CN105693531B - 羟丙基甜菜碱基偕两性离子液体、获得方法和作为具有沥青烯抑制/分散性质的湿润性改性剂的用途 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及基于羟丙基甜菜碱的偕两性离子液体的获得和使用，所述偕两性离子液体在应用强化采油过程中在具有高含量二价离子(诸如钙、镁、钡和锶)的盐水存在下在高温和高压条件下作为岩石(诸如石灰岩、白云石、砂岩、石英或异质岩相)的湿润性改性剂。本发明的基于羟丙基甜菜碱的偕两性离子液体的还具有在石油工业的开采和生产操作中用作沥青烯的分散剂/抑制剂的性质，由此允许提高原油采收水平。基于羟丙基甜菜碱的偕两性离子液体所呈现的额外优点是其可溶于蒸馏水、盐水、脂肪烃或其它极性和非极性溶剂中。

Description

羟丙基甜菜碱基偕两性离子液体、获得方法和作为具有沥青 烯抑制/分散性质的湿润性改性剂的用途
发明领域
本发明处于在石油工业中应用于强化采油过程的多功能化学品领域，其具体涉及在具有高含量二价离子(诸如钙、镁、钡和锶)的盐水、高温和高压存在下对碳酸盐岩石和异质岩相上具有湿润性改性性质的羟丙基甜菜碱基偕两性离子液体的获得和使用。
这些两性离子液体在开采和生产操作(extraction and productionoperations)中以及在输送和存储操作中同时显示用作沥青烯抑制剂/分散剂的性质，因此允许提高原油生产操作中的采收率(采收率)。
背景技术
偕两性离子液体(1)构成了特征如下的化学品家族：它们具有烃链(A)、桥(B)和两个两性离子型极性基团(C)。
(1)偕两性离子液体的一般结构。
偕两性离子液体是电中性化合物，但是在同一分子的不同原子上具有正形式电荷(阳离子)和负形式电荷(阴离子)。这些分子能适于不同环境，并且因此能设计为根据污染物和其所应用的操作条件而有效反应。
以下是在文献(2)中报道的两性离子液体化学结构的例子[Chemistry Letters,2004,33(12),1594-1595；Latvian Journal of Chemistry,2010,(1-4),102-113；Monatshefte für Chemie,2008,139,799-803]。
(2)文献中报道的一些两性离子液体的化学结构。
在石油开采的特定情况中，已知在初次开采和二次开采之后，油田在原位仍含有初始石油的50至80％。这是因为初次开采和二次开采的方法主要受限于两个因素：
·在孔隙规模上，原油的残余饱和度可足够低以致处于被毛细力捕获的不连续液珠(globules)的形式。
·在油藏规模上，在二次采收过程中存在某些区域，其中注入流体因这些区域的低渗透性而不能渗入。
现在提出用于强化采收的方法涉及前述问题的解决，且诸如改变油藏岩石湿润性的表面活性剂的化学品的使用是更广泛使用的方法之一。在这些表面活性剂中，存在阳离子、阴离子、非离子和两性离子型或其混合物。
湿润性改性剂定义为能以有利于采收目的的方式改变油藏岩石亲和性的表面活性剂。湿润性是油藏中存在的相之间的相互作用的量度，是这些相的界面化学的函数，并且确定了流体在其它不混溶流体存在下移动或粘附到固体表面上的趋势。岩石的湿润性可通过吸附极性化合物、形成初始存在于石油中的有机材料沉积物或通过外部试剂形成沉积物而自然改性。
这些湿润性变化影响毛细压力、相对渗透性、残余油饱和度和束缚水饱和度。
尽管在持续推进湿润性改性化学品的开发，现在仍存在非常难以处理的油藏，这主要可归因于以下事实：其是自然压裂的，具有低渗透性，其具有异质岩相、高温(超过90℃)和高盐度(通常以氯化钠计高于60,000ppm)和高含量二价离子(钙和镁，高于5000ppm)。
因此，油藏岩石类型以及所吸附的原油组成和周围环境的表征对于设计如下的新型分子结构的湿润性改性剂来说极其重要：所述新型分子结构的湿润性改性剂对饱和盐水具有耐受性，它们还应具有通过通常由盐水-石油混合物组成的介质的良好扩散性，并且它们必须具备对岩石具有化学亲和性的极性基团以有利地将岩石湿润性由油湿性改变为水湿性。
存在很多种已被用于解决这些问题的化学品，其中可提到的有，诸如烷基磺酸钠的阴离子表面活性剂，或者诸如烷基三甲基氯化铵的阳离子表面活性剂，但不幸的是它们的应用不是通用的，这可归因于世界各地的具体油藏条件。墨西哥的油藏是难以处理的油藏的好例子，它们是自然压裂的并且具有混合岩相、高温和高盐度，这些条件完全不同于其它国家的情况，这就是为什么日益重要的是开发更通用的化学品以使其可用于越来越困难的条件并且还能同时解决最大数量的问题，诸如与使用海水或原生水直接相关的腐蚀，所述海水或原生水通常用作湿润性改性剂化学品的溶剂以使其实现的成本最小化，并且其可被注入到油田中。
已开发的湿润性改性化学品的一些例子在下文中提及：
美国专利5,042,580(Oil recovery process for use in fracturedreservoirs)涉及一种强化采油过程，其包括向油藏中注入由不同类型的表面活性剂(烷基磺酸盐类型和源自脂肪羧酸的铬盐)的混合物组成的湿润性改性剂。
美国专利4,509,951(Enhanced recovery through processes of imbibition)要求保护一种强化采油过程，其涉及向油藏中注入一种由不同类型产品的混合物组成的湿润性改性剂，所述不同类型产品诸如铵盐、碱金属氢氧化物、烷基三聚磷酸盐、碱金属的碳酸盐和碳酸氢盐。
美国专利2009/0023618 A1(Oil recovery method)要求保护一种强化采油过程，其包括向油藏中注入整合了基于有机磷酸盐的不同化合物的混合物的湿润性改性剂。
美国专利4,842,065(Oil recovery process using a cyclic process ofwettability modification)要求了一种强化采油过程，其包括向油藏中诸如由不同类型的乙氧基化醇的混合物制成的湿润性改性剂。
美国专利3,643,738(Wettability control in recovery processes of Oil)要求保护一种方法，其允许通过使用源于石油的磺酸盐混合物来控制湿润性变化。
墨西哥专利318024涉及一种在强化采油过程中具有湿润性改性性质的基于氨基酸的偕两性离子液体组合物，其具有以下结构式：
(3)墨西哥专利318024的偕两性离子液体结构式。
应注意该申请的两性离子液体与本发明的区别在于不是羟丙基甜菜碱型，此外它们不显示对沥青烯的同时抑制/分散性质。
此外，当有利的温度、压力和组成条件促进沥青烯分子结合生成纳米聚集体(其可生长并产生沥青烯的更大更重的聚集体，后者可从烃介质中分离出来)时在石油中会发生沥青烯的沉淀现象。
沥青烯聚集体的尺寸大小使它们迁移到油藏、管路或任何设备的底部，而它们的极性特质产生了对前述表面的表面的强粘附。该现象被通称为沥青烯沉积。
沥青烯的沉积直接涉及：1)石油油藏中的岩层损害；2)生产井和石油及烃衍生物的输送管路的结垢和堵塞；以及3)在原油炼厂中发生的结垢。这些问题每年都会在石油工业中导致巨大的经济损失。
传统上，在石油工业中，由沥青烯沉积所致的结垢和堵塞问题已通过使用抑制剂/沥青烯分散剂获得控制；所述抑制剂/沥青烯分散剂的分子结构由被称为头基和尾基的两个基本部分组成。
在文献中有许多报道涉及应用化学品抑制或分散沥青烯沉积物，例如：US 7,122,113 B2；US 7,122,112 B2；US 7,097,759 B2；US 6,946,524 B2；US 6,313,367 B1；US 6,204,420 B1；US 6,180,683 B1；US 6,063,146；US 6,048,904；US 5,504,063；US 5,494,607；US 5,466,387；US 5,388,644和US 5,021,498；MX 287535专利和US申请2011/0162558A1。
美国专利7,122,113 B2涉及使用树枝状化合物使烃掺合物中存在的沥青烯增溶。优选地，所述树枝状化合物是超支化的聚(酯-酰胺)，其优选由琥珀酐、二异丙醇胺构建而成，并用聚异丁烯基琥珀酸酐官能化。
美国专利7,122,112 B2涉及以下结构式的化合物的开发以及其在在原油中作为沥青烯分散剂的应用：
在其结构中具体包含羧基-和酰胺基-基团。在结构式(4)中，R5是双官能烷基基团，其可在C1至C70变化，且R3和R4是独立的基团，它们可被以下基团代表：芳基、烷基、烷基芳基、杂环基或氢。该专利还表明这些化合物提高去乳化作用，降低粘度、沉淀形成、表面结垢和腐蚀。
美国专利7,097,759 B2涉及以下结构式的化合物的开发及其在原油中作为沥青烯分散剂的应用：
在其结构中具体包含羰基-、硫代羰基-或亚氨基基团。在结构式(5)中，R14是烷基基团，其可在C15至C21变化。该专利还表明这些化合物提高去乳化作用，降低粘度以及沉淀形成。还要求了降低表面结垢和腐蚀。
美国专利6,946,524 B2涉及一种通过如下方式生产聚酯-酰胺的方法：将聚异丁烯与选自具有3至21个碳原子的单不饱和酸及其衍生物的第一试剂以及选自单乙醇胺和以下结构式的烷基胺的第二试剂反应：
R-NH2
(6)
其中R代表具有1至4个碳原子的烷基基团。所生产的聚酯-酰胺在原油中以及在源自原油的产品中用于稳定沥青烯。
美国专利6,313,367 B1提到了多种酯和醚反应产物是极佳的沥青烯抑制剂或分散剂，并且可用于诸如原油的烃类中。所述沥青烯抑制剂可以是：1)由多元醇与羧酸的反应形成的酯，2)由缩水甘油醚或环氧化物与多元醇的反应形成的醚，和3)由缩水甘油醚或环氧化物与羧酸的反应形成的酯。
美国专利6,204,420 B1提到了如下新型制剂的开发：其中羧酸的沥青烯分散作用可通过添加少量源自烷基磷酸的酯而被极大地增强。所述制剂包括：A)5至99wt％的具有多于4个碳原子的羧酸，具有诸如C18-C22烷基、C18-C22烯基或C6-C18炔基的取代基的醚-羧酸，和B)1至95wt％的被C18-C22烷基、C18-C22烯基或C6-C18炔基取代或烷基化的磷酸单或二酯或其混合物。其中A与B之和为10wt％。
墨西哥专利287535和美国专利申请2011/0162558 A1涉及具有沥青烯抑制剂/分散剂性质的添加剂制剂的使用。这些制剂基于恶唑烷，其源自聚烷基或聚烯基N-羟烷基琥珀酰亚胺，具有如下结构式：
由上可见，重要的是注意在上述文献中没有一篇涉及使用基于羟丙基甜菜碱的偕两性离子液体控制沥青烯沉积，也没有建议其获得方法。可观察到上述文献中没有一篇要求了使用基于羟丙基甜菜碱的偕两性离子液体在进行原油的强化采收过程中在诸如石灰岩、白云石、砂岩、石英或异构岩相中有利地改变石油油藏中的岩石湿润性，其中这些偕两性离子液体可在最高220℃的温度、最高300kg/cm2的压力下与具有高含量二价离子(其为钙、镁、钡和锶)(150,000ppm)的盐水接触；且它们在强化采油过程中的原油生产管道中预防和控制了沥青烯沉积。
附图说明
为更好地理解关于基于羟丙基甜菜碱的偕两性例子液体、生产方法及用作具有沥青烯抑制/分散性质的湿润性改性剂的用途的本专利申请，对所含附图做简要说明：
图1显示了a)对比和b)产品1在Amott单元毛细管中的石油生产。
图2显示了以下的接触角：a)仅包含盐水的系统，b)包含盐水和300ppm产品1的系统，c)包含盐水和300ppm产品2的系统。
图3显示了由对比沉积的沥青烯(a)和对产品2的分散活性(b)。
具体实施方式
本发明涉及基于羟丙基甜菜碱的偕两性离子液体的获得和使用，所述偕两性离子液体可在在强化采油过程中在石灰岩、白云石、砂岩、石英或异构岩相上在原油和具有高含量二价离子(诸如钙、镁、钡和锶)、高温和高压存在下用作有效的岩石湿润性改性剂。
本发明的基于羟丙基甜菜碱的偕两性离子液体还具有在开采和生产操作中用作沥青烯的抑制剂/分散剂的性质，从而能够预防和适当控制沥青烯沉积问题。本发明的两性离子液体所表达的额外优点可为，因其分子结构，它们可溶于盐水，原油，或诸如甲苯、二甲苯、氯仿和醇的有机溶剂中。因此它们提供了对油田应用的操作优点。
本发明首先是涉及同时显示湿润性改性性质和沥青烯抑制-分散的化合物家族。
本发明的基于羟丙基甜菜碱的偕两性离子液体具有以下结构式(8)：
其中：
R1是直链或支链的烷基或烯基链，优选具有1至30个碳原子；或者环烷基或芳基基团，优选具有5至12个碳原子；
R2是直链或支链的烷基或烯基链，优选具有1至30个碳原子；或者环烷基或芳基基团，优选具有5至12个碳原子；
n具有1至500的值，这取决于所用的聚(醚)的分子量，其分子量在100至22,000g/mol范围内。
为开发本发明，其遵循包括以下步骤的方法：1)基于羟丙基甜菜碱的偕两性离子液体的合成和表征；和2)湿润性改性剂以及沥青烯抑制/分散性质的试验评价。
1)基于羟丙基甜菜碱的偕两性离子液体的合成与表征。
本发明目标的基于羟丙基甜菜碱的偕两性离子液体根据合成方案(9)制备，其包括两个反应步骤：
第一阶段包括使式I的聚乙二醇二缩水甘油醚(其具有两个环氧化物基团，一个在聚合物链的末端且另一个在聚合物链开始处，且其分子量在100至22,000g/mol范围内)与式II的胺(其中R1和R2可以是直链或支链的烷基或烯基链，优选具有1至30个碳原子；或者环烷基或芳基基团，优选具有5至12个碳原子，并且其中R2也可为氢)反应。
所述反应在式I与式II的化合物之间的摩尔比分别为1:1.5至1:4的条件下进行，甚至优选1:1.8至1:2.6的摩尔比。所述反应在不存在溶剂或存在诸如乙腈、二氧六环、氯仿、二甲基甲酰胺、二甲亚砜、丙酮或短链醇的条件下在6至48小时、优选12小时的反应时间内在50至150℃的温度进行以获得式III的氨基醇。
获得方法的第二步骤包括式III的氨基醇与式IV的α-卤代酸(诸如氯乙酸或溴乙酸或其钠盐或钾盐)之间摩尔比为1:1.5至1:4、优选1:1.8至1:2.6的反应。所述反应在诸如水、二氧六环、醇或者芳香化合物或烃的溶剂(优选水)的存在下进行。反应时间、温度和压力取决于式III和IV的化合物的结构；通常反应时间在6至48小时变化，优选12至24小时，温度为40至180℃，优选80至130℃，且压力通常为大气压，从而获得式V的基于羟丙基甜菜碱的偕两性离子液体。
这里是基于羟丙基甜菜碱的偕两性离子液体的获得的一些例子，其被描述用于更好地理解本发明，而非限制其范围。
实施例1
基于羟丙基甜菜碱的偕两性离子液体(产品1)的制备。
第一阶段.在配有冷凝器、磁力搅拌器、加热套和温度计的25ml圆底烧瓶中加入4g二辛胺和4.79聚(乙二醇)二缩水甘油醚(PEGDE)。
将试剂混合物经历剧烈搅拌且其温度将被升高至100-105℃的范围，在这些条件下将混合物连续搅拌6小时。一旦反应时间耗尽，将反应粗产物通过光谱学方法表征以知晓其组成，由此确定获得了9.1g二-N,N-二辛基羟基聚醚，其是透明的浅黄色外观的粘性液体。
第二阶段.在配有冷凝器、磁力搅拌器、毯式加热器和温度计的25mL圆底烧瓶中加入9.1g二-N,N-二辛基羟基-N-聚醚产物和2.1g氯乙酸钠在30gH2O中的溶液。将反应混合物经历剧烈搅拌并回流24小时的时间。
一旦反应时间耗尽，进行油相的氯仿萃取。将氯仿相过滤并减压蒸发，获得8.6g澄清的橙色液体，其名为二-N,N-二辛基-N-聚醚羟基甜菜碱(产品1)。
产品1的光谱学特征如下：
代表性的IR带(cm-1)：3266,2923,2860,1736,1627,1459和1097。
代表性的NMR化学位移，1H(CDCl3)，200MHz，δ(ppm)：3.83,3.56,3.10,2.90和0.79。
代表性的NMR化学位移，13C(CDCl3)，50MHz，δ(ppm)：178.5,70.2,64.7,61.8,57.7,53.9,31.4,22.3和13.8。
实施例2
基于羟丙基甜菜碱的偕两性离子液体的制备(产品2).
第一阶段.在配有冷凝器、磁力搅拌器、加热套和温度计的25mL圆底烧瓶中加入3g双十二烷基胺和5.79g聚(乙二醇)二缩水甘油醚(PEGDE)。
将试剂混合物经历剧烈搅拌并将其温度升高至100-105℃范围，连续搅拌6小时。
一旦反应时间耗尽，将反应粗产物通过光谱学方法表征以知晓其组成，由此获得9.1g二-N,N-双十二烷基羟基聚醚，其是透明的浅黄色外观的粘性液体。
第二阶段.在配有冷凝器、磁力搅拌器、毯式加热器和温度计的25ml圆底烧瓶中加入9.1g二-N,N-双十二烷基羟基-N-聚醚产品和1.8g氯乙酸钠在10g H2O和20g二氧六环中的溶液。将反应混合物于回流温度经历48小时的剧烈搅拌。
一旦反应时间耗尽，进行有机相的氯仿萃取。
将氯仿相过滤并减压蒸发，获得8.2g澄清的橙色液体，其名为二-N,N-双十二烷基-N-聚醚羟基甜菜碱(产品2)。
产品2的光谱学特征如下：
代表性的IR带(cm-1)：3271,2921,2858,1729,1625,1454和1098.
代表性NMR化学位移，1H(CDCl3)，200MHz，δ(ppm)：3.85,3.53,3.11,2.91和0.77。
代表性的NMR化学位移，13C(CDCl3)，50MHz，δ(ppm)：178.2,70.1,64.3,61.5,57.3,53.2,31.1,22.3和13.5。
2)湿润性改性剂性质和沥青烯抑制/分散性质的试验评价。
a)基于羟丙基甜菜碱的支化偕两性离子液体作为湿润性改性剂的性能测试。
为评价本发明的偕两性离子液体在具有高含量的二价离子(如钙、镁、钡和锶)的盐水存在下在石灰岩、白云石、砂岩、石英或异质岩相上的湿润性改性剂性质，通过自吸过程(spontaneous imbibition process)在Amott单元中使用石灰岩心测定采收率以评价本发明相对于不存在化学品的对比系统的湿润性改性剂功效。
对于所选择的Bedford石灰岩心的评价来说，其主要由碳酸钙组成，是一种对石油的极性有机化合物呈现强吸收的岩石，因此对于湿润剂改性剂来说是最严重的情况，由此使得确保了该类型的化学品在具有较低油湿性趋势的其它岩石中将充分发挥作用。下文中描述了测试方法。
在Amott单元中石灰岩心的自吸过程的采收率测定。
测试方法包括在Amott单元中于恒温和大气压下测量因水的自吸过程而从最初用石油饱和的碳酸盐岩石采收的原油量。
测试所需元件为：
·Amott单元
·温度受控的再循环系统
·3.81cm直径x 7cm长的石灰岩心，其渗透性和孔隙率已知
·数字摄像机
·原油
·高盐度盐水
·分析天平
·索氏提取器.
·玻璃量具
·对流加热烤箱
测试程序:
1)将碳酸盐岩心(石灰岩或白云石)在索氏系统中经历使用不同有机溶剂的烃萃取过程。
所述萃取过程连续、依次和回流进行；使用以下作为溶剂：a)二甲苯，b)氯仿，c)甲醇，d)二甲苯，e)氯仿，f)甲醇，和g)二甲苯。
每个萃取阶段的持续时间为1天，且总过程时间为7天。
2)测定岩心对氦气的绝对渗透性及其有效孔隙率。
3)将岩心在100℃的烘箱中干燥并记录重量。
4)在5天内在所关注的温度和140±5psi压力下在高压单元中将岩心与来自所关注油藏的重油(dead oil)接触。
5)使经浸渍的岩心于室温和大气压下沥干，直到观察不到滴落。该该过程耗时约12小时，并且为此使用线网(目数200)。
6)将用重油浸渍的岩心称重并通过重量差得到在多孔介质中吸附的石油量。
7)制备500ml水溶液(盐水)以评价测试中所需化学品的浓度。
8)将用重油浸渍的岩心置于Amott单元中并小心添加350ml不含化学品的高盐度盐水，并且在另一个单元中添加化学品溶液，以评价所需浓度。
9)升高系统的温度并将其在温度和盐度条件下保持意图测定采收率的时间。
10)量化在研究条件下因水的自吸过程生产的石油量并根据以下方程测定采收率：
其中：
Fr＝采收率；Ar＝所采收的石油；Aopm＝多孔介质中吸附的初始石油。
11)将系统拍照以测量岩石-石油的接触角并确定对比系统和化学品系统中岩石的湿润性。
实施例3
使用轻质原油通过湿润性改变评价自吸过程
遵循上述方法，将碳酸盐岩心置于Amott单元中，将其用轻油(其特性在表1中显示)饱和并与产品1和2在盐水1(其特性在表2中显示)的溶液接触。
试验于90℃持续15天。
在表3中，显示了在Amott单元中对于浓度为300ml/L的产品1、2和对比物(在此情况中，盐水1中不添加化学品)所获得的采收数据。
从表3的结果可见，基于羟丙基甜菜碱(产品1和2)偕两性离子支化液体所采收的轻质原油比对比物所采收的多约1.5倍，因此其在自吸过程中可适于用作湿润性改性剂。
另外，表4中的结果显示了产品是如何具有将油湿性的(θ＝18，如对比系统中所观察到的)岩石的湿润性改变为水湿性的(如产品1的情况(θ＝110)和产品2的情况(θ＝115))的能力的。
表1.来自Poza Rica油田的轻质原油的SARA数据分析、酸值和碱值.
表2.盐水1的物理化学分析.
表3.在Amott单元中的轻油采收结果.
在表4中观察到对于浓度为300ml/L的产品1和2以及对比系统
(在此情况中盐水1不含添加剂)在Amott单元中获得的岩石-石油接触角值和岩石湿润性。
表4.在用于轻油试验的Amott单元中岩石-石油系统的接触角和岩石湿润性的结果
产品 岩石-石油接触角θ(°) 岩石湿润性
对比 18 油湿性
1 110 水湿性
2 115 水湿性
实施例4
使用重质原油通过湿润性改变评价自吸过程.
根据上面所述的前述方法，将碳酸盐岩心置于Amott单元中，将其用重油饱和，并将其与产品1和2在盐水2中浓度为300ml/L的溶液接触。
重质原油与盐水2的特性分别在表5和6中显示。\
表5.重油的SARA数据分析、总酸值和碱值.
表6.盐水2的物理化学分析.
表7包含了在Amott单元中用碳酸盐岩心与偕两性离子液体型羟丙基甜菜碱(产品1和2)在盐水2中的浓度为300mg/L的溶液接触并使用重质原油得到的结果。
表7.Amott单元中重油采收的结果.
从表7的结果可见基于羟丙基甜菜碱的支化的偕两性离子液体才收了比对比物多两倍的重质原油，因此，其可作为自吸过程中的湿润性改性剂充分发挥作用。
b)通过UV-可见光光谱法评价基于羟丙基甜菜碱支化的偕两性离子液体在沥青烯于甲苯中的庚烷溶液掺合物中的抑制/分散剂活性.
该测试基于以下事实：沥青烯可溶于芳香烃中，但不溶于诸如正庚烷的脂肪烃中。
基于羟丙基甜菜碱支化的偕两性离子液体的分散能力可通过将沥青烯溶于甲苯中并随后添加正庚烷以产生沉淀来评价。
由于沥青烯在UV-可见光光谱中吸收能量，人们可通过测量所得上清液在UV-可见光光谱中的吸收来对沉淀的沥青烯进行比例测量(proportional measure).
试验方法.已被设计具体用于该测试的程序包括：
·制备沥青烯在甲苯中的5000ppm溶液。
·制备基于羟丙基甜菜碱支化的两性离子液体在甲苯中的5000ppm溶液。
·在具有锥形底的试管中添加1ml沥青烯在甲苯中的溶液、2ml基于羟丙基甜菜碱的两性离子液体在甲苯中的溶液和7ml正庚烷，得到在溶液中的1000ppm基于羟丙基甜菜碱的两性离子液体，剧烈振荡1分钟并将其静置24小时。
·制备对比物：向具有锥形底的试管中添加1ml沥青烯在甲苯中的溶液、2ml甲苯和7ml正庚烷，剧烈振荡并将其静置24小时。
·在静置时间之后，从这两个试管以及对比试管收集1ml上清液(小心不要取到沉降在底部的沥青烯)，各自用4ml甲苯稀释并剧烈搅拌。
·将稀释的上清液通过UV-可见光光谱法于410nm波长分析，使用甲苯作为测试标。以此方式获得的吸收值涉及问题样品和对比物。
·分散剂活性表示为样品中的分散沥青烯相对于对比物中的分散沥青烯的百分比升高，并且通过以下方程计算：
其中Ap是问题样品的吸收值且Ar是对比物的吸收值，于410nm测量。
实施例5
评价基于羟丙基甜菜碱的两性离子液体的沥青烯分散剂活性.
遵循上面所述的方法，评价浓度为1000mg/l的产品1和2的分散剂活性。
结果在下表8中显示。
产品 吸收@410nm 分散剂活性(％)
对比物 0.39 ---
1 0.55 41.02
2 0.96 146.15
从表8的结果可以观察到两种产品相对于对比物来说均提高了沉淀介质中分散的沥青烯的量。还观察到产品2与产品1相比具有更高的分散剂活性。

Claims (39)

1.基于羟丙基甜菜碱的偕两性离子液体，其特征在于以下结构式：
其中：
R1是直链或支链的烷基或烯基链，具有1至30个碳原子；或者环烷基或芳基基团，具有5至12个碳原子；
R2是氢或者直链或支链的烷基或烯基链，具有1至30个碳原子；或者环烷基或芳基基团，具有5至12个碳原子；
n具有1至500的值。
2.如权利要求1所述的基于羟丙基甜菜碱的偕两性离子液体的获得方法，其特征在于以下合成流程：
其包括两个反应步骤：第一阶段包括将式I的聚乙二醇二缩水甘油醚与式II的伯胺或仲胺反应；第二阶段包括将式III的氨基醇与式IV的α-卤代酸的盐反应，从而获得式V的基于羟丙基甜菜碱的两性离子液体。
3.如权利要求2所述的获得方法，其中所述式I的聚乙二醇二缩水甘油醚源于环氧乙烷。
4.如权利要求3所述的获得方法，其中所述式I的聚乙二醇二缩水甘油醚包含两个环氧基团，一个在聚合物链的末端，且另一个在聚合物链的起始处。
5.如权利要求2所述的获得方法，其中所述式I的聚乙二醇二缩水甘油醚的平均分子量在100至22.000g/mol范围内。
6.如权利要求2所述的获得方法，其中所述反应在摩尔比值分别为1:1.5至1:4的式I和II的化合物之间进行。
7.如权利要求6所述的获得方法，其中所述反应在摩尔比值分别为1:1.8至1:2.6的式I和II的化合物之间进行。
8.如权利要求2、6和7中任一项所述的获得方法，其中在所述式IV的仲胺中，R1和R2是选自1至30个碳原子的直链或支链的烷基或烯基链；或者具有5至12个碳原子的环烷基或芳基基团，且其中R2能够为氢。
9.如权利要求2、6和7中任一项所述的获得方法，其中所述获得式III的氨基醇的反应在存在或不存在溶剂的条件下进行。
10.如权利要求9所述的获得方法，其中所述溶剂是乙腈、二氧六环、氯仿、二甲基甲酰胺、二甲亚砜、丙酮或短链醇。
11.如权利要求2、6和7中任一项所述的获得方法，其中所述获得式III的氨基醇的反应在6至48小时的反应时间内进行。
12.如权利要求11所述的获得方法，其中所述获得式III的氨基醇的反应在12小时的反应时间内进行。
13.如权利要求2、6和7中任一项所述的获得方法，其中所述获得式III的氨基醇的反应在50至150℃的温度进行。
14.如权利要求13所述的获得方法，其中所述获得式III的氨基醇的反应在60至90℃的温度进行。
15.如权利要求2所述的获得方法，其中所述的式III的化合物与式IV的α-卤代酸或其盐之间的反应以1:1.5至1:4的摩尔比进行。
16.如权利要求15所述的获得方法，其中所述的式III的化合物与式IV的α-卤代酸或其盐之间的反应以1:1.8至1:2.6的摩尔比进行。
17.如权利要求15或16所述的获得方法，其中所述α-卤代酸的盐是氯乙酸钠。
18.如权利要求2、15和16中任一项所述的获得方法，其中所述获得式V的化合物的反应在存在或不存在溶剂的条件下进行。
19.如权利要求18所述的获得方法，其中所述溶剂是水、二氧六环、醇、芳香化合物或烃。
20.如权利要求19所述的获得方法，其中所述溶剂是水。
21.如权利要求15或16所述的获得方法，其中反应时间在6至48小时变化。
22.如权利要求21所述的获得方法，其中反应时间在12至24小时变化。
23.如权利要求15或16所述的获得方法，其中温度为40至180℃。
24.如权利要求23所述的获得方法，其中温度为80至140℃。
25.如权利要求15或16所述的获得方法，其中压力在585至760mmHg变化。
26.如权利要求25所述的获得方法，其中压力为大气压。
27.基于如权利要求1中所述的偕两性离子液体的使用的方法，所述偕两性离子液体可用于改变油藏岩石的湿润性以提高强化采油过程中的石油采收。
28.如权利要求27所述的方法，其中所述油藏岩石为石灰岩、白云石、砂岩、石英或异质岩相。
29.如权利要求27所述的方法，用于在强化采油过程中在高盐含量和二价离子的条件下改变岩石湿润性。
30.如权利要求29所述的方法，其中所述二价离子选自钙、镁、钡和锶
31.如权利要求27所述的方法，其中温度最高为220℃。
32.如权利要求27所述的方法，其中压力最高为8000psi。
33.如权利要求29所述的方法，其中盐浓度最高为400,000ppm。
34.如权利要求29所述的方法，其中二价离子浓度最高为180,000ppm。
35.如权利要求27所述的方法，其中注入以改变油岩湿润性的两性离子液体的浓度为25至40,000ppm的浓度。
36.如权利要求35所述的方法，其中被注入的浓度为500至10,000ppm。
37.如权利要求35所述的方法，其中偕两性离子液体能同时抑制和分散沥青烯。
38.如权利要求37所述的方法，其中被注入以抑制和分散沥青烯的两性离子液体的浓度为25至40,000ppm。
39.如权利要求38所述的方法，其中被注入的浓度为500至10,000ppm。
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