[發明專利]雙親水頭基陰離子表面活性劑及其制備方法

有效

• 申請號: 201410428201.1
• 申請日: 2014-08-27
• 公開（公告）號: CN105368426B
• 公開（公告）日: 2018-08-17
• 發明（設計）人: 沈之芹;李應成;吳春芳;何良好
• 申請（專利權）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
• 主分類號: C09K8/584
• 分類號: C09K8/584;C08G65/334;C08G65/332;C08G65/26
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本發明涉及一種雙親水頭基陰離子表面活性劑及其制備方法，主要解決現有技術中作為驅油劑體系組份的表面活性劑耐高溫抗鹽、特別是抗二價陽離子性能差的問題。本發明通過采用雙親水頭基陰離子表面活性劑，其分子通式如下，其中R₁為C₈～C₃₀的脂肪烴基、或由C₄～C₂₀直鏈或支鏈的飽和及不飽和烴基取代的芳基，R₂和R′₂為獨立選自C₁～C₅的亞烷基或羥基取代亞烷基中的至少一種，Y和Y′獨立選自SO₃M或COON，M和N獨立選自氫、堿金屬或者由式NR₃(R₄)(R₅)(R₆)所示基團中的至少一種的技術方案，較好地解決了該問題，可用于油田提高原油采收率的生產中。

技術領域

本發明涉及一種雙親水頭基陰離子表面活性劑及其制備方法。

背景技術

提高采收率技術，即國外通常指的強化(EOR)和改善(IOR)采收率技術，可概括為改善水驅、化學驅、稠油熱采、氣驅、微生物采油和物理法采油等六個方面。目前，進入礦場規模化應用的提高采收率技術集中在熱采、氣驅和化學驅三大類，其中化學驅產量在5.18×10⁴m³/d以上，約占世界EOR總產量的14.7％。化學驅是通過水溶液中添加化學劑，改變注入流體的物理化學性質和流變學性質以及與儲層巖石的相互作用特征而提高采收率的一種強化措施，在我國得以快速發展，其主要原因是我國儲層為陸相沉積非均質性較強，陸相生油原油粘度較高，在EOR方法中更適合于化學驅。

根據表面活性劑的化學組成及分子結構不同，可以將表面活性劑分為離子型與非離子型兩大類。目前三次采油研究中所用表面活性劑的種類以陰離子型最多，其次是非離子型和兩性離子型，應用最少的是陽離子型。美孚石油公司的專利US3927716、US4018281、US4216097相繼報道了采用堿水驅油、表面活性劑或堿水驅油及使用兩性離子表面活性劑驅油的結果，采用的兩性離子表面活性劑為不同鏈長的羧酸或磺酸鹽型甜菜堿表面活性劑，在總礦化62000～160000mg/L，鈣鎂離子1500～18000mg/L的模擬鹽水中，對德克薩斯南部原油的界面張力達10^-1～10^-4mN/m。美孚石油公司的專利US4370243報道了采用油溶性的醇、磺酸甜菜堿及季銨鹽組成的驅油體系，該體系既可起到表面活性劑的作用，也可起到流度控制劑的作用，其中季銨鹽為親油基碳鏈長為16～20的陽離子表面活性劑，采用2wt％的十八烷基二羥乙基丙基磺酸鹽甜菜堿與1.0％的正己醇作為驅油劑，注入1.9PV后，原油即可100％驅出，但表面活性劑的吸附損耗較大達到6mg/g，在此基礎上加入價格相對低廉的2.0％四乙基溴化銨作為犧牲劑以降低表面活性劑的吸附量。美國德克薩斯大學申請的專利US8211837，報道了采用簡單廉價的線性醇在高溫下催化二聚反應得到支鏈化的長碳醇，與環氧丙烷、環氧乙烷聚合后進行硫酸酯化反應，相對于昂貴的磺酸鹽型表面活性劑，低成本合成了大親水基聚醚硫酸鹽表面活性劑，由于大親水基團的存在，從而使得該硫酸鹽表面活性劑在堿性條件下高溫穩定性能優良，0.3％的支鏈醇聚醚硫酸鹽(C₃₂-7PO-6EO硫酸鹽)與0.3％的內烯烴磺酸鹽(C_20～24IOS)鹽水溶液在85℃與相同量的原油混合，其增溶參數為14。國外研究使用的表面活性劑由于使用量大、成本高，作為驅油劑在實際應用中受到了一定的限制。使用陽離子表面活性劑的亦有報道，如中國專利CN 1528853、CN 1817431、CN1066137等相繼報道了雙酰胺型陽離子型、含氟陽離子型及含吡啶基陽離子雙子表面活性劑，但由于陽離子具有吸附損耗大、成本高等缺點，限制了其在油田現場的使用。