CN106634929B - 一种用于co2驱油体系的发泡剂及其制备方法 - Google Patents

一种用于co2驱油体系的发泡剂及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种用于CO2驱油体系的发泡剂及其制备方法，所述发泡剂由以下重量份的组分构成：十二烷基羟丙基磷酸酯甜菜碱0.05‑0.4、具有星形分子结构的表面活性剂0.05‑0.5、水95‑100，其中，所述表面活性剂为R2N[R1N(R1NH2)2]2、R3[N(R1NH2)2]2、N[CH2CH2N(R1NH2)2]3中的任意一种，R1为：‑CH2CH2CONHCH2CH2‑；R2为：CnH2n+1‑，n=12～18；R3为：‑CnH2n‑，n=4～8，所述的表面活性剂由伯胺、二胺、或者三胺与丙烯酸甲酯、乙二胺反应制备得到的。本发明提供的发泡剂，起泡能力强，形成的泡沫稳定性高。

Description

一种用于CO2驱油体系的发泡剂及其制备方法
技术领域
本发明属于石油化学品领域，具体涉及一种用于CO2驱油体系的发泡剂及其制备方法。
背景技术
在油田开发和天然气田开发过程中，泡沫驱被广泛得使用，如泡沫钻井液、泡沫压裂液、泡沫驱油、泡沫封窜等。泡沫是在起泡剂作用下，气体在液相中形成的一种分散体系。从所用气体的不同又可分为空气泡沫、氮气泡沫、天然气泡沫、CO2泡沫等。随着今年来全世界对CO2减排的重视，越来越大多的CO2被注入到地下，在实现减排的同时又可以提高原油采收率。而注气带来的问题是气窜，国内外的实践证明，泡沫是延缓气窜的有效方法之一，因此国内外进行了大量的研究与实践，尤其是美国和加拿大，其中，木质素磺酸盐，α-烯烃磺酸盐，脂肪醇聚氧乙烯硫酸盐、α-烯烃磺酸盐较为普遍，但是存在起泡量不高，而脂肪醇聚氧乙烯硫酸盐对钙、镁离子敏感，不能大剂量使用。
天然气田开采过程中，出现水淹井是普遍存在的问题，解决的最好办法是泡沫排水，即向有积液的天然气井内注入发泡剂，天然气、积液和发泡剂在井底充分混合形成泡沫，密度大大降低，易于排出，同时泡沫能减少水的滑脱，提高气流携液能力，降低井底回压，增加气产量。该工艺施工容易，投资少，成本低，见效快，不影响气井正常生产，因而广泛被采用。
但是在采用泡沫的工艺中，泡沫都要与地层和地层水接触，这就要求产生的泡沫在含有可溶盐（氯化钠、氯化钙、氯化镁等）的溶液中有较高的泡沫稳定性，而且还必须在极端的物理环境如高温、高压的情况下泡沫不降解，而且对影响泡沫稳定的一些因素，如原油、固体微粒有较高的抵抗能力。由于CO2为酸性气体，对泡沫的稳定性要求更高。木质素磺酸盐，α-烯烃磺酸盐，脂肪醇聚氧乙烯硫酸盐、α-烯烃磺酸盐等起泡剂较为普遍，但在高温高盐的条件下，存在泡沫不稳定，起泡量少，不能大剂量使用等缺陷，不能满足油田生成CO2泡沫的需求。
发明内容
针对现有技术的缺陷，本发明旨在提供一种用于CO2驱油体系的发泡剂及其制备方法，所述发泡剂能够提高泡沫的稳定性。
本发明是通过以下技术方案实现的。
一种用于CO2驱油体系的发泡剂，其特征在于：由以下重量份的组分构成：
十二烷基羟丙基磷酸酯甜菜碱0.05-0.4份、具有星形分子结构的表面活性剂0.05-0.5份、水95-100份；
其中，所述具有星形分子结构的表面活性剂是含有氨基官能团的表面活性剂，为表面活性剂：R2N[R1N(R1NH2)2]2、表面活性剂：R3[N(R1NH2)2]2、表面活性剂：N[CH2CH2N(R1NH2)2]3中的任意一种，其中：R1 的化学式为：-CH2CH2CONHCH2CH2-；R2为伯胺的直链烷基，其化学式为：CnH2n+1-，n=12～18；R3 为二胺的直链烷基，其化学式为：-CnH2n-，n=4～8；
其中，表面活性剂是伯胺与丙烯酸甲酯反应，产物与乙二胺反应，然后再加入丙烯酸甲酯反应，再与乙二胺合成制备而成的；表面活性剂、是二胺、三胺分别与丙烯酸甲酯反应，产物再与乙二胺合成制备而成的；所述伯胺为CnH2n+1NH2，n=12～18；所述二胺为NH2CnH2nNH2，n=4～8；所述三胺为N(C2H4NH2)3。
优选地，上述用于CO2驱油体系的发泡剂，由以下重量份的组分组成：十二烷基羟丙基磷酸酯甜菜碱0.2份、具有星形分子结构的表面活性剂0.1份、水100份。
优选地，所述伯胺为C12H25NH2、C14H29NH2、C16H33NH2、C18H37NH2中的任意一种。
优选地，所述的二胺为NH2C6H12NH2。
优选地，所述表面活性剂：R2N[R1N(R1NH2)2]2是通过以下方法制备得到的：（1）按照丙烯酸甲酯与伯胺的摩尔比为（15-18）:1，将丙烯酸甲酯滴加到含有伯胺的甲醇溶液中，常温搅拌24h后，60℃旋转蒸发0.5h~3h；
（2）按照步骤（1）的产物与乙二胺的摩尔比为1:（40-44），将步骤（1）得到的产物溶于甲醇中，在冰浴下，滴加乙二胺，然后在常温下搅拌24h，70℃旋转蒸发1h~3.5h，然后室温静置4h-6h；
（3）按照步骤（2）的产物与丙烯酸甲酯的摩尔比为1:（32-34），将步骤（2）得到的产物溶于甲醇中，滴加丙烯酸甲酯，然后常温下搅拌96h，60℃旋转蒸发0.5h~3h；
（4）按照步骤（3）的产物与乙二胺的摩尔比为1:（40-44），将步骤（3）的产物溶于甲醇中，在冰浴下，滴加乙二胺，然后在常温下搅拌72h，70℃旋转蒸发2h~4h得到所述的表面活性剂。
优选地，所述表面活性剂：R3[N(R1NH2)2]2是通过以下方法制备得到的：
（1）按照丙烯酸甲酯与二胺的摩尔比为（15-18）:1，将丙烯酸甲酯滴加到含有二胺的甲醇溶液中，常温搅拌24h后，60℃旋转蒸发1h~3.5h；
（2）按照步骤（1）的产物与乙二胺的摩尔比为1:（40-44），将步骤（1）得到的产物溶于甲醇中，在冰浴下，滴加乙二胺，然后在常温下搅拌24h，70℃旋转蒸发0.5h~3.5h，然后室温静置4h-6h，得到所述的表面活性剂。
优选地，所述表面活性剂：N[CH2CH2N(R1NH2)2]3是通过以下方法制备得到的：
（1）按照丙烯酸甲酯与三胺的摩尔比为（15-18）:1，将丙烯酸甲酯滴加到含有三胺的甲醇溶液中，常温搅拌24h后，60℃旋转蒸发1.5h~4h；
（2）按照步骤（1）的产物与乙二胺的摩尔比为1:（40-44），将步骤（1）得到的产物溶于甲醇中，在冰浴下，滴加乙二胺，然后在常温下搅拌24h，70℃旋转蒸发1h~4h，然后室温静置4h-6h，得到所述的表面活性剂。
一种上述用于CO2驱油体系的发泡剂的制备方法为：称取十二烷基羟丙基磷酸酯甜菜碱、具有星形分子结构的表面活性剂和水，混合，搅拌均匀即可；其中，所述具有星形分子结构的表面活性剂是含有氨基官能团的表面活性剂，为表面活性剂：R2N[R1N(R1NH2)2]2、表面活性剂：R3[N(R1NH2)2]2、表面活性剂：N[CH2CH2N(R1NH2)2]3中的任意一种，其中：R1 的化学式为：-CH2CH2CONHCH2CH2-；R2为伯胺的直链烷基，其化学式为：CnH2n+1-，n=12～18；R3 为二胺的直链烷基，其化学式为：-CnH2n-，n=4～8；
其中，表面活性剂是伯胺与丙烯酸甲酯反应，产物与乙二胺反应，然后再加入丙烯酸甲酯反应，再与乙二胺合成制备而成的；表面活性剂、是二胺、三胺分别与丙烯酸甲酯反应，产物再与乙二胺合成制备而成的；所述伯胺为CnH2n+1NH2，n=12～18；所述二胺为NH2CnH2nNH2，n=4～8；所述三胺为N(C2H4NH2)3。
本发明提供的起泡剂的使用方法为：将CO2气体鼓入起泡剂溶液中，混合后搅拌，起泡剂溶液的质量浓度为0.3%，CO2气体与所述起泡剂溶液的气液比范围为（1～4）：（2～1）。优选地，CO2气体与所述起泡剂溶液的气液比为3:1。
本发明的优点：
本发明提供的一种用于CO2驱油体系的发泡剂，含有具有星形分子结构的表面活性剂，起泡能力强，形成的泡沫稳定性高，在矿化度为14000g/L的条件下形成的泡沫仍然具有较好的稳定性。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进行详细的说明。
实施例1
一种用于CO2驱油体系的发泡剂，由以下重量份的组分构成：十二烷基羟丙基磷酸酯甜菜碱0.2g、具有星形分子结构的表面活性剂C12H25N[CH2CH2CONHCH2CH2NH(CH2CH2CONHCH2CH2NH2)2]2 0.1 g、水100 g。
其中，具有星形分子结构的表面活性剂是通过如下方法制备得到的：
（1）将14.24mmol的十二烷胺C12H25NH2溶于30mL的甲醇中，形成十二烷胺的甲醇溶液，称0.24mol的丙烯酸甲酯滴加到十二烷胺的甲醇溶液中，常温搅拌24h，然后在60℃的温度下，旋转蒸发1.5h，得到C12H25N(CH2CH2COOCH3)2，为浅黄色粘性的液体；
（2）称取7.12mmol步骤（1）的产物C12H25N(CH2CH2COOCH3)2，溶于15mL的甲醇中，冰浴下，滴加0.30mol乙二胺，滴加完毕后，常温下搅拌24h，反应结束后，70℃旋转蒸发2h，然后室温静置6h，得到C12H25N(CH2CH2CONHCH2CH2NH2)2，为淡黄色固体；
（3）称取3.56mmol步骤（2）的产物 C12H25N(CH2CH2CONHCH2CH2NH2)2分别溶于10mL甲醇中，滴加0.12mol的丙烯酸甲酯，常温下搅拌96h，反应结束后，60℃旋转蒸发1h，得到C12H25N[CH2CH2CONHCH2CH2NH(CH2CH2COOCH3)2，浅黄色粘性的液体；
（4）称取1.78mmol步骤（3）的产物C12H25N[CH2CH2CONHCH2CH2NH(CH2CH2COOCH3)2，溶于10mL的甲醇中，冰浴下，滴加0.075mol乙二胺，滴加完毕后，常温下搅拌72h，反应结束后，70℃旋转蒸发3h得到具有星形分子结构的表面活性剂：C12H25N[CH2CH2CONHCH2CH2NH(CH2CH2CONHCH2CH2NH2)2]2。
该用于CO2驱油体系的发泡剂的制备方法为：称取上述重量份的十二烷基羟丙基磷酸酯甜菜碱、具有星形分子结构的表面活性剂C12H25N[CH2CH2CONHCH2CH2NH(CH2CH2CONHCH2CH2NH2)2]2和水，混合，搅拌均匀即可。
实施例2
一种用于CO2驱油体系的发泡剂，由以下重量份的组分构成：十二烷基羟丙基磷酸酯甜菜碱0.05g、具有星形分子结构的表面活性剂C12H25N[CH2CH2CONHCH2CH2NH(CH2CH2CONHCH2CH2NH2)2]2 0.05 g、水95 g。
其中，具有星形分子结构的表面活性剂是通过如下方法制备得到的：
（1）将16mmol的十二烷胺C12H25NH2溶于35mL的甲醇中，形成十二烷胺的甲醇溶液，称0.24mol的丙烯酸甲酯滴加到十二烷胺的甲醇溶液中，常温搅拌24h，然后在60℃的温度下，旋转蒸发0.5h，得到C12H25N(CH2CH2COOCH3)2，为浅黄色粘性的液体；
（2）称取7.5mmol步骤（1）的产物C12H25N(CH2CH2COOCH3)2，溶于20mL的甲醇中，冰浴下，滴加0.30mol乙二胺，滴加完毕后，常温下搅拌24h，反应结束后，70℃旋转蒸发1h，然后室温静置6h，得到C12H25N(CH2CH2CONHCH2CH2NH2)2，为淡黄色固体；
（3）称取3.75mmol步骤（2）的产物 C12H25N(CH2CH2CONHCH2CH2NH2)2分别溶于10mL甲醇中，滴加0.12mol的丙烯酸甲酯，常温下搅拌96h，反应结束后，60℃旋转蒸发0.5h，得到C12H25N[CH2CH2CONHCH2CH2NH(CH2CH2COOCH3)2，浅黄色粘性的液体；
（4）称取1.88mmol步骤（3）的产物C12H25N[CH2CH2CONHCH2CH2NH(CH2CH2COOCH3)2，溶于10mL的甲醇中，冰浴下，滴加0.075mol乙二胺，滴加完毕后，常温下搅拌72h，反应结束后，70℃旋转蒸发2h得到具有星形分子结构的表面活性剂：C12H25N[CH2CH2CONHCH2CH2NH(CH2CH2CONHCH2CH2NH2)2]2。
该用于CO2驱油体系的发泡剂的制备方法为：称取上述重量份的十二烷基羟丙基磷酸酯甜菜碱、具有星形分子结构的表面活性剂C12H25N[CH2CH2CONHCH2CH2NH(CH2CH2CONHCH2CH2NH2)2]2和水，混合，搅拌均匀即可。
实施例3
一种用于CO2驱油体系的发泡剂，由以下重量份的组分构成：十二烷基羟丙基磷酸酯甜菜碱0.4 g、具有星形分子结构的表面活性剂C18H37N[CH2CH2CONHCH2CH2NH(CH2CH2CONHCH2CH2NH2)2]2 0.5 g、水100 g。
其中，具有星形分子结构的表面活性剂是通过如下方法制备得到的：
（1）将13.33mmol的十八烷胺C18H37NH2溶于30mL的甲醇中，形成十八烷胺的甲醇溶液，称0.24mol的丙烯酸甲酯滴加到十八烷胺的甲醇溶液中，常温搅拌24h，然后在60℃的温度下，旋转蒸发3h，得到C18H37N (CH2CH2COOCH3)2，为浅黄色粘性的液体；
（2）称取6.82mmol步骤（1）的产物C18H37N (CH2CH2COOCH3)2，溶于15mL的甲醇中，冰浴下，滴加0.30mol乙二胺，滴加完毕后，常温下搅拌24h，反应结束后，70℃旋转蒸发3.5h，然后室温静置4h，得到C18H37N(CH2CH2CONHCH2CH2NH2)2，为淡黄色固体；
（3）称取3.53mmol步骤（2）的产物C18H37N(CH2CH2CONHCH2CH2NH2)2分别溶于10mL甲醇中，滴加0.12mol的丙烯酸甲酯，常温下搅拌96h，反应结束后，60℃旋转蒸发3h，得到C18H37N[CH2CH2CONHCH2CH2NH(CH2CH2COOCH3)2，浅黄色粘性的液体；
（4）称取1.78mmol步骤（3）的产物C18H37N[CH2CH2CONHCH2CH2NH(CH2CH2COOCH3)2，溶于10mL的甲醇中，冰浴下，滴加0.075mol乙二胺，滴加完毕后，常温下搅拌72h，反应结束后，70℃旋转蒸发4h得到具有星形分子结构的表面活性剂：C18H37N[CH2CH2CONHCH2CH2NH(CH2CH2CONHCH2CH2NH2)2]2。
该用于CO2驱油体系的发泡剂的制备方法为：称取上述重量份的十二烷基羟丙基磷酸酯甜菜碱、具有星形分子结构的表面活性剂C18H37N[CH2CH2CONHCH2CH2NH(CH2CH2CONHCH2CH2NH2)2]2和水，混合，搅拌均匀即可。
实施例4
一种用于CO2驱油体系的发泡剂，由以下重量份的组分构成：十二烷基羟丙基磷酸酯甜菜碱0.15g、具有星形分子结构的表面活性剂C14H29N[CH2CH2CONHCH2CH2NH(CH2CH2CONHCH2CH2NH2)2]2 0.15g、水98 g。
其中，具有星形分子结构的表面活性剂是通过如下方法制备得到的：
（1）将15mmol的十四烷胺C14H29NH2溶于30mL的甲醇中，形成十四烷胺的甲醇溶液，称0.24mol的丙烯酸甲酯滴加到十四烷胺的甲醇溶液中，常温搅拌24h，然后在60℃的温度下，旋转蒸发1.5h，得到C14H29N (CH2CH2COOCH3)2，为浅黄色粘性的液体；
（2）称取7mmol步骤（1）的产物C14H29N (CH2CH2COOCH3)2，溶于15mL的甲醇中，冰浴下，滴加0.30mol乙二胺，滴加完毕后，常温下搅拌24h，反应结束后，70℃旋转蒸发2.5h，然后室温静置5h，得到C14H29N(CH2CH2CONHCH2CH2NH2)2，为淡黄色固体；
（3）称取3.6mmol步骤（2）的产物C14H29N(CH2CH2CONHCH2CH2NH2)2分别溶于10mL甲醇中，滴加0.12mol的丙烯酸甲酯，常温下搅拌96h，反应结束后，60℃旋转蒸发2.5h，得到C14H29N[CH2CH2CONHCH2CH2NH(CH2CH2COOCH3)2，浅黄色粘性的液体；
（4）称取1.8mmol步骤（3）的产物C14H29N[CH2CH2CONHCH2CH2NH(CH2CH2COOCH3)2，溶于10mL的甲醇中，冰浴下，滴加0.075mol乙二胺，滴加完毕后，常温下搅拌72h，反应结束后，70℃旋转蒸发2.5h得到具有星形分子结构的表面活性剂：C14H29N[CH2CH2CONHCH2CH2NH(CH2CH2CONHCH2CH2NH2)2]2。
该用于CO2驱油体系的发泡剂的制备方法为：称取上述重量份的十二烷基羟丙基磷酸酯甜菜碱、具有星形分子结构的表面活性剂C14H29N[CH2CH2CONHCH2CH2NH(CH2CH2CONHCH2CH2NH2)2]2和水，混合，搅拌均匀即可。
实施例5
一种用于CO2驱油体系的发泡剂，由以下重量份的组分构成：十二烷基羟丙基磷酸酯甜菜碱0.15g、具有星形分子结构的表面活性剂C16H33N[CH2CH2CONHCH2CH2NH(CH2CH2CONHCH2CH2NH2)2]2 0.35g、水95 g。
其中，具有星形分子结构的表面活性剂是通过如下方法制备得到的：
（1）将14.24mmol的十六烷胺C16H33NH2溶于30mL的甲醇中，形成十六烷胺的甲醇溶液，称0.24mol的丙烯酸甲酯滴加到十六烷胺的甲醇溶液中，常温搅拌24h，然后在60℃的温度下，旋转蒸发3h，得到C16H33N (CH2CH2COOCH3)2，为浅黄色粘性的液体；
（2）称取7.12mmol步骤（1）的产物C16H33N (CH2CH2COOCH3)2，溶于15mL的甲醇中，冰浴下，滴加0.30mol乙二胺，滴加完毕后，常温下搅拌24h，反应结束后，70℃旋转蒸发3.5h，然后室温静置4h，得到C16H33N(CH2CH2CONHCH2CH2NH2)2，为淡黄色固体；
（3）称取3.56mmol步骤（2）的产物C16H33N(CH2CH2CONHCH2CH2NH2)2分别溶于10mL甲醇中，滴加0.12mol的丙烯酸甲酯，常温下搅拌96h，反应结束后，60℃旋转蒸发3h，得到C16H33N[CH2CH2CONHCH2CH2NH(CH2CH2COOCH3)2，浅黄色粘性的液体；
（4）称取1.78mmol步骤（3）的产物C16H33N[CH2CH2CONHCH2CH2NH(CH2CH2COOCH3)2，溶于10mL的甲醇中，冰浴下，滴加0.075mol乙二胺，滴加完毕后，常温下搅拌72h，反应结束后，70℃旋转蒸发4h得到具有星形分子结构的表面活性剂：C16H33N[CH2CH2CONHCH2CH2NH(CH2CH2CONHCH2CH2NH2)2]2。
该用于CO2驱油体系的发泡剂的制备方法为：称取上述重量份的十二烷基羟丙基磷酸酯甜菜碱、具有星形分子结构的表面活性剂C16H33N[CH2CH2CONHCH2CH2NH(CH2CH2CONHCH2CH2NH2)2]2和水，混合，搅拌均匀即可。
实施例6
一种用于CO2驱油体系的发泡剂，由以下重量份的组分构成：十二烷基羟丙基磷酸酯甜菜碱0.2g、具有星形分子结构的表面活性剂C13H27N[CH2CH2CONHCH2CH2NH(CH2CH2CONHCH2CH2NH2)2]2 0.1g、水99.7g。
其中，具有星形分子结构的表面活性剂是通过如下方法制备得到的：
（1）将14.24mmol的十三烷胺C13H27NH2溶于30mL的甲醇中，形成十三烷胺的甲醇溶液，称0.24mol的丙烯酸甲酯滴加到十三烷胺的甲醇溶液中，常温搅拌24h，然后在60℃的温度下，旋转蒸发1.5h，得到C13H27N (CH2CH2COOCH3)2，为浅黄色粘性的液体；
（2）称取7.12mmol步骤（1）的产物C13H27N (CH2CH2COOCH3)2，溶于15mL的甲醇中，冰浴下，滴加0.30mol乙二胺，滴加完毕后，常温下搅拌24h，反应结束后，70℃旋转蒸发2h，然后室温静置4h，得到C13H27N(CH2CH2CONHCH2CH2NH2)2，为淡黄色固体；
（3）称取3.56mmol步骤（2）的产物C13H27N(CH2CH2CONHCH2CH2NH2)2分别溶于10mL甲醇中，滴加0.12mol的丙烯酸甲酯，常温下搅拌96h，反应结束后，60℃旋转蒸发2h，得到C13H27N[CH2CH2CONHCH2CH2NH(CH2CH2COOCH3)2，浅黄色粘性的液体；
（4）称取1.78mmol步骤（3）的产物C13H27N[CH2CH2CONHCH2CH2NH(CH2CH2COOCH3)2，溶于10mL的甲醇中，冰浴下，滴加0.075mol乙二胺，滴加完毕后，常温下搅拌72h，反应结束后，70℃旋转蒸发3h得到具有星形分子结构的表面活性剂：C13H27N[CH2CH2CONHCH2CH2NH(CH2CH2CONHCH2CH2NH2)2]2。
该用于CO2驱油体系的发泡剂的制备方法为：称取上述重量份的十二烷基羟丙基磷酸酯甜菜碱、具有星形分子结构的表面活性剂C13H27N[CH2CH2CONHCH2CH2NH(CH2CH2CONHCH2CH2NH2)2]2和水，混合，搅拌均匀即可。
实施例7
一种用于CO2驱油体系的发泡剂，由以下重量份的组分构成：十二烷基羟丙基磷酸酯甜菜碱0.2 g、具有星形分子结构的表面活性剂C6H12[N(CH2CH2CONHCH2CH2NH2)2]2 0.1 g、水100g。
其中，具有星形分子结构的表面活性剂是通过如下方法制备得到的：
（1）将14.24mmol的己二胺NH2C6H12NH2溶于30mL的甲醇中，形成己二胺的甲醇溶液，称0.24mol的丙烯酸甲酯滴加到己二胺的甲醇溶液中，常温搅拌24h，然后在60℃的温度下，旋转蒸发2h，得到C6H12[N(CH2CH2COOCH3)2]，为浅黄色粘性的液体；
（2）称取7.12mmol步骤（1）的产物C6H12[N(CH2CH2COOCH3)2]，溶于15mL的甲醇中，冰浴下，滴加0.30mol乙二胺，滴加完毕后，常温下搅拌24h，反应结束后，70℃旋转蒸发2h，然后室温静置5h，得到具有星形分子结构的表面活性剂：C6H12[N(CH2CH2CONHCH2CH2NH2)2]2，为淡黄色固体。
该用于CO2驱油体系的发泡剂的制备方法为：称取上述重量份的十二烷基羟丙基磷酸酯甜菜碱、具有星形分子结构的表面活性剂C6H12[N(CH2CH2CONHCH2CH2NH2)2]2和水，混合，搅拌均匀即可。
实施例8
一种用于CO2驱油体系的发泡剂，由以下重量份的组分构成：十二烷基羟丙基磷酸酯甜菜碱0.05 g、具有星形分子结构的表面活性剂C4H8[N(CH2CH2CONHCH2CH2NH2)2]2 0.05g、水95 g。
其中，具有星形分子结构的表面活性剂是通过如下方法制备得到的：
（1）将16mmol的丁二胺NH2C4H8NH2溶于30mL的甲醇中，形成丁二胺的甲醇溶液，称0.24mol的丙烯酸甲酯滴加到丁二胺的甲醇溶液中，常温搅拌24h，然后在60℃的温度下，旋转蒸发1h，得到C4H8[N(CH2CH2COOCH3)2]，为浅黄色粘性的液体；
（2）称取7.5mmol步骤（1）的产物C4H8[N(CH2CH2COOCH3)2]，溶于15mL的甲醇中，冰浴下，滴加0.30mol乙二胺，滴加完毕后，常温下搅拌24h，反应结束后，70℃旋转蒸发3.5h，然后室温静置4h，得到具有星形分子结构的表面活性剂：C4H8[N(CH2CH2CONHCH2CH2NH2)2]2，为淡黄色固体。
该用于CO2驱油体系的发泡剂的制备方法为：称取上述重量份的十二烷基羟丙基磷酸酯甜菜碱、具有星形分子结构的表面活性剂C4H8[N(CH2CH2CONHCH2CH2NH2)2]2和水，混合，搅拌均匀即可。
实施例9
一种用于CO2驱油体系的发泡剂，由以下重量份的组分构成：十二烷基羟丙基磷酸酯甜菜碱0.4 g、具有星形分子结构的表面活性剂C8H16[N(CH2CH2CONHCH2CH2NH2)2]2 0.5 g、水98 g。
其中，具有星形分子结构的表面活性剂是通过如下方法制备得到的：
（1）将13.33mmol的辛二胺NH2C8H16NH2溶于30mL的甲醇中，形成辛二胺的甲醇溶液，称0.24mol的丙烯酸甲酯滴加到辛二胺的甲醇溶液中，常温搅拌24h，然后在60℃的温度下，旋转蒸发1h，得到C8H16[N(CH2CH2COOCH3)2]，为浅黄色粘性的液体；
（2）称取6.82mmol步骤（1）的产物C8H16[N(CH2CH2COOCH3)2]，溶于15mL的甲醇中，冰浴下，滴加0.30mol乙二胺，滴加完毕后，常温下搅拌24h，反应结束后，70℃旋转蒸发3.5h，然后室温静置6h，得到具有星形分子结构的表面活性剂：C8H16[N(CH2CH2CONHCH2CH2NH2)2]2，为淡黄色固体。
该用于CO2驱油体系的发泡剂的制备方法为：称取上述重量份的十二烷基羟丙基磷酸酯甜菜碱、具有星形分子结构的表面活性剂C8H16[N(CH2CH2CONHCH2CH2NH2)2]2和水，混合，搅拌均匀即可。
实施例10
一种用于CO2驱油体系的发泡剂，由以下重量份的组分构成：十二烷基羟丙基磷酸酯甜菜碱0.15 g、具有星形分子结构的表面活性剂N[CH2CH2N(CH2CH2CONHCH2CH2NH2)2]3 0.3g、水99g。
其中，具有星形分子结构的表面活性剂是通过如下方法制备得到的：
（1）将14.24mmol的三乙基胺N(C2H5)3溶于30mL的甲醇中，形成三乙基胺的甲醇溶液，称0.24mol的丙烯酸甲酯滴加到三乙基胺的甲醇溶液中，常温搅拌24h，然后在60℃的温度下，旋转蒸发1.5h，得到N[CH2CH2N(CH2CH2COOCH3)2]3，为浅黄色粘性的液体；
（2）称取7.12mmol步骤（1）的产物N[CH2CH2N(CH2CH2COOCH3)2]3，溶于15mL的甲醇中，冰浴下，滴加0.30mol乙二胺，滴加完毕后，常温下搅拌24h，反应结束后，70℃旋转蒸发1h，然后室温静置6h，得到具有星形分子结构的表面活性剂：N[CH2CH2N(CH2CH2CONHCH2CH2NH2)2]3，为淡黄色固体。
该用于CO2驱油体系的发泡剂的制备方法为：称取上述重量份的十二烷基羟丙基磷酸酯甜菜碱、具有星形分子结构的表面活性剂N[CH2CH2N(CH2CH2CONHCH2CH2NH2)2]3和水，混合，搅拌均匀即可。
实施例11
一种用于CO2驱油体系的发泡剂，由以下重量份的组分构成：十二烷基羟丙基磷酸酯甜菜碱0.2 g、具有星形分子结构的表面活性剂C6H12[N(CH2CH2CONHCH2CH2NH2)2]2 0.1 g、水100 g。
其中，具有星形分子结构的表面活性剂的制备方法同实施例10。
该用于CO2驱油体系的发泡剂的制备方法同实施例10。
对比例
一种用于CO2驱油体系的发泡剂，其组分中不含有具有星形分子结构的表面活性剂，其他同实施例5的发泡剂相同，只含有十二烷基羟丙基磷酸酯甜菜碱0.2 g和水100 g。
实施例12
实施例1-11及对比例的发泡剂制备的泡沫性能评价。
将实施例1-11制备的发泡剂及对比例的发泡剂用矿化度为14000g/L的模拟地层水配置成质量浓度为0.3%的发泡剂溶液，模拟地层水中主要含有Ca2+, Mg2+。
泡沫性能的评价方法采用罗氏泡沫仪测定，具体操作为：在夹套量筒内装入250mL配置好的起泡剂溶液；打开恒温水浴，让水在夹套量筒环空循环，使环空温度达到50℃；打开气体质量流量控制器，设定控制流量为100mL/min，瓶减压阀压力控制在0.1～0.5MPa范围之内，预热15min，待零点稳定后通CO2气体，5min后记录泡沫体积Vf，记录泡沫消失一半时的时间，为泡沫半衰期。
结果见表1。
表1 实施例制备得到的泡沫性能评价
由表1可知，本发明提供的发泡剂起泡能力好，制备的泡沫半衰期时间长，泡沫稳定，而对比例中的发泡剂中只含有十二烷基羟丙基磷酸酯甜菜碱时，其起泡能力和泡沫稳定性较差。

Claims (8)

1.一种用于CO2驱油体系的发泡剂，其特征在于：由以下重量份的组分构成：
十二烷基羟丙基磷酸酯甜菜碱0.05-0.4份、具有星形分子结构的表面活性剂0.05-0.5份、水95-100份，
其中，所述具有星形分子结构的表面活性剂是含有氨基官能团的表面活性剂，为表面活性剂：R2N[R1N(R1NH2)2]2、表面活性剂：R3[N(R1NH2)2]2、表面活性剂：N[CH2CH2N(R1NH2)2]3中的任意一种，其中：R1 的化学式为：-CH2CH2CONHCH2CH2-；R2为伯胺的直链烷基，其化学式为：CnH2n+1-，n=12～18；R3 为二胺的直链烷基，其化学式为：-CnH2n-，n=4～8；
其中，表面活性剂是伯胺与丙烯酸甲酯反应，产物与乙二胺反应，然后再加入丙烯酸甲酯反应，再与乙二胺合成制备而成的；表面活性剂、是二胺、三胺分别与丙烯酸甲酯反应，产物再与乙二胺合成制备而成的；所述伯胺为CnH2n+1NH2，n=12～18；所述二胺为NH2CnH2nNH2，n=4～8；所述三胺为N(C2H4NH2)3。
2.根据权利要求1所述的用于CO2驱油体系的发泡剂，其特征在于：由以下重量份的组分组成：十二烷基羟丙基磷酸酯甜菜碱0.2份、具有星形分子结构的表面活性剂0.1份、水100份。
3.根据权利要求1或2所述的用于CO2驱油体系的发泡剂，其特征在于：所述伯胺为C12H25NH2、C14H29NH2、C16H33NH2、C18H37NH2中的任意一种。
4.根据权利要求1或2所述的用于CO2驱油体系的发泡剂，其特征在于：所述的二胺为NH2C6H12NH2。
5.根据权利要求1或2所述的用于CO2驱油体系的发泡剂，其特征在于：所述表面活性剂：R2N[R1N(R1NH2)2]2是通过以下方法制备得到的：
（1）按照丙烯酸甲酯与伯胺的摩尔比为（15-18）:1，将丙烯酸甲酯滴加到含有伯胺的甲醇溶液中，常温搅拌24h后，60℃旋转蒸发0.5h~3h；
（2）按照步骤（1）的产物与乙二胺的摩尔比为1:（40-44），将步骤（1）得到的产物溶于甲醇中，在冰浴下，滴加乙二胺，然后在常温下搅拌24h，70℃旋转蒸发1h~3.5h，然后室温静置4h-6h；
（3）按照步骤（2）的产物与丙烯酸甲酯的摩尔比为1:（32-34），将步骤（2）得到的产物溶于甲醇中，滴加丙烯酸甲酯，然后常温下搅拌96h，60℃旋转蒸发0.5h~3h；
（4）按照步骤（3）的产物与乙二胺的摩尔比为1:（40-44），将步骤（3）的产物溶于甲醇中，在冰浴下，滴加乙二胺，然后在常温下搅拌72h，70℃旋转蒸发2h~4h得到所述的表面活性剂。
6.根据权利要求1或2所述的用于CO2驱油体系的发泡剂，其特征在于：所述表面活性剂：R3[N(R1NH2)2]2是通过以下方法制备得到的：
（1）按照丙烯酸甲酯与二胺的摩尔比为（15-18）:1，将丙烯酸甲酯滴加到含有二胺的甲醇溶液中，常温搅拌24h后，60℃旋转蒸发1h~3.5h；
（2）按照步骤（1）的产物与乙二胺的摩尔比为1:（40-44），将步骤（1）得到的产物溶于甲醇中，在冰浴下，滴加乙二胺，然后在常温下搅拌24h，70℃旋转蒸发0.5h~3.5h，然后室温静置4h-6h，得到所述的表面活性剂。
7.根据权利要求1或2所述的用于CO2驱油体系的发泡剂，其特征在于：所述表面活性剂：N[CH2CH2N(R1NH2)2]3是通过以下方法制备得到的：
（1）按照丙烯酸甲酯与三胺的摩尔比为（15-18）:1，将丙烯酸甲酯滴加到含有三胺的甲醇溶液中，常温搅拌24h后，60℃旋转蒸发1.5h~4h；
（2）按照步骤（1）的产物与乙二胺的摩尔比为1:（40-44），将步骤（1）得到的产物溶于甲醇中，在冰浴下，滴加乙二胺，然后在常温下搅拌24h，70℃旋转蒸发1h~4h，然后室温静置4h-6h，得到所述的表面活性剂。
8.一种用于CO2驱油体系的发泡剂的制备方法，称取十二烷基羟丙基磷酸酯甜菜碱、具有星形分子结构的表面活性剂、水，混合，搅拌均匀即可，其特征在于：所述具有星形分子结构的表面活性剂如权利要求1所述。
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