[發明專利]一種雙長鏈烷基羥基磺基甜菜堿表面活性劑及驅油劑

無效

• 申請號: 201310058632.9
• 申請日: 2013-02-25
• 公開（公告）號: CN103113869A
• 公開（公告）日: 2013-05-22
• 發明（設計）人: 時昌新;劉衛東
• 申請（專利權）人: 中國石油天然氣股份有限公司
• 主分類號: C09K8/584
• 分類號: C09K8/584;C07C309/14;C07C303/32
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 姚亮

技術領域

本發明涉及一種雙長鏈烷基羥基磺基甜菜堿表面活性劑及驅油劑，屬于石油開采用驅油技術領域。

背景技術

上世紀40年代以前，幾乎所有的油藏都是依靠自身的能量進行開采，即所謂的一次采油。一次采油的采收率較低，采油速度也較低。為了進一步提高采收率，通常采用人工注水的方法，給地層補充能量，即二次采油。一次、二次采油之后仍有大量的原油存在于地層的孔道中，因此有必要進行三次采油。化學驅是三次采油的重點研究方向之一，表面活性劑是常用的化學驅油劑之一。研究表明當油水界面間的界面張力<10^-2mN/m時，可以顯著減低剩余油飽和度，較大幅度提高采收率。

表面活性劑的加熱可以顯著降低油水間界面張力，考慮到各種化學藥劑的協同作用，驅油體系中經常加入堿、表面活性將、聚合物，即三元復合驅。堿的加入可以與原油中的石油酸產生表面活性劑，減少表面活性劑的用量，降低巖層對表面活性劑的吸附。然而堿的加入同時會造成地層傷害，結垢，縮短檢泵周期，降低體系的粘度，以及采出液處理困難等等一系列問題，因此，現在采用聚合物表面活性劑體系，以避免堿的使用。

常用的石油磺酸鹽通常在無堿條件下不能將油水界面張力降到超低，需要復配使用，復配的表面活性劑體系，由于地層的吸附，常常會導致色譜分離效應的出現，導致采收率的降低。因此需要開發出新型的表面活性劑。

發明內容

為解決上述技術問題，本發明的目的在于提供一種雙長鏈烷基羥基磺基甜菜堿表面活性劑，其在無堿的條件下可以將原油與水之間的界面張力降低到超低的程度。

為達到上述目的，本發明提供了一種雙長鏈烷基羥基磺基甜菜堿表面活性劑，其結構式為：

根據本發明的具體實施方案，優選地，在上述結構式中，n=7-19；更優選地，n=7、9、11、13、15、17或19。

根據本發明的具體實施方案，優選地，在上述結構式中，n=7-17。

根據本發明的具體實施方案，優選地，該雙長鏈烷基羥基磺基甜菜堿表面活性劑的每個長鏈烷基的碳原子數相等。

根據本發明的具體實施方案，優選地，該表面活性劑是由雙長鏈烷基甲基叔胺與3-氯-2-羥基丙磺酸鈉反應制得的。

本發明還提供了上述雙長鏈烷基羥基磺基甜菜堿表面活性劑的制備方法，其是在NaOH或者Na₂CO₃存在的條件下，使雙長鏈甲基叔胺與3-氯-2-羥基丙磺酸鈉進行反應，其中，氫氧化鈉或者碳酸鈉和雙長鏈甲基叔胺的摩爾比為1：1，3-氯-2-羥基丙磺酸鈉與雙長鏈甲基叔胺的摩爾比為1-2：1，反應介質為乙醇與水的混合液或者異丙醇與水的混合液，其中醇和水的體積比為1：1，水與雙長鏈甲基叔胺的摩爾比為20-50：1，反應溫度為60-90℃，反應時間為5-8小時；

反應結束后，用石油醚洗去未反應的雙長鏈甲基叔胺，除去水和反應介質，利用乙醇洗滌反應產物，然后蒸去乙醇得到所述雙長鏈烷基羥基磺基甜菜堿表面活性劑。

本發明還提供了一種驅油劑，其包含上述雙長鏈烷基羥基磺基甜菜堿表面活性劑。該驅油劑可以全部采用上述的雙長鏈烷基羥基磺基甜菜堿表面活性劑，也可以將其與其他成分復配使用。

根據本發明的具體實施方案，優選地，該驅油劑還包含水；更優選地，該水為地層水，例如油田地層水。

根據本發明的具體實施方案，在上述驅油劑中，雙長鏈烷基羥基磺基甜菜堿表面活性劑可以與水（例如油田地層水）等以任意的比例復配；優選地，以該驅油劑的重量百分比計，雙長鏈烷基羥基磺基甜菜堿表面活性劑的含量為0.01-1wt%。

在總表面活性劑質量濃度為0.01%-0.5%范圍內（在整個驅油體系中即表面活性劑+水，表面活性劑的所占比例），不加堿、53.2℃的條件下，采用含有本發明提供的雙長鏈烷基羥基磺基甜菜堿表面活性劑的驅油劑能夠使原油與地層水的界面張力降至10^-3mN/m的數量級。

附圖說明

圖1為實施例1制備的雙十二烷基甲基羥基磺基甜菜堿的紅外譜圖；

圖2為實施例1制備的雙十二烷基甲基羥基磺基甜菜堿的質譜圖；

圖3為不同濃度下的界面張力隨時間變化的曲線圖。

具體實施方式

實施例1

本實施例提供了一種雙十二烷基甲基羥基磺基甜菜堿，其是通過以下步驟制備的：