烴基胺聚氧乙烯醚聚氧丙烯醚磺酸鹽型甜菜堿的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及烴基胺聚氧乙烯醚聚氧丙烯醚磺酸鹽型甜菜堿表面活性劑、制備方法 及其在油田驅(qū)油中的應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002] 在油田進(jìn)入高含水期后，剩余油以不連續(xù)的油膜被圈閉在油藏巖石的孔隙中，作 用于油珠上的兩個主要力是粘滯力和毛細(xì)管力，如果選用合適的表面活性劑體系，降低油 水間的界面張力，使儲油層油水間的界面張力從20?30mN/m降至較低或超低值（KT 3? I(TWm)，便能減少使剩余油移動時(shí)油珠變形所帶來的阻力，從而大幅提高驅(qū)油效率。
[0003] 采油表面活性劑應(yīng)用的最多的還是石油磺酸鹽，重烷基苯磺酸鹽等煉油副產(chǎn)物改 性的表面活性劑，這類表面活性劑的特點(diǎn)是取材廣泛、價(jià)格低廉，但是對于高溫、高礦化度 的油藏來說，對一、二類油藏來說效果較好的表面活性劑則不能有效降低界面張力，并表現(xiàn) 為化學(xué)結(jié)構(gòu)易變，嚴(yán)重的色譜分離等等，不能勝任。在同一個分子中引入多個活性官能團(tuán)的 新型甜菜堿表面活性劑，可大大提高表面活性，而且可能會產(chǎn)生協(xié)同作用，增加抗鹽性。甜 菜堿表面活性劑具有以下幾個方面特點(diǎn)：（1)具有等電點(diǎn)，在pH值低于等電點(diǎn)表現(xiàn)為陽離 子表面活性劑的性能，而在pH值高于等電點(diǎn)表現(xiàn)為陰離子表面活性劑的性質(zhì)。（2)幾乎可 以同所有類型的表面活性劑進(jìn)行復(fù)配。（3)低毒，刺激小，無公害。（4)極好的耐硬水性和 耐高濃度電解質(zhì)性。（5)良好的乳化性和分散性。（6)可以吸附在帶有正電荷或負(fù)電荷的 物質(zhì)表面，而不產(chǎn)生憎水薄層，具有很好的潤濕性和發(fā)泡性。（7)良好的生物降解性。由于 甜菜堿表面活性劑性能優(yōu)異，對于環(huán)境保護(hù)要求日益嚴(yán)峻的今天，越來越重視甜菜堿表面 活性劑的研究和開發(fā)工作，近年來一直呈現(xiàn)上升趨勢，表面活性劑的品種也逐漸增加。
[0004] 在油田進(jìn)入高含水期后，剩余油以不連續(xù)的油膜被圈閉在油藏巖石的孔隙中，作 用于油珠上的兩個主要力是粘滯力和毛細(xì)管力，如果選用合適的表面活性劑體系，降低油 水間的界面張力，使儲油層油水間的界面張力從20?30mN/m降至較低或超低值（KT 3? I(TWm)，便能減少使剩余油移動時(shí)油珠變形所帶來的阻力，從而大幅提高驅(qū)油效率。專利 CN. 102294196A用脂肪胺聚氧乙烯聚氧丙烯無規(guī)或嵌段聚醚和3-氯-2-羥基丙烷磺酸鈉反 應(yīng)得到甜菜堿兩性表面活性劑；專利U. S. 4216097提供了一種磺酸基甜菜堿的制備方法。
[0005] 但是，現(xiàn)有的表面活性劑在高鹽高溫油層的驅(qū)油效率有待提高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題之一是現(xiàn)有技術(shù)中表面活性劑存在高溫、高鹽條件下 驅(qū)油效率低的問題，提供一種新的甜菜堿表面活性劑，該表面活性劑具有在高溫、高鹽條件 下驅(qū)油效率高的特點(diǎn)。
[0007] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題之二是提供一種與解決技術(shù)問題之一相對應(yīng)的甜菜 堿表面活性劑的制備方法。
[0008] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題之三是技術(shù)問題之一所述甜菜堿表面活性劑在油田 驅(qū)油中的應(yīng)用。
[0009] 為解決上述技術(shù)問題之一，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：一種烴基胺聚氧乙烯醚 磺酸鹽型甜菜堿表面活性劑，其結(jié)構(gòu)如下所示：
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 烴基胺聚氧乙烯醚聚氧丙烯醚磺酸鹽型甜菜堿表面活性劑，其結(jié)構(gòu)如下所示：
其中R為C8?C4Q的烴基，札和R2獨(dú)立取自C廣C4的亞烷基，a+b+c=(TlOO,x+y+z=l?100。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的甜菜堿表面活性劑，其特征在于a+b+c==2~30。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的甜菜堿表面活性劑，其特征在于X+y+z=l~20。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的甜菜堿表面活性劑，其特征在于所述烴基為C8~C25烴基。
5. 權(quán)利要求1所述的甜菜堿表面活性劑的制備方法，包括以下步驟： &)將尺以012012011) 2與苯甲酰氯反應(yīng)，得到苯甲酸酯封端叔胺_(012012000：611 5)2; b) 苯甲酸酯封端叔胺與3-氯-2-羥基丙磺酸的堿金屬鹽反應(yīng)得到如式（I)所示的表 面活性劑前體I;
c) 在堿性條件下水解表面活性劑前體I得到如式II所示的表面活性劑前體II;
d) 表面活性劑前體II在堿性催化劑作用下，依次與所需量環(huán)氧乙烷、環(huán)氧丙烷反應(yīng)得 到所述烴基胺聚氧乙烯醚聚氧丙烯醚磺酸鹽表面活性劑。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的甜菜堿表面活性劑的制備方法，其特征是步驟a)中RN (CH2CH2OH)2與苯甲酰氯的摩爾比為1 :(2~5)，反應(yīng)溫度為2(Tl50°C，反應(yīng)4~12小時(shí)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的甜菜堿表面活性劑的制備方法，其特征是步驟b)中苯甲酸 酯封端叔胺與3-氯-2-羥基丙磺酸的堿金屬鹽的摩爾比為1: (1?4)，攪拌下反應(yīng)溫度為 3(T80°C，反應(yīng)時(shí)間為6?18小時(shí)，反應(yīng)在pH為8~9的條件下進(jìn)行。
8. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的甜菜堿表面活性劑的制備方法，其特征是步驟b)在極性溶劑 中進(jìn)行；所述極性溶劑優(yōu)選DMSO或水中的至少一種。
9. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的甜菜堿表面活性劑的制備方法，其特征是步驟d)中所述堿性 催化劑是堿金屬氫氧化物、堿土金屬的氫氧化物或堿土金屬的氧化物中的至少一種。
10.權(quán)利要求1~4中任一項(xiàng)所述的甜菜堿表面活性劑在油田驅(qū)油中的應(yīng)用。
【專利摘要】本發(fā)明涉及烴基胺聚氧乙烯醚聚氧丙烯醚磺酸鹽型甜菜堿表面活性劑、制備方法及其在油田驅(qū)油中的應(yīng)用。主要解決目前生產(chǎn)技術(shù)中表面活性劑作為驅(qū)油劑在高溫、高礦化度下驅(qū)油效果差，同時(shí)由于含堿，對地層及油井帶來巨大傷害，腐蝕設(shè)備及輸送管道，污染環(huán)境等問題。發(fā)明通過采用如下式所示的的烴基胺聚氧乙烯醚聚氧丙烯醚磺酸鹽型表面活性劑，其中R為C8～C40的烴基，R1和R2獨(dú)立取自C1~C4的亞烷基，a+b+c=0~100，x+y+z=1~100的技術(shù)方案，較好地解決了該問題，可用于油田驅(qū)油生產(chǎn)中。
【IPC分類】C09K8-584, C08G65-28
【公開號】CN104559989
【申請?zhí)枴緾N201310515666
【發(fā)明人】王輝輝, 沙鷗, 張衛(wèi)東, 李慧琴, 吳國英
【申請人】中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司上海石油化工研究院
【公開日】2015年4月29日
【申請日】2013年10月28日