脂肪醇聚氧丙烯醚磺基甜菜堿及無堿復合驅(qū)油用組合物的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種脂肪醇聚氧丙烯醚磺基甜菜堿及無堿復合驅(qū)油用組合物。該脂肪醇聚氧丙烯醚磺基甜菜堿為如式I所示的化合物中的一種或幾種的組合：其中，R為直鏈烷基、支鏈烷基、居貝特結(jié)構(gòu)烷基、芳基烷基中的任意一種；所述直鏈烷基為C4-C24的烷基，所述支鏈烷基為C6-C30的烷基，所述居貝特結(jié)構(gòu)烷基為C6-C30的居貝特結(jié)構(gòu)烷基，所述芳基烷基為9-甲苯基-十八烷基、9-二甲苯基-十八烷基；R`為下列結(jié)構(gòu)中的任意一種：其中，n為0-20中的任一整數(shù)。本發(fā)明還提供了一種無堿復合驅(qū)油用組合物，其包含上述脂肪醇聚氧丙烯醚磺基甜菜堿。本發(fā)明提供的脂肪醇聚氧丙烯醚磺基甜菜堿在不加堿條件，與中低溫中低鹽油藏及高溫高鹽油藏均可達到10-3mN/m數(shù)量級。
【專利說明】脂肪醇聚氧丙烯醚磺基甜菜堿及無堿復合驅(qū)油用組合物
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種脂肪醇聚氧丙烯醚磺基甜菜堿及其在三次采油中的應(yīng)用，屬于石油開采【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]三元復合驅(qū)油是二十世紀八十年代發(fā)展起來的一種提高采收率技術(shù)，由堿、表面活性劑和聚合物組成的三元體系，聚合物起到控制流度、改善流度比提高波及體積的作用，表面活性劑與堿的復配可大幅度降低油水界面張力，提高驅(qū)油效率。室內(nèi)研究和現(xiàn)場應(yīng)用結(jié)果表明，三元復合驅(qū)油技術(shù)可以大幅提高高含水油田的采收率，實現(xiàn)原油的穩(wěn)產(chǎn)。
[0003]隨著石油開采不斷進行，對于已進入水驅(qū)中后期的油田，剩余的原油以不連續(xù)的油滴的形式被圈閉在油藏巖石孔隙中，使用適當?shù)谋砻婊钚詣w系降低油水界面張力，可減少油滴變形的阻力，使油珠在通常的注水壓差下被驅(qū)替出，即所謂的超低界面張力驅(qū)油機理。
[0004]目前，三元復合驅(qū)用表面活性劑主要包括重烷基苯磺酸鹽、石油磺酸鹽和石油羧酸鹽等。這些表 面活性劑與堿復合應(yīng)用于三元體系能將油水界面張力降至l(T3mN/m的超低界面張力范圍。然而，在三元復合驅(qū)的應(yīng)用中也發(fā)現(xiàn)了堿帶來的一些副作用，如地層傷害和結(jié)垢、舉升困難、破乳等問題已引起了人們的關(guān)注。無堿二元驅(qū)技術(shù)成為近年來三次采油工作者研究的熱點。
[0005]甜菜堿型表面活性劑最早由Kruger從甜菜中分離出來，后來由于其優(yōu)異的表界面性能，逐漸被應(yīng)用于三次采油領(lǐng)域。美國專利4，166，038報道了使用甜菜堿型表活劑改善注入水流動性，可有效降低油水界面張力。JP60001158A公開的技術(shù)方案以8-24C的烷基或烯基醇為原料合成烷基聚氧化烯醚或烯基聚氧化烯醚，然后與環(huán)氧鹵丙烷反應(yīng)生成烷基聚氧化烯基-2-羥基-1-鹵丙烷，之后在堿性條件與不大于5C的二烷基胺反應(yīng)得到叔胺，最后與羧酸鹽反應(yīng)得到具有聚氧乙烯或聚氧丙烯鏈的甜菜堿兩性表面活性劑，可以作為洗滌劑、滲透劑、發(fā)泡劑和潤濕劑等使用，但該發(fā)明未提到醇醚磺基甜菜堿及其在三次采油中的應(yīng)用。方云等(兩性表面活性劑羥基磺基甜菜堿的合成，《無錫輕工大學學報:食品與生物技術(shù)》，1996年15卷4期，P326-331)合成了長鏈烷基、酰胺基-和乙氧基取代?；u基磺基甜菜堿；吳文祥等(磺基甜菜堿BSll的界面特性研究，《油田化學》，2007年24卷I期，P57-59)研究了磺基甜菜堿BSll污水溶液與大慶五廠原油間的界面張力，在0.05% -0.30%范圍可達到超低界面張力。
[0006]然而，在無堿二元驅(qū)用磺基甜菜堿表面活性劑的研究與應(yīng)用中發(fā)現(xiàn):長鏈磺基甜菜堿所用長鏈叔胺價格較高，使得產(chǎn)物甜菜堿生產(chǎn)成本較高，且長鏈磺基甜菜堿由于疏水基碳數(shù)較大而Krafft點太高、溶解性差，影響在中低溫油藏中的正常使用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的目的在于提供一種無堿二元驅(qū)用的脂肪醇聚氧丙烯醚磺基甜菜堿，采用該甜菜堿可以實現(xiàn)無堿超低，克服現(xiàn)有表面活性劑的缺點和不足。
[0008]本發(fā)明的目的還在于提供上述的脂肪醇聚氧丙烯醚磺基甜菜堿制備方法。
[0009]本發(fā)明的目的還在于提供一種含有上述脂肪醇聚氧丙烯醚磺基甜菜堿的無堿復合驅(qū)油用組合物。
[0010]為達到上述目的，本發(fā)明提供了一種脂肪醇聚氧丙烯醚磺基甜菜堿，其為如式I所示的化合物中的一種或幾種的組合:
[0011]
【權(quán)利要求】
1.一種脂肪醇聚氧丙烯醚磺基甜菜堿，其特征在于:該脂肪醇聚氧丙烯醚磺基甜菜堿為如式I所示的化合物中的一種或幾種的組合:
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的脂肪醇聚氧丙烯醚磺基甜菜堿，其特征在于:該脂肪醇聚氧丙烯醚磺基甜菜堿為N-[十六烷基聚氧丙烯醚(3) -2-羥丙基]-N, N- 二甲基羥丙磺基甜菜堿或Ν-[十八烷基聚氧丙烯醚(2)-2-羥丙基]-N，N- 二甲基羥丙磺基甜菜堿。
3.權(quán)利要求1或2所述的脂肪醇聚氧丙烯醚磺基甜菜堿的制備方法，其包括以下步驟: 甘油醚化反應(yīng):在相轉(zhuǎn)移催化劑四丁基溴化銨和氫氧化鈉作用下，使脂肪醇聚氧丙烯醚與環(huán)氧氯丙烷進行反應(yīng)制得縮水甘油醚； 胺化反應(yīng):使所述縮水甘油醚與濃度為20-60wt%的二甲胺水溶液反應(yīng)生成N-[烷基聚氧丙烯醚(η)-2-羥丙基]叔胺； 季銨化反應(yīng):使所述N-[烷基聚氧丙烯醚(η)-2-羥丙基]叔胺與磺化試劑進行季銨化反應(yīng)得到N-[脂肪醇聚氧丙烯醚(η)-2-羥丙基]磺基甜菜堿，即所述脂肪醇聚氧丙烯醚磺基甜菜堿。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于:所述脂肪醇聚氧丙烯醚為直鏈烷基聚氧丙烯醚、直鏈烷基聚氧丙烯醚、居貝特結(jié)構(gòu)烷基聚氧丙烯醚或芳基烷基聚氧丙烯醚，其中，所述脂肪醇聚氧丙烯醚與環(huán)氧氯丙烷的摩爾比為(1.0-1.3):1，甘油醚化反應(yīng)的反應(yīng)溫度為65-80°C。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于:所述縮水甘油醚與二甲胺的摩爾比為1:1.5，胺化反應(yīng)的溫度為65-90°C。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于:所述磺化試劑為2-溴乙磺酸鈉、2-氯乙磺酸鈉、丙烷磺酸內(nèi)酯或3-氯-2羥基-丙磺酸鈉，其中，所述N-[烷基聚氧丙烯醚(n)-2-羥丙基]叔胺與磺化試劑的摩爾比為1:1.15，季銨化反應(yīng)的反應(yīng)溫度為105-130°C。
7.一種無堿復合驅(qū)油用組合物，以重量百分比計，該無堿復合驅(qū)油用組合物包括以下成分: 如權(quán)利要求1或2所述的脂肪醇聚氧丙烯醚磺基甜菜堿0.005% -0.30% ；聚合物 0.05% -0.25% ； 余量為油田注入的清水或者回注污水，礦化度為500-250000mg/L。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的無堿復合驅(qū)油用組合物，其中，所述聚合物為部分水解聚丙烯酰胺，所述部分水解聚丙烯酰胺的分子量為500-3500萬。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的無堿復合驅(qū)油用組合物，其中，所述部分水解聚丙烯酰胺的分子量為800-2500萬。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的無堿復合驅(qū)油用組合物，其中，所述清水或回注污水的礦化度為 600-50000mg/L 。
【文檔編號】C07C309/14GK103992247SQ201410206102
【公開日】2014年8月20日 申請日期:2014年5月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月15日
【發(fā)明者】蔡紅巖, 王強, 張翼, 張帆, 張群 申請人:中國石油天然氣股份有限公司