專利名稱：一種三次采油用高效陰離子型表面活性劑的制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及提高油藏原油采收率的化學驅用新型表面活性劑制備方
法，具體是若干現(xiàn)代經典化學反應將傳統(tǒng)驅油用表面活性劑連接成Gemini 型表面活性劑。
背景技術：
在能源日趨緊張的今天，提高采收率已成為石油開釆研究的重大課 題，三次采油研究尤其以表面活性劑采油得到人們的普遍重視，水驅后約 有2/3的油留在較細的或喉徑較窄的毛細孔道中，處于高度分散狀態(tài)，油 水間的界面張力約為30niN/m，驅動所需的壓差為9806.7Kpa，而注水壓差 僅為196. 1 Kpa 392. 3 Kpa,遠小于驅動壓差，因此，單靠增大壓差是非 常困難的，而利用表面活性劑降低界面張力，提高毛管數(shù)的特性驅出這部 分殘余油是可行且很有效的方法，因此，表面活性劑驅技術被認為是可以 較大幅度提髙采收率、適用范圍廣且最具發(fā)展前景的技術。目前國內外研 制開發(fā)的驅油用表面活性劑是陰離子璜酸鹽(石油磺酸鹽、烷基苯磺酸鹽 等)和羧酸鹽以及非離子表面活性劑。表面活性劑驅油技術能夠提高驅油 效率，從而大幅度提高油田開發(fā)的最終采收率，是三次采油中最具吸引力 的技術之一。自60年代以來，表面活性劑驅油技術發(fā)展得很快。隨著三 次釆油技術不斷發(fā)展，表面活性劑在油田得到了廣泛使用，在使用和評價 某種表面活性劑時，我們特別關注表面活性劑的表面活性、克拉夫特點 (Krafft點)以及水溶性，對于只含有一個親水和一個親油基團分子組成 的表面活性劑來說，很難找到一種上述性能都比較理想的表面活性劑，而 且，隨著時代的發(fā)展，表面活性劑領域也日新月異，從分子結構發(fā)展趨勢 來看，現(xiàn)在單組分表面活性劑分子結構已不再是單一的親水基或單一的親 油基傳統(tǒng)結構，而是包含多個親水基或親油基的復雜分子結構，孿連型表 面活性劑(也稱雙子表面活性劑，Gemini)就是一類性能優(yōu)良的含有多個 親水親油基團的新型表面活性劑，對于孿連型的表面活性劑來說，能夠同 時具備上述特點，因此被稱為90年代的新型表面活性劑，在表面活性劑 驅油中具有極大的潛力。為了進一步增強表面活性劑的驅油效率，提高原 油的采收率，開發(fā)一種比較好的新型孿連型表面活性劑就顯得比較重要。
隨著油田開采程度的日益深入，現(xiàn)在所使用的表面活性劑已不能滿足"苛 刻"油藏的要求，因此，開發(fā)新型表面活性劑就顯得非常必要，而孿連型
(Gemini)表面活性劑以其卓越的性能受到人們的日益關注。

發(fā)明內容
本發(fā)明的技術任務是針對上述驅油用表面活性劑性能不足，提供一種 驅油效果好，與原油可形成小于4X1(T3 mM/m越低界面張力的應用于三次 采油用的高效驅油用的Gemini型單劑。
本發(fā)明應用于三次采油用的單一的驅油劑，是以二苯甲垸、二苯醚、 二苯乙垸、脂肪酸、亞硫酰氯、硫酸為原料，經傅瑞德爾一克拉夫慈反應、磺 化反應和成鹽反應，制得雙烷基雙磺酸鹽雙苯表面活性劑，其制備步驟如下
1) 酰氯的制備將相應的脂肪酸(十酸、十二酸、十四酸、十六酸、十八 酸)加入亞硫酰氯中進行回流，回流時間為3小時，然后常壓蒸餾蒸去用作溶 劑的亞硫酰氯，制得相應脂肪酸的酰氯(十酰氯、十二酰氯、十四酰氯、十六 酰氯、十八酰氯)。
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2) 雙?；p苯中間體<formula>formula see original document page 4</formula>制備在相應的雙苯中加入方法(1)制備的酰氯，
并加入反應溶劑硝基苯，反應28小時，用蒸餾水洗5次，即得雙?；p苯中間 體。
3) 雙烷基雙苯中間體<formula>formula see original document page 4</formula>為7)制備用烏爾夫一凱惜納一黃鳴龍方法將(2)步 制得雙?；p苯中間體還原，即得雙烷基雙苯中間體。
4) 磺化將(3)步制得雙烷基雙苯中間體用20%的發(fā)煙硫酸進行磺化，
得到雙烷基雙磺酸雙苯中間體。
5) 成鹽將(4)步制得雙垸基雙磺酸雙苯中間體用氫氧化鈉進行中和。
即得最終產物。
本發(fā)明應用于三次采油的驅油劑，在合成及應用具有以下幾個突出的優(yōu)點 (1) 一是反應經典，所涉及到反應均為有機合成經典反應，涉及到原 料均為市場可以購買到常用化工原料，很容易實現(xiàn)工業(yè)化生產。
(2) 二是產率較高，總產率達95%以上。
(3) 三是高效環(huán)保，從單一表面活性劑驅油效果來說，表現(xiàn)出非常高 的界面活性，使勝利油田孤東地區(qū)的原油油水界面張力均能達到4X10—3mM/m。
實施方式
本發(fā)明的三次采油用高效陰離子型表面活性劑的制備方法，是以二苯甲烷、
二苯醚、二苯乙烷、脂肪酸、亞硫酰氯、硫酸為原料，經傅瑞德爾一克拉夫慈 反應、磺化反應和成鹽反應，制得雙垸基雙磺酸鹽雙苯表面活性劑，制備步驟 如下
1) 酰氯的制備將脂肪酸加入亞硫酰氯中進行回流，回流時間為3小時， 然后常壓蒸餾蒸去用作溶劑的亞硫酰氯，得相應脂肪酸的酰氯
2) 雙?；p苯中間體& Rl = —C1I2 —或—0-或—C2H4—;R2=—Q^、—C H23、 —(:13H27、 —C』31、 h的制備在相應的雙苯中加入步驟(1)制備的酰氯，并加入
反應溶劑硝基苯，常溫常壓攪拌反應20—30小時，用蒸餾水洗5次，即得雙酰 基雙苯中間體；
3) 雙烷基雙苯中間體v 、、> ^、R1 = —CHf或—0—或—C2H4—; R2=—d。H21、 —C12H 5、
-(:hI、 -(:,。iu —d晃的制備用克萊門森方法將步驟(2)制得雙酰基雙苯中間 體還原，得雙垸基雙苯中間體；
4) 磺化將步驟(3)制得雙烷基雙苯中間體用20%的發(fā)煙硫酸進行磺化， 得到雙烷基雙磺酸雙苯中間體；
5) 成鹽將步驟(4)制得雙烷基雙磺酸雙苯中間體用氫氧化鈉進行中和 得最終產物雙烷基雙磺酸鹽雙苯表面活性劑。
本發(fā)明的方法制得的的產品為陰離子型Gemini表面活性劑。 所制得的Gemini型表面活性親油基團原料為十酸、十二酸、十四酸、十六 酸、十八酸。
所制得的Gemini型表面活性橋聯(lián)基團為二苯甲烷、二苯乙烷、二苯醚。 所制備的Gemini型表面活性親水基團為磺酸基。
原料脂肪酸是指十酸、十二酸、十四酸、十六酸、十八酸中的一種或兩種 以上的混合酸。
步驟(2)反應制得的酰氯是脂肪酸的十酰氯、十二酰氯、十四酰氯、十六 酰氯、十八酰氯。
下面通過實施例對本發(fā)明的方法作進一步闡述，以更好理解本發(fā)明的內容。 實施例1:
取0. 5mo1脂肪酸與亞硫酰氯反應制取相應的酰氯，將制得的酰氯經過傅瑞 德爾一克拉夫慈反應制備出雙?；p苯烷，經過還原反應得到相應的雙烷基雙
苯垸，然后進行磺化反應，生成雙烷基雙磺酸雙苯烷，最后用氫氧化鈉中和， 得到相應的鈉鹽。平行3次實驗，總產率均在95%上。
實施例2:
取制備的驅油Gemini表面活性劑0. 3g，水99. 7g，分別與勝利孤東原油、 孤島原油及勝坨原油作界面張力測定實驗。測得界面張力均能達到1 3X10_ 3mM/m。實驗用水為孤東孤三聯(lián)區(qū)注水，其礦化度為8207mg/L，鈣、鎂離子濃度 為231mg/L;原油為孤東孤三聯(lián)地區(qū)原油；孤島孤南注水站注入水，其礦化度為 8618mg/L，轉、鎂離子濃度189mg/L，原油為孤南地區(qū)原油。勝坨0—141井產 出水，其礦化度為23175mg/L;鈣、鎂離子濃度625mg/L，原油為0—141井原 油。
權利要求
1、一種三次采油用高效陰離子型表面活性劑的制備方法，其特征在于以二苯甲烷、二苯醚、二苯乙烷、脂肪酸、亞硫酰氯、硫酸為原料，經傅瑞德爾-克拉夫慈反應、磺化反應和成鹽反應，制得雙烷基雙磺酸鹽雙苯表面活性劑，制備步驟如下(1)酰氯的制備將脂肪酸加入亞硫酰氯中進行回流，回流時間為3小時，然后常壓蒸餾蒸去用作溶劑的亞硫酰氯，得相應脂肪酸的酰氯(2)雙酰基雙苯中間體R1＝-CH2-或-O-或-C2H4-；R2＝-C9H19、-C11H23、-C13H27、-C15H31、-C17H35的制備在相應的雙苯中加入步驟(1)制備的酰氯，并加入反應溶劑硝基苯，常溫常壓攪拌反應20-30小時，用蒸餾水洗5次，即得雙?；p苯中間體；(3)雙烷基雙苯中間體R1＝-CH2-或-O-或-C2H4-；R2-C10H21、-C12H25、-C14H29、-C16H33、-C18H37的制備用烏爾夫-凱惜納-黃鳴龍方法將步驟(2)制得雙酰基雙苯中間體還原，得雙烷基雙苯中間體；(4)磺化將步驟(3)制得雙烷基雙苯中間體用20％的發(fā)煙硫酸進行磺化，得到雙烷基雙磺酸雙苯中間體；(5)成鹽將步驟(4)制得雙烷基雙磺酸雙苯中間體用氫氧化鈉進行中和得最終產物雙烷基雙磺酸鹽雙苯表面活性劑。
2、 根據(jù)權利要求1所述的制備方法，其特征在于所合成的產品為陰離子型 Gemini表面活性劑。
3、 根據(jù)權利要求1所述的制備方法，其特征在于所合成的Gemini型表面 活性親油基團原料為十酸、十二酸、十西酸、十六酸、十八酸。
4、 根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于所合成的Gemini型表面活性 橋聯(lián)基團為二苯甲烷、二苯乙烷、二苯醚。
5、 根據(jù)權利要求1所述的制備方法，其特征在于所制備的Gemini型表面 活性親水基團為磺酸基。
6、 根據(jù)權利要求1所述的制備方法，其特征在于脂肪酸是指十酸、十二酸、 十四酸、十六酸、十八酸中的一種或兩種以上的混合酸。
7、 根據(jù)權利要求1所述的制備方法，其特征在于步驟(2)反應制得的酰 氯是脂肪酸的十酰氯、十二酰氯、十四酰氯、十六酰氯、十八酰氯。
全文摘要
本發(fā)明提供一種三次采油用高效陰離子型表面活性劑的制備方法，該方法是以二苯甲烷、二苯醚、二苯乙烷、脂肪酸、亞硫酰氯、硫酸為原料，經傅瑞德爾-克拉夫慈反應、磺化反應和成鹽反應，制得雙烷基雙磺酸鹽雙苯表面活性劑。傳統(tǒng)的表面活性劑只有1個親水基團和親油基團，本發(fā)明的三次采油用新型Gemini型表面活性劑是用一個橋聯(lián)基團將兩個傳統(tǒng)表面活性劑連接起來，因此具有比傳統(tǒng)表面活性劑性能更高的一種新型表面活性劑。此類表面活性劑具有三個優(yōu)點，一是反應經典；二是產率較高；三是高效環(huán)保。
文檔編號C09K8/58GK101104794SQ200710016178
公開日2008年1月16日 申請日期2007年7月6日 優(yōu)先權日2007年7月6日
發(fā)明者何冬月, 孫渙泉, 宋新旺, 崔曉紅, 張繼超, 曹緒龍, 李振泉, 李秀蘭, 李青華, 程玉橋 申請人:中國石化股份勝利油田分公司地質科學研究院