專利名稱：一種用于高礦化度條件下的高溫水基發(fā)泡劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及油氣田開發(fā)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種用于高礦化度條件下的高溫水基發(fā)泡劑及其制備方法。
背景技術(shù)：
在注蒸汽熱力采油中，為了增大注入蒸汽的波及面積、改善驅(qū)替效率，提高注蒸汽驅(qū)原油采收率，需要使用高溫水基泡沫體系，這就需要在高溫、高礦化度條件下穩(wěn)定的發(fā)泡劑。
通常發(fā)泡劑基本上選用離子型表面活性劑。由于陽離子表面活性劑容易在地層發(fā)生吸附，所以由陽離子表面活性劑制備的發(fā)泡劑在油田使用中受到限制。油田使用的傳統(tǒng)的陰離子型表面活性劑主要是烷基芳基磺酸鈉、烷基磺酸鈉和烷基醇醚硫酸鹽。其中烷基芳基磺酸鈉、烷基磺酸鈉在耐硬水方面受到限制，在高礦化度的使用條件下發(fā)泡力和泡沫穩(wěn)定性比較差；而烷基醇醚硫酸鹽在比較高的溫度下容易水解，不能用于高溫條件。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明主要目的是解決上述問題，提供一種用于高礦化度條件下的高溫水基發(fā)泡劑及其制備方法。
為了達到上述目的，本發(fā)明提供的技術(shù)方案是
高溫發(fā)泡劑為脂肪醇聚氧乙烯醚磺酸鹽RO (CH2CH2O)nSO3M,其中R是C12 C22的飽和或者不飽和的烷基；η = 4 10 ；M是堿金屬，如Na、K等。以脂肪醇聚氧乙烯醚和磺基化劑為原料，通過Williamson反應(yīng)制得。
(I)RO (CH2CH2O) nH+NaOH — RO (CH2CH2O) nNa+H20
(2) RO (CH2CH2O) nNa+XCH2CH2 SO3Na — RO (CH2CH2O) nCH2CH2S03Na+NaX
高溫水基發(fā)泡劑的制造工藝為
1)向密閉反應(yīng)器中加入脂肪醇聚氧乙烯醚RO(CH2CH2O)nH與NaOH(NaC)H的加入量為脂肪醇聚氧乙烯醚質(zhì)量的5% -12% )，開動攪拌，在真空條件下升溫至120-140°C，反應(yīng) 2h。
2)降溫至100°C，使反應(yīng)器恢復常壓，向體系中加入磺基化劑BrC2H4SO3Na (加入量為脂肪醇聚氧乙烯醚質(zhì)量的30% -50% )，反應(yīng)1.5h，降溫至60°C，結(jié)束反應(yīng)，出料。
該水基發(fā)泡劑本身抗溫能力強，在高礦化度鹽水中容易發(fā)泡，并且生成的泡沫穩(wěn)定性較高，經(jīng)過高溫作用后仍然具有較高的發(fā)泡和穩(wěn)泡能力。該發(fā)泡劑生產(chǎn)工藝簡單，成本較低，可以在油田大規(guī)模推廣使用。
具體實施方式
以下結(jié)合具體實施例，對本發(fā)明進行詳細說明。
實施例1
1)安裝500mL的玻璃反應(yīng)器，反應(yīng)器可以承受0. IMI^a真空條件。反應(yīng)器安裝攪拌裝置、液相溫度計，并且有固體加料口，反應(yīng)器與真空系統(tǒng)連接；
2)向反應(yīng)器中加入脂肪醇聚氧乙烯醚C12_140(CH2CH20)7H(M = 501)200g，顆粒NaOH 22. 9g，在攪拌下升溫，同時保持真空度0. 95 0. 98MPa，升溫到120°C，反應(yīng)池；
3)降溫到100 °C，使反應(yīng)器恢復常壓，加入溴乙磺酸鈉BrC2H4SO3Na(M =211)97g，進行反應(yīng)1.5h，降溫至60 °C，出料得到脂肪醇聚氧乙烯醚磺酸鹽 C12_140 (CH2CH2O) 7012012S03Na。
實施例2:
1)在實施例1所示的反應(yīng)容器中，加入脂肪醇聚氧乙烯醚C16_180(CH2CH20)ltlH(M =701) 200g,顆粒NaOH 13. 7g，在攪拌下升溫，同時保持真空度0. 95 0. 98MPa，升溫到 140°C，反應(yīng) 2h ；
2)降溫到100 °C，使反應(yīng)器恢復常壓，加入溴乙磺酸鈉BrC2H4SO3Na(M =211)66g，進行反應(yīng)1.5h，降溫至60 °C，出料得到脂肪醇聚氧乙烯醚磺酸鹽 C1H8O (CH2CH2O) 1(lCH2CH2S03Na。
實施例3:
1)在實施例1所示的反應(yīng)容器中，加入脂肪醇聚氧乙烯醚C18 220(CH2CH20)8H(M =671) 200g,顆粒NaOH 18. 5g，在攪拌下升溫，同時保持真空度0. 95 0. 98MPa，升溫到 130°C，反應(yīng) 2h ；
2)降溫到100°C，使反應(yīng)器恢復常壓，加入溴乙磺酸鈉BrC2H4SO3Na (M = 211) 78g，進行反應(yīng)1.5h，降溫至60°C，出料得到脂肪醇聚氧乙烯醚磺酸鹽C18 220 (CH2CH2O) 8CH2CH2S03Nao
評價方法與測試結(jié)果
(1)泡沫基液的配制將462. 5g水加入500mL燒杯中，加溫至50°C，然后加入20g 氯化鈉攪拌溶解(模擬地層鹽水)，再加入12. 5g十二醇(作為穩(wěn)泡劑)，攪拌使之溶解均勻后，再加入5g上述發(fā)泡劑，攪拌溶解，配制成水基泡沫基液。
(2)高溫老化試驗取300mL基液裝入高溫高壓動態(tài)老化釜中(剩余的200mL基液密封保存?zhèn)溆?，作為老化前的對比基?，在300°C溫度條件下高溫動態(tài)老化16h，取出冷卻至室溫。
(3)發(fā)泡試驗取高溫老化前后的水基泡沫基液各IOOmL分別加入兩個攪拌杯中， 以12000r/min轉(zhuǎn)速高速攪拌lmin，分別制備水基泡沫。
(4)結(jié)果測試將制備的水基泡沫倒入量筒中，以生成的泡沫體積表示發(fā)泡能力， 以析出50mL液體所用的時間(即泡沫半衰期)表示泡沫的穩(wěn)定性。
測試結(jié)果如表1所示。
表 權(quán)利要求
1.一種用于高礦化度條件下的高溫水基發(fā)泡劑的制備方法，其特征在于，包括以下步驟高溫水基發(fā)泡劑為脂肪醇聚氧乙烯醚磺酸鹽RO (CH2CH2O)nSO3M,其中R是C12 C22的飽和或者不飽和的烷基；η = 4 10 ；M是堿金屬，以脂肪醇聚氧乙烯醚和磺基化劑為原料，通過Williamson反應(yīng)制得(1)RO(CH2CH2O) nH+NaOH — RO (CH2CH2O) nNa+H20(2)RO (CH2CH2O) nNa+XCH2CH2S03Na — RO (CH2CH2O) nCH2CH2S03Na+NaX。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述Williamson反應(yīng)包括以下步驟1)向密閉反應(yīng)器中加入脂肪醇聚氧乙烯醚RO(CH2CH2O)nH與NaOH，所述NaOH的加入量為脂肪醇聚氧乙烯醚質(zhì)量的5% -12%，開動攪拌，在真空條件下升溫至120-140°C，反應(yīng) 2h。2)降溫至100°C，使反應(yīng)器恢復常壓，向體系中加入磺基化劑BrC2H4SO3Na,加入量為脂肪醇聚氧乙烯醚質(zhì)量的30% -50%，反應(yīng)1. 5h，降溫至60°C，結(jié)束反應(yīng)，出料。
3.根據(jù)權(quán)利要求1、2所述的方法制得的高溫水基發(fā)泡劑。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于高礦化度條件下的高溫水基發(fā)泡劑，其制備方法為高溫發(fā)泡劑為脂肪醇聚氧乙烯醚磺酸鹽RO(CH2CH2O)nSO3M，其中R是C12～C22的飽和或者不飽和的烷基；n＝4～10；M是堿金屬，如Na、K等。以脂肪醇聚氧乙烯醚和磺基化劑為原料，通過Williamson反應(yīng)制得。該水基發(fā)泡劑本身抗溫能力強，在高礦化度鹽水中容易發(fā)泡，并且生成的泡沫穩(wěn)定性較高，經(jīng)過高溫作用后仍然具有較高的發(fā)泡和穩(wěn)泡能力。該發(fā)泡劑生產(chǎn)工藝簡單，成本較低，可以在油田大規(guī)模推廣使用。
文檔編號C09K8/592GK102516973SQ20111040730
公開日2012年6月27日 申請日期2011年12月9日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月9日
發(fā)明者張德文, 張德武, 張忻, 王富華, 王瑞和, 譚學超 申請人:中國石油大學(華東), 青島長興化工有限公司