式：

实施例1：二元驱油用表面活性剂十六烷氧基甜菜碱的制备：

（1）开环醚化反应：

将72.6g十六醇放入装有搅拌器和滴液装置的反应器中，加热熔化升温至80℃，滴加30.5g环氧氯丙烷1h，升温至130℃反应5h，得到十六烷氧基羟基氯丙烷。

（2）叔胺化反应：

将（1）中得到的醚化产物降温至55℃，加入质量浓度为40%的二甲胺水溶液43.9g，搅拌，加入NaOH调PH至11，保温反应6h。静置分层，弃去下层水相，得到上层十六烷氧基羟丙基叔胺。

（3）季铵化反应：

称取叔胺化产物80g于反应器中加热熔化，加入质量浓度15%氯乙酸水溶液186.5g，用NaOH调pH值至8-9，升温至80℃反应8h，得到十六烷氧基甜菜碱二元驱油用表面活性剂。

实施例2：二元驱油用表面活性剂十八烷氧基甜菜碱的制备：

（1）开环醚化反应：

将81g十八醇放入装有搅拌器和滴液装置的反应器中，加热熔化升温至90℃，滴加33.3g环氧氯丙烷1.5h，升温至140℃反应7h，得到十八烷氧基羟基氯丙烷。

（2）叔胺化反应：

将（1）中得到的醚化产物降温至60℃，加入质量浓度为40%的二乙胺水溶液71.2g，搅拌，加入NaOH调PH至11，保温反应6h。静置分层，弃去下层水相，得到上层十八烷氧基羟丙基叔胺。

（3）季铵化反应：

称取叔胺化产物100g于反应器中加热熔化，加入质量浓度15%氯乙酸水溶液189.5g，用NaOH调pH值至8-9，升温至80℃反应8h，得到十八烷氧基甜菜碱二元驱油用表面活性剂。

实施例3：二元驱油用表面活性剂十四烷氧基甜菜碱的制备：

（1）开环醚化反应：

将64.2g十四醇放入装有搅拌器和滴液装置的反应器中，加热熔化升温至75℃，滴加30.5g环氧氯丙烷1h，升温至120℃反应6h，得到十四烷氧基羟基氯丙烷。

（2）叔胺化反应：

将（1）中得到的醚化产物降温至50℃，加入质量浓度为40%的二甲胺水溶液40.5g，搅拌，加入NaOH调PH至11，保温反应5h。静置分层，弃去下层水相，得到上层十四烷氧基羟丙基叔胺。

（3）季铵化反应：

称取叔胺化产物60g于反应器中加热熔化，加入质量浓度15%氯乙酸水溶液143.7g，用NaOH调pH值至8-9，升温至80℃反应7h，得到十四烷氧基甜菜碱二元驱油用表面活性剂。

实施例4：

本方法制备的表面活性剂应用于二元复合驱油实验：按上述方法制备的表面活性剂配制的二元驱油体系，包括以下几种组分组成：

(1)表面活性剂为0.05~0.3%(重量)；

(2)聚合物为0~0.5%(重量)；

(3)余量为油田注入清水或污水。

按上述实施例方法合成的表面活性剂与聚合物配制二元复合驱，分别与大庆不同区块的原油做界面张力测定实验，实验结果如下表：

实验油水为采油厂深度处理污水及脱水原油。从上表中可以看出，本发明的表面活性可作为二元复合驱的复配剂应用于三次采油中，与大庆油田不同区块的原油均能形成超低界面张力。

Claims

1.一种高效二元驱油用表面活性剂，该表面活性剂的分子式为：

中的任意一种。

2.权利要求1所述的高效二元驱油用表面活性剂的制备方法，包括如下步骤：

（1）开环醚化反应：

（2）叔胺化反应：

将步骤（1）中得到的醚化产物降温至40-70℃，按脂肪醇与双烷基胺摩尔比为1：(1~1.4)加入含量为40%的双烷基胺水溶液，搅拌，加入碱调PH至9~11，保温反应5-8h，静置分层，弃去下层水相，得到上层脂肪烷氧基羟基叔胺；

（3）季铵化反应：

3.根据权利要求2所述的高效二元驱油用表面活性剂的制备方法，其特征在于：所述的脂肪醇为十二醇、十四醇、十六醇、十八醇中的任意一种或几种的混合物。

4.根据权利要求2所述的高效二元驱油用表面活性剂的制备方法，其特征在于：所述的环氧卤代烷为环氧氯丙烷、环氧溴丙烷中的任意一种。

5.根据权利要求2所述的高效二元驱油用表面活性剂的制备方法，其特征在于：所述的双烷基胺为二甲胺、二乙胺、二丙胺、二乙醇胺中的任意一种。

6.根据权利要求2所述的高效二元驱油用表面活性剂的制备方法，其特征在于：所述的卤代酸为氯乙酸、氯丙酸、溴乙酸、溴丙酸、溴丁酸、氯磺酸中的任意一种。

7.根据权利要求2所述的高效二元驱油用表面活性剂的制备方法，其特征在于：所述的碱为NaOH、KOH、Na₂CO₃、Na₂HCO₃、氨水、乙醇胺、二乙醇胺中的任意一种。

8.含有权利要求1~7中任意一项所述的二元驱油用表面活性剂的驱油体系，该表面活性剂驱油体系是所述的表面活性剂与聚合物组成二元驱油体系。