[發(fā)明專利]芳基烷基聚氧乙烯醚羧基甜菜堿表面活性劑及制法和應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410736853.1
• 申請(qǐng)日: 2014-12-05
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104403654B
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-03-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張帆;蔡紅巖;張群;周朝輝;田茂章;宣英龍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)石油天然氣股份有限公司
• 主分類號(hào): C09K8/584
• 分類號(hào): C09K8/584;C08G65/337;C08G65/333;C08G65/28;C07C229/12;C07C227/08
• 代理公司: 北京三友知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司11127
• 代理人: 姚亮

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種芳基烷基聚氧乙烯醚羧基甜菜堿表面活性劑及其制法和在采油中的應(yīng)用，屬于石油開(kāi)采技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

國(guó)內(nèi)外高粘、低流度油藏資源豐富，其中我國(guó)松遼盆地中滲透率1-200mD、粘度20-500mPa·s油藏，儲(chǔ)量達(dá)數(shù)十億噸。然而由于原油含蠟量、膠質(zhì)、瀝青質(zhì)含量高且地層溫度較低，導(dǎo)致原油粘度高，開(kāi)發(fā)困難。如何有效提高原油流動(dòng)性，是大幅度提高低滲高粘油藏采收率的主要攻關(guān)方向。

針對(duì)中高滲普通稠油的開(kāi)發(fā)，國(guó)內(nèi)外采用化學(xué)驅(qū)路線，采用聚合物驅(qū)、化學(xué)復(fù)合驅(qū)等方式開(kāi)展了現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)研究，取得了一定的效果。然而中低滲油藏化學(xué)劑注入性與提高采收率效果難以兼得，亟需高效的開(kāi)發(fā)方式。目前，化學(xué)降粘技術(shù)主要集中在乳化降粘和油溶性降粘研究，主要用于稠油的集輸，且存在降粘率低、經(jīng)濟(jì)性差、機(jī)理認(rèn)識(shí)不清等問(wèn)題，現(xiàn)場(chǎng)也僅作為單井吞吐增產(chǎn)措施使用。國(guó)內(nèi)外開(kāi)發(fā)了非離子型(烷基酚聚氧乙烯醚)、陰離子型(聚氧乙烯烷基醇醚硫酸酯鹽)等多種乳化降粘劑。但乳化降黏劑適應(yīng)性較差，通常一種降黏劑只適用于一種稠油，且開(kāi)采時(shí)需加入大量的水，要求所形成的乳狀液必須具有一定的穩(wěn)定性，導(dǎo)致采出的稠油破乳脫水難度增加、處理量加大。因此針對(duì)中低滲高粘原油的開(kāi)發(fā)亟需研制新型降粘劑。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于提供一種芳基烷基聚氧乙烯醚羧基甜菜堿表面活性劑，其水溶液具有較高的粘度，能夠起到良好的提高采收率的效果。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種芳基烷基聚氧乙烯醚羧基甜菜堿表面活性劑，其是N-[芳基十八烷基聚氧乙烯醚(x)-2-羥丙基]-N,N-二甲基羧基甜菜堿兩性表面活性劑，其結(jié)構(gòu)式為：

其中，R為苯基、甲苯基、二甲苯基或乙苯基；m、n分別為選自0-15的整數(shù)且m+n＝15，x為1-30的整數(shù)。

根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施方案，優(yōu)選地，上述芳基烷基聚氧乙烯醚羧基甜菜堿表面活性劑，其中，R為苯基，m為7，n為8，x為5-30的整數(shù)，其結(jié)構(gòu)式為：

根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施方案，優(yōu)選地，上述芳基烷基聚氧乙烯醚羧基甜菜堿表面活性劑，其中，R為甲苯基，m為7，n為8，x為5-30的整數(shù)，其結(jié)構(gòu)式為：

根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施方案，優(yōu)選地，上述芳基烷基聚氧乙烯醚羧基甜菜堿表面活性劑，其中，R為二甲苯基，m為7，n為8，x為5-30的整數(shù)，其結(jié)構(gòu)式為：

根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施方案，優(yōu)選地，上述芳基烷基聚氧乙烯醚羧基甜菜堿表面活性劑，其中，R為乙苯基，m為7，n為8，x為5-30的整數(shù)，其結(jié)構(gòu)式為：

本發(fā)明所提供的N-[芳基十八烷基聚氧乙烯醚(x)-2-羥丙基]-N,N-二甲基羧基甜菜堿兩性表面活性劑的水溶液具有較高的粘度，既可以提高波及體積，又能夠降低界面張力，同時(shí)具有良好的乳化性能，能夠使高粘原油降粘，從而提高采收率，因此在三次采油中具有良好的應(yīng)用前景。

本發(fā)明還提供了上述芳基烷基聚氧乙烯醚羧基甜菜堿表面活性劑的制備方法，其包括以下步驟：

(1)付氏烷基化反應(yīng)：

(2)加氫還原反應(yīng)：

(3)乙氧基化反應(yīng)：

(4)醚化反應(yīng)：

(5)胺化反應(yīng)：

(6)季胺化反應(yīng)：

得到所述芳基烷基聚氧乙烯醚羧基甜菜堿表面活性劑。

根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施方案，優(yōu)選地，上述方法可以包括以下具體步驟：

(1)付氏烷基化反應(yīng)：

以甲磺酸為催化劑，加入3.4-3.6mol苯或甲苯或二甲苯或乙苯，升溫至100-120℃，開(kāi)始滴加1-1.1mol油酸甲酯，滴加時(shí)間控制在6-7h，滴加完畢后，繼續(xù)反應(yīng)3-4h，冷卻至室溫，靜置分層，用冰水沖洗三次，分出下層催化劑的水溶液，上層液體繼續(xù)用冰水洗三次，依次干燥，在20-30Pa、220-230℃下，分子蒸餾得到芳基十八酸甲酯；

(2)加氫還原反應(yīng)：

在200-350℃、25-30MPa的條件下，使芳基十八酸甲酯在加氫催化劑CuO-ZnO-Cr₂O₃作用下加氫還原得到芳基十八醇；

(3)乙氧基化反應(yīng)：