CN115558505A - 一种增渗型甜菜碱表面活性剂及其制备方法和应用 - Google Patents

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CN115558505A CN202211213908.1A CN202211213908A CN115558505A CN 115558505 A CN115558505 A CN 115558505A CN 202211213908 A CN202211213908 A CN 202211213908A CN 115558505 A CN115558505 A CN 115558505A
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Abstract

本发明公开了一种增渗型甜菜碱表面活性剂及其制备方法和应用，属于油气资源开采技术领域，所述制备方法，包括以下步骤：在溶剂中加入长链伯胺、烯丙基聚氧乙烯醚与烯丙基磺酸钠，并加入碱催化剂，混合均匀进行Michael加成反应，得到产物中间体；将产物中间体与季铵化试剂混合均匀进行取代反应；取代反应结束后进行后处理得到增渗型甜菜碱表面活性剂。所述表面活性剂具有耐温、耐酸碱、抗盐、水溶性强、临界胶束浓度低、降低界面张力能力强的优点。所制备的表面活性剂结构中不含有芳环结构，易于生物降解，环保性能好，同时合成工艺路线短，收率高，所用化学原料便宜易得，成本低，适用于高温高盐高硬度油藏化学驱油的绿色环保的表面活性剂。

Description

一种增渗型甜菜碱表面活性剂及其制备方法和应用
技术领域
本发明属于油气资源开采技术领域，具体涉及一种增渗型甜菜碱表面活性剂及其制备方法和应用。
背景技术
针对高温高盐高硬度油藏的三次采油技术，研发具有耐温抗盐抗钙镁离子性能的化学驱油剂是提高原油采收率的关键。在三次采油中较为成熟的驱油技术主要是：碱/表面活性剂/聚合物(ASP)，聚合物驱存在热降解和盐敏效应以及化学降解和剪切降解的问题，粘度降低；碱驱存在采出液易发生W/O型乳化液，其粘度较高，不仅影响油井产能，还增加了破乳的难度，碱驱还会引起油层和油井结垢，对生产造成极大的影响。表面活性剂驱中应用较多的阴离子表面活性剂耐盐性差，易与钙镁离子结合形成沉淀；复配体系在地层中推进时驱油剂组成会发生明显变化，最终削弱了驱油效果。在非常规油气藏的开采过程中，通常采用钻井、自喷、注水等采油操作，但生产一段时间后，地层压力降低不能继续出油。实际上仅采出原储量的30％，其余多则以小液滴或斑块存在于延迟缝隙中。研究发现，在压裂过程中往往会添加表面活性剂等多种化学组分，表面活性剂对于提高油藏的渗吸效率有很大作用。
CN106800520A公布了一种烷基酰胺丙基甜菜碱表面活性剂及其制备，该甜菜碱型两性表面活性剂的制备方法包括以下步骤：(1)酰胺化反应：在催化剂的作用下天然油脂酸与3-二甲胺基丙胺进行酰胺化反应，并利用4A分子筛及时除去反应生成的水，得到烷基酰胺丙基二甲基叔胺；(2)季胺化反应：烷基酰胺丙基二甲基叔胺与氯乙酸钠在溶剂中进行季胺化反应，得到甜菜碱型两性表面活性剂。但其中，酰胺化酸值难以降低，从而导致产率偏低，生产成本大，且大多以混合油脂酸为生产原料的，含较多杂质，性质不稳定，生产原料价格偏贵，得到产品活性物质含量较低。
CN109894050A公布了一种芳基醚磺基甜菜碱表面活性剂及其制备，以2,6-二甲基苯酚为原料，经过Williamson醚化反应、氯甲基化反应和季铵化反应合成芳基醚磺基甜菜碱表面活性剂。上述CN109894050A制备方案中引入苯环的方法存在合成步骤长，反应物成本高，且芳环化合物具有低毒性和难以降解的问题。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种增渗型甜菜碱表面活性剂及其制备方法和应用，所述增渗型甜菜碱表面活性剂中不含有芳环结构，易于生物降解，环保性能好，所述制备方法稳定性好，原料来源广泛廉价，反应条件温和，制备工艺简单且产物单一。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：
本发明提供了一种增渗型甜菜碱表面活性剂，所述增渗型甜菜碱表面活性剂的结构式如下：
Figure BDA0003876053960000021
其中，R为C12～18的正构或异构烷基；n为10～50；X为CH2COONa、CH2CH3或CHOHCH2COONa。
本发明提供了一种所述的增渗型甜菜碱表面活性剂的制备方法，包括以下步骤：
S1：在溶剂中加入长链伯胺、烯丙基聚氧乙烯醚与烯丙基磺酸钠，并加入碱催化剂，混合均匀进行Michael加成反应，得到产物中间体；
S2：将产物中间体与季铵化试剂混合均匀进行取代反应；
S3：取代反应结束后进行蒸馏、干燥、洗涤、抽滤和重结晶，得到增渗型甜菜碱表面活性剂。
本发明进一步，所述S1中，所述长链伯胺、烯丙基聚氧乙烯醚与烯丙基磺酸钠的摩尔比为1：(1～1.5)：(1～1.5)。
本发明进一步，所述S1中，所述长链伯胺的结构通式如下：
R-NH2
其中，R为C12～18正构或异构烷基。
本发明进一步，所述S1中，所述的溶剂为乙醇水溶液、四氢呋喃、1,4-二氧六环中的一种；所述的碱催化剂为乙醇钠、氢氧化钠、氢氧化钾中的一种。
本发明进一步，所述S1中，所述Michael加成反应的水浴温度为75～90℃，所述Michael加成反应的反应时间为3～5h，所述Michael加成反应的搅拌速度为100～300rpm。
本发明进一步，所述S2中，所述的季铵化试剂为氯乙酸钠、溴乙酸钠、氯乙烷、溴乙烷、3-氯-2羟基丙烷磺酸钠中的一种。
本发明进一步，所述S2中，所述产物中间体与季铵化试剂的摩尔比为1：(2～2.5)。
本发明进一步，所述S2中，所述取代反应的温度为50～80℃，所述取代反应的时间为2～5h，所述取代反应的搅拌速度为300～500rpm。
本发明提供了所述的一种增渗型甜菜碱表面活性剂的应用，所述增渗型甜菜碱表面活性剂作为油气资源开采压裂过程中的增渗剂。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明提供了一种增渗型甜菜碱表面活性剂，所述增渗型甜菜碱表面活性剂的分子结构中同时含有乙氧基、季铵盐基和磺酸基三种亲水性基团和疏水烃基，具备了非离子和阴性表面活性剂的双重优良表面活性，本发明所述增渗型甜菜碱表面活性剂具有耐温、耐酸碱、抗盐、水溶性强、临界胶束浓度低、降低界面张力能力强的优点。所述增渗型甜菜碱表面活性剂的分子中不含有芳环结构，易于生物降解，环保性能好，同时合成工艺路线短，收率高，所用化学原料便宜易得，成本低，是一种适用于高温高盐高硬度油藏化学驱油的绿色环保的表面活性剂。
本发明提供了一种增渗型甜菜碱表面活性剂的制备方法，通过引入乙氧基单元，来增加表面活性剂的亲水性和抗盐性能；引入磺酸基增加了分子的抗高温能力，使得表面活性剂的活性得到很大的提高，适用于更加广阔的应用领域，通过Micheal加成反应制备出的产物转化率高，稳定性好，并且原料来源广泛廉价，反应条件温和，制备工艺简单且产物单一。所述制得的表面活性剂相比传统的表面活性剂具有更多的亲水基和亲油基，产物结构综合了非离子和阴离子型表面活性剂的共同优点。
本发明所述的增渗型甜菜碱表面活性剂拥有诸多优良性能，且能适用于高矿化度油藏开采中，在三次采油中占重要的地位。
具体实施方式
为使本领域技术人员可了解本发明的特点及效果，以下谨就说明书及权利要求书中提及的术语及用语进行一般性的说明及定义。除非另有指明，否则文中使用的所有技术及科学上的字词，均为本领域技术人员对于本发明所了解的通常意义，当有冲突情形时，应以本说明书的定义为准。
本文描述和公开的理论或机制，无论是对或错，均不应以任何方式限制本发明的范围，即本发明内容可以在不为任何特定的理论或机制所限制的情况下实施。
本文中，所有以数值范围或百分比范围形式界定的特征如数值、数量、含量与浓度仅是为了简洁及方便。据此，数值范围或百分比范围的描述应视为已涵盖且具体公开所有可能的次级范围及范围内的个别数值(包括整数与分数)。
本文中，若无特别说明，“包含”、“包括”、“含有”、“具有”或类似用语涵盖了“由……组成”和“主要由……组成”的意思，例如“A包含a”涵盖了“A包含a和其他”和“A仅包含a”的意思。
本文中，为使描述简洁，未对各个实施方案或实施例中的各个技术特征的所有可能的组合都进行描述。因此，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，各个实施方案或实施例中的各个技术特征可以进行任意的组合，所有可能的组合都应当认为是本说明书记载的范围。
本发明提供了一种增渗型甜菜碱表面活性剂及其制备方法和应用。
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
下列实施例中使用本领域常规的仪器设备。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件，或按照制造厂商所建议的条件。下列实施例中使用各种原料，除非另作说明，都使用常规市售产品，其规格为本领域常规规格。在本发明的说明书以及下述实施例中，如没有特别说明，“％”都表示重量百分比，“份”都表示重量份，比例都表示重量比。
本发明公开了一种增渗型甜菜碱表面活性剂，所述增渗型甜菜碱表面活性剂的结构式如下：
Figure BDA0003876053960000051
其中R为C12～18的正构或异构烷基，n为10～50，X为CH2COONa或CH2CH3或CHOHCH2COONa。
所述增渗型甜菜碱表面活性剂合成过程如下：
Figure BDA0003876053960000061
本发明公开了所述增渗型甜菜碱表面活性剂的制备方法，包括以下步骤：
S1：在溶剂中加入长链伯胺、烯丙基聚氧乙烯醚与烯丙基磺酸钠，并加入碱催化剂，混合均匀进行Michael加成反应，得到产物中间体；
S2：产物中间体与季铵化试剂混合均匀进行取代反应；
S3：取代反应结束后进行蒸馏、干燥、洗涤、抽滤和重结晶，得到增渗型甜菜碱表面活性剂。
作为可选方案，所述长链伯胺、烯丙基聚氧乙烯醚与烯丙基磺酸钠的摩尔比为1：(1～1.5)：(1～1.5)，优选为1:1:1。
作为可选方案，所述产物中间体与季铵化试剂的摩尔比为1:(2～2.5)，优选为1:2。
作为可选方案，Michael加成反应的水浴温度为75～90℃，所述Michael加成反应的反应时间为3～5h，所述Michael加成反应的搅拌速度为100～300rpm。
更优选为温度为80～90℃、反应时间为3～4h、搅拌速度为200～300rpm。
作为可选方案，所述取代反应的温度为50～80℃，所述取代反应的时间为2～5h，所述取代反应的搅拌速度为300～500rpm。
更优选为取代反应的温度为50～70℃、反应时间为3～4h、搅拌速度为350～400rpm。
作为可选方案，所述的蒸馏为减压蒸馏；所述洗涤的次数为2～3次；所述洗涤采用石油醚进行洗涤；所述重结晶的次数为3～5次，所述重结晶采用丙酮、乙醇、甲醇中的一种进行提纯。
作为可选方案，所述的干燥为真空干燥，所述干燥的温度为90～100℃。
作为可选方案，所述的溶剂为乙醇、四氢呋喃、1,4-二氧六环中的一种。
作为可选方案，所述的碱催化剂为乙醇钠、氢氧化钠、氢氧化钾中的一种。
作为可选方案，所述的季铵化试剂为氯乙酸钠、溴乙酸钠、氯乙烷、溴乙烷、3-氯-2羟基丙烷磺酸钠中的一种。
按照一种更具体的优选实施方式，所述增渗型甜菜碱表面活性剂的制备方法具体包括以下步骤：
在装有回流冷凝装置、温度计、搅拌器的250mL三口烧瓶中加入长链伯胺、烯丙基聚氧乙烯醚与烯丙基磺酸钠均匀混合，其中以乙醇钠为碱催化剂，乙醇为溶剂，在反应温度70～85℃，回流下反应3～5h，得到产物中间体。再与季铵化试剂发生取代反应。
取代反应结束后，减压蒸馏去除乙醇、水和残留的伯胺；后真空干燥至质量不再减少后用适量石油醚洗涤，再溶解于无水乙醇，趁热过滤除去无机盐离子，滤液冷却后得到粗产物。
将粗产物再经过重结晶，即得白色粉末状固体物质-增渗型甜菜碱表面活性剂。
本发明还公开了上述增渗型甜菜碱表面活性剂的应用，所述增渗型甜菜碱表面活性剂作为油气资源开采压裂过程中的化学剂。
将本发明制得的表面活性剂作为增渗剂应用在油气资源开采过程中。
实施例1
(1)在装有回流冷凝装置、温度计、搅拌器的250mL三口烧瓶中加入0.1mol十二烷基伯胺、0.1mol烯丙基聚氧乙烯醚与0.1mol烯丙基磺酸钠均匀混合，其中以乙醇钠为碱催化剂，乙醇为溶剂，在反应温度80℃，回流下反应3h，得到产物中间体。再与氯乙酸钠按摩尔比为1:2投料，在反应温度为50℃，回流下反应3h。随后反应结束后，减压蒸馏去除乙醇、水和残留的伯胺。
(2)产物90℃真空干燥至质量不再减少后用适量石油醚洗涤2次，再溶解于无水乙醇，趁热过滤除去无机盐离子，滤液冷却后所得的粗产物。
(3)再重结晶4次，即得白色粉末状固体物质-增渗型甜菜碱表面活性剂。
实施例2
(1)在装有回流冷凝装置、温度计、搅拌器的250mL三口烧瓶中加入0.1mol十四烷基伯胺、0.1mol烯丙基聚氧乙烯醚与0.1mol烯丙基磺酸钠均匀混合，其中以乙醇钠为碱催化剂，乙醇为溶剂，在反应温度83℃，回流下反应3.5h，得到产物中间体。再与氯乙酸钠按摩尔比为1:2投料，在反应温度为52℃，回流下反应3.5h。随后反应结束后，减压蒸馏去除乙醇、水和残留的伯胺。
(2)产物92℃真空干燥至质量不再减少后用适量石油醚洗涤3次，再溶解于无水乙醇，趁热过滤除去无机盐离子，滤液冷却后所得的粗产物。
(3)再重结晶5次，即得白色粉末状固体物质-增渗型甜菜碱表面活性剂。
实施例3
(1)在装有回流冷凝装置、温度计、搅拌器的250mL三口烧瓶中加入0.1mol十六烷基伯胺、0.1mol烯丙基聚氧乙烯醚与0.1mol烯丙基磺酸钠均匀混合，其中以乙醇钠为碱催化剂，乙醇为溶剂，在反应温度84℃，回流下反应4h，得到产物中间体。再与氯乙酸钠按摩尔比为1:2投料，在反应温度为55℃，回流下反应4h。随后反应结束后，减压蒸馏去除乙醇、水和残留的伯胺。
(2)产物94℃真空干燥至质量不再减少后用适量石油醚洗涤2次，再溶解于无水乙醇，趁热过滤除去无机盐离子，滤液冷却后所得的粗产物。
(3)再重结晶3次，即得白色粉末状固体物质-增渗型甜菜碱表面活性剂。
实施例4
(1)在装有回流冷凝装置、温度计、搅拌器的250mL三口烧瓶中加入0.1mol十八烷基伯胺、0.1mol烯丙基聚氧乙烯醚与0.1mol烯丙基磺酸钠均匀混合，其中以乙醇钠为碱催化剂，乙醇为溶剂，在反应温度86℃，回流下反应4.5h，得到产物中间体。再与氯乙酸钠按摩尔比为1:2投料，在反应温度为56℃，回流下反应4.5h。随后反应结束后，减压蒸馏去除乙醇、水和残留的伯胺。
(2)产物95℃真空干燥至质量不再减少后用适量石油醚洗涤3次，再溶解于无水乙醇，趁热过滤除去无机盐离子，滤液冷却后所得的粗产物。
(3)再重结晶4次，即得白色粉末状固体物质-增渗型甜菜碱表面活性剂。
实施例5
(1)在装有回流冷凝装置、温度计、搅拌器的250mL三口烧瓶中加入0.1mol十二烷基伯胺与0.2mol烯丙基磺酸钠均匀混合，其中以乙醇钠为碱催化剂，乙醇为溶剂，在反应温度87℃，回流下反应5h，得到产物中间体。再与氯乙酸钠在摩尔比为1:2投料，在反应温度为58℃，回流下反应5h。随后反应结束后，减压蒸馏去除乙醇、水和残留的伯胺。
(2)产物98℃真空干燥至质量不再减少后用适量石油醚洗涤3次，再溶解于无水乙醇，趁热过滤除去无机盐离子，滤液冷却后所得的粗产物。
(3)再重结晶3次，即得白色粉末状固体物质-增渗型甜菜碱表面活性剂。
实施例6
(1)在装有回流冷凝装置、温度计、搅拌器的250mL三口烧瓶中加入0.1mol十二烷基伯胺与0.2mol烯丙基聚氧乙烯醚均匀混合，其中以乙醇钠为碱催化剂，乙醇为溶剂，在反应温度89℃，回流下反应4h，得到产物中间体。再与氯乙酸钠按摩尔比为1:2投料，在反应温度为59℃，回流下反应3h。随后反应结束后，减压蒸馏去除乙醇、水和残留的伯胺。
(2)产物100℃真空干燥至质量不再减少后用适量石油醚洗涤2次，再溶解于无水乙醇，趁热过滤除去无机盐离子，滤液冷却后所得的粗产物。
(3)再重结晶5次，即得白色粉末状固体物质-增渗型甜菜碱表面活性剂。
实施例1～4改变该增渗型甜菜碱表面活性剂反应物为不同链长烷基伯胺在相同摩尔比下反应；进一步，实施例5及实施例6将十二烷基伯胺分别与烯丙基磺酸和烯丙基聚氧乙烯醚在摩尔比为1:2下反应，研究各自双加成产物并与实施例1～4产物的表面活性进行比较。
经比较发现乙氧基数的增多会明显增加表面活性剂的亲水性，有利于其在水中的溶解；而在环保方面，采用脂肪胺合成增渗型甜菜碱表面活性剂，所述脂肪胺的来源广，价格实惠；所述增渗型甜菜碱表面活性剂只含有一个直链烷烃，没有苯环结构，易于生物降解。所述表面活性剂使用后对环境低污染，符合当今环保要求。
实施例7
(1)在装有回流冷凝装置、温度计、搅拌器的250mL三口烧瓶中加入0.1mol十二烷基伯胺、0.15mol烯丙基聚氧乙烯醚与0.15mol烯丙基磺酸钠均匀混合，其中以氢氧化钠为碱催化剂，四氢呋喃为溶剂，在反应温度75℃，回流下反应5h，得到产物中间体。再与氯乙酸钠按摩尔比为1:2.5投料，在反应温度为50℃，回流下反应5h。随后反应结束后，减压蒸馏去除乙醇、水和残留的伯胺。
(2)产物90℃真空干燥至质量不再减少后用适量石油醚洗涤2次，再溶解于无水乙醇，趁热过滤除去无机盐离子，滤液冷却后所得的粗产物。
(3)再重结晶4次，即得白色粉末状固体物质-增渗型甜菜碱表面活性剂。
实施例8
(1)在装有回流冷凝装置、温度计、搅拌器的250mL三口烧瓶中加入0.1mol十四烷基伯胺、0.15mol烯丙基聚氧乙烯醚与0.15mol烯丙基磺酸钠均匀混合，其中以氢氧化钾为碱催化剂，1,4-二氧六环为溶剂，在反应温度90℃，回流下反应3.5h，得到产物中间体。再与氯乙酸钠按摩尔比为1:2.5投料，在反应温度为80℃，回流下反应2h。随后反应结束后，减压蒸馏去除乙醇、水和残留的伯胺。
(2)产物92℃真空干燥至质量不再减少后用适量石油醚洗涤3次，再溶解于无水乙醇，趁热过滤除去无机盐离子，滤液冷却后所得的粗产物。
(3)再重结晶5次，即得白色粉末状固体物质-增渗型甜菜碱表面活性剂。
实施例9
(1)在装有回流冷凝装置、温度计、搅拌器的250mL三口烧瓶中加入0.1mol十六烷基伯胺、0.15mol烯丙基聚氧乙烯醚与0.15mol烯丙基磺酸钠均匀混合，其中以乙醇钠为碱催化剂，乙醇为溶剂，在反应温度90℃，回流下反应5h，得到产物中间体。再与氯乙酸钠按摩尔比为1:2投料，在反应温度为55℃，回流下反应5h。随后反应结束后，减压蒸馏去除乙醇、水和残留的伯胺。
(2)产物94℃真空干燥至质量不再减少后用适量石油醚洗涤2次，再溶解于无水乙醇，趁热过滤除去无机盐离子，滤液冷却后所得的粗产物。
(3)再重结晶3次，即得白色粉末状固体物质-增渗型甜菜碱表面活性剂。
本发明所述增渗型甜菜碱表面活性剂中含有磺酸基，在高温，高矿度，强酸碱性极端的环境中都能表现出较好性能，因此在三次采油和洗涤行业具有广阔的应用前景。
测试
实施例1中所得一种增渗型甜菜碱表面活性剂的核磁氢谱数据如下所示
1H NMR(300MHz，DMSO)：δ4.18(s，2H)，4.18(s，2H)，3.54(t，4H)，3.37-3.41(m，4H)，3.24(t，6H)，2.29(m，2H)，1.90(m，2H)，1.73(m，2H)，1.29-13.3(m，20H)，0.96(t，3H)ppm。
由核磁氢谱可知本发明所述增渗型甜菜碱表面活性剂含有磺酸基和聚氧乙烯醚结构。
性能表征
为了表征该增渗型甜菜碱表面活性剂浓度对自吸高度的影响，对实施例1中合成的不同浓度的增渗型甜菜碱表面活性剂进行了自吸高度测试，结果测得增渗型甜菜碱表面活性剂的配置浓度为0.1％时，自吸高度为23mm，当使用浓度为0.3％时，自吸高度为26mm。综上所述，随着表面活性剂的配置浓度的升高，表面活性剂的自吸高度升高。
为了表征该增渗型甜菜碱表面活性剂的各项性能，对实施例1～6中合成的增渗型甜菜碱表面活性剂的水溶性、表面张力、界面张力、润湿性能、自吸能力、洗油效率、岩心渗透率进行了测试，结果见表1。
由表1可知，本发明的增渗型甜菜碱表面活性剂通过调节分子结构，改善其亲水-亲油平衡，获得高水溶性，避免表活剂在高矿化度水中不溶，或者表面活性剂溶液发生相分离的情况。分子结构中嵌入乙氧基链，使得水溶性较好，所述增渗型甜菜碱表面活性剂相较于普通表面活性剂溶解度提高了10倍以上。
如表1所示，本发明的增渗型甜菜碱表面活性剂中随着嵌入的乙氧基占比越高表面活性剂的表面张力越高，这是由于乙氧基基团增加了分子的亲油性。但本发明总体表面张力较小，表面活性较好。
本发明的增渗型甜菜碱表面活性剂具有较低的界面张力，可以起到润湿作用。增渗型甜菜碱表面活性剂的分子通过与砂岩表面组分发生相互作用而在固/液界面产生吸附，使岩石表面的润湿性发生显著的变化，由油润湿向水润湿转变，从而利于原油的剥离，采收率显著提高，且具有一定洗油功能。
其中测试参照标准为：
水溶性照GB/T 11275-2007表面活性剂水溶性的测定(利用紫外可见光分光光度计在可见光波长(600nm)下测定表面活性剂水溶液的透光率T(％)，测定不同浓度的水溶液在可见光波长(600nm)下的透光率随浓度的变化大小)；
表面张力参照GB/T 22237-2008表面活性剂表面张力的测定(吊环法)；
界面张力参照GB/T 38722-2020表面活性剂界面张力的测定(拉起液膜法)；
润湿性测试参照GB/T 11983-2008表面活性剂润湿力的测定方法(浸没法)；
自吸能力参照JB/T 6664.3-2004自吸泵第3部分:自吸性能试验方法；
洗油效率参照GB/T 24217-2009洗油；
岩心渗透率参照SY/T5802-1993致密岩渗透率测定法(稳态法)。
表1增渗型甜菜碱表面活性剂的性能
Figure BDA0003876053960000121
Figure BDA0003876053960000131
如表1所示，所述增渗型甜菜碱表面活性剂，采用正构长链伯胺为反应物，不仅降低产物成本损失，且反应产物无毒降解性能好；通过引入氧乙基单元，来增加表面活性剂的亲水性和抗盐性能，引入磺酸基单元增加了分子的抗高温能力，使得表面活性剂的活性得到很大的提高，具有水溶性好、表面张力小、界面张力低、润湿性能好、自吸能力强、洗油效率高、岩心渗透率高等优点。
以上内容仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明权利要求书的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种增渗型甜菜碱表面活性剂，其特征在于，所述增渗型甜菜碱表面活性剂的结构式如下：
Figure FDA0003876053950000011
其中，R为C12～18的正构或异构烷基；n为10～50；X为CH2COONa、CH2CH3或CHOHCH2COONa。
2.一种如权利要求1所述的增渗型甜菜碱表面活性剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：在溶剂中加入长链伯胺、烯丙基聚氧乙烯醚与烯丙基磺酸钠，并加入碱催化剂，混合均匀进行Michael加成反应，得到产物中间体；
S2：将产物中间体与季铵化试剂混合均匀进行取代反应；
S3：取代反应结束后进行蒸馏、干燥、洗涤、抽滤和重结晶，得到增渗型甜菜碱表面活性剂。
3.根据权利要求2所述的增渗型甜菜碱表面活性剂的制备方法，其特征在于，所述S1中，所述长链伯胺、烯丙基聚氧乙烯醚与烯丙基磺酸钠的摩尔比为1：(1～1.5)：(1～1.5)。
4.根据权利要求2所述的增渗型甜菜碱表面活性剂的制备方法，其特征在于，所述S1中，所述长链伯胺的结构通式如下：
R-NH2
其中，R为C12～18正构或异构烷基。
5.根据权利要求2所述的增渗型甜菜碱表面活性剂的制备方法，其特征在于，所述S1中，所述的溶剂为乙醇水溶液、四氢呋喃、1,4-二氧六环中的一种；所述的碱催化剂为乙醇钠、氢氧化钠、氢氧化钾中的一种。
6.根据权利要求2所述的增渗型甜菜碱表面活性剂的制备方法，其特征在于，所述S1中，所述Michael加成反应的水浴温度为75～90℃，所述Michael加成反应的反应时间为3～5h，所述Michael加成反应的搅拌速度为100～300rpm。
7.根据权利要求2所述的增渗型甜菜碱表面活性剂的制备方法，其特征在于，所述S2中，所述的季铵化试剂为氯乙酸钠、溴乙酸钠、氯乙烷、溴乙烷、3-氯-2羟基丙烷磺酸钠中的一种。
8.根据权利要求2所述的增渗型甜菜碱表面活性剂的制备方法，其特征在于，所述S2中，所述产物中间体与季铵化试剂的摩尔比为1：(2～2.5)。
9.根据权利要求2所述的增渗型甜菜碱表面活性剂的制备方法，其特征在于，所述S2中，所述取代反应的温度为50～80℃，所述取代反应的时间为2～5h，所述取代反应的搅拌速度为300～500rpm。
10.权利要求1所述的一种增渗型甜菜碱表面活性剂的应用，其特征在于，所述增渗型甜菜碱表面活性剂作为油气资源开采压裂过程中的增渗剂。
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