酰胺聚氧乙烯醚磺酸盐甜菜碱表面活性剂的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种酰胺聚氧乙烯醚磺酸盐甜菜碱表面活性剂及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 石油开采过程分一次采油、二次采油和三次采油。一次、二次采油均为物理方法采 油，通常可采出30?40 %的原油，三次采油通过强化采油措施，可使原油采收率进一步提 高。化学驱是三次采油的主要方法，而表面活性剂驱在化学驱中占有重要地位，表面活性剂 无论是作为主剂还是作为助剂驱油，对大幅度提高采收率均起到不可估量的作用。
[0003] 在能源日趋紧张的今天，提高采收率已成为石油开采研究的重大课题，使用表面 活性剂能提高原油采收率的主要机理是：在油田进入高含水期后，剩余油以不连续的油 膜被圈闭在油藏岩石的孔隙中，作用于油珠上的两个主要力是粘滞力和毛细管力，如果选 用合适的表面活性剂体系，降低油水间的界面张力，使储油层油水间的界面张力从20? 30mN/m降至较低或超低值（KT 3?l(T4mN/m)，便能减少使剩余油移动时油珠变形所带来的 阻力，从而大幅提高驱油效率。表面活性剂驱提高原油采收率主要决定于表面活性剂在油 层中的波及效率和驱油效率。
[0004] 即 Er = E u .Ed 式中：E r表示采收率，％ ;E u表示波及效率，％ ;E d表示驱油效率，％。因此，提高E r必须从提高E V和E d入手。表面活性剂由于具有降低油水界面张力等作用，能够提高 E d (驱油效率）。
[0005] 目前驱油用表面活性剂有石油磺酸盐、烷基磺酸盐、烯基磺酸盐和木质素磺酸盐 等，但上述表面活性剂对于高温高盐的油藏，存在不耐高温、不抗高矿化度等缺点。甜菜碱 两性表面活性剂近年来一直是三次采油（EOR)领域研究的热点之一，由于其分子结构中将 两种不同性质的阳离子基团和阴离子基团设计在同一个表面活性剂分子中，使其兼具阴离 子和阳离子表面活性剂的优点，优势互补、性能优良，因此显示了良好的应用前景。专利 US4008165CSurfactant oil recovery process usable in high temperature formations having high concentrations of polyvalent ions)公开了一种用于高温油藏的提高采 收率的驱油剂的配方，其中所述之一的表面活性剂是酰胺磺酸盐，该体系只能适用于低于 100°c的油藏。专利PL169323公开一种含醚链段的羟磺基甜菜碱两性表面活性剂的制备方 法。
[0006] 但是，现有的表面活性剂在高盐高温油层的驱油效率有待提高。
【发明内容】
[0007] 本发明所要解决的技术问题之一是现有技术中表面活性剂存在高温、高盐条件下 驱油效率低的问题，提供一种新的甜菜碱表面活性剂，该表面活性剂具有在高温、高盐条件 下驱油效率高的特点。
[0008] 本发明所要解决的技术问题之二是提供一种与解决技术问题之一相对应的甜菜 碱表面活性剂的制备方法。
[0009] 本发明所要解决的技术问题之三是技术问题之一所述表面活性剂在油田驱油中 的应用。
[0010] 为解决上述技术问题之一，本发明采用的技术方案如下：酰胺聚氧乙烯醚磺酸盐 甜菜碱，其结构如式（I)所示：
【主权项】
1. 酰胺聚氧乙烯醚磺酸盐甜菜碱，其结构如式（I)所示：
其中R为C8?C4Q的烃基，札和R2独立取自C^C4的亚烷基，n+m=2?100,x=l? 100。
2. 根据权利要求1所述的甜菜碱表面活性剂，其特征在于n+m=2~20。
3.根据权利要求1所述的甜菜碱表面活性剂，其特征在于x=l~20。
4.根据权利要求2所述的甜菜碱表面活性剂，其特征在于所述烃基为C8~C25烃基。
5. 权利要求1所述的甜菜碱表面活性剂的制备方法，包括以下步骤： a) RCONH2与所需量环氧乙烷在反应温度得到酰胺聚氧乙烯醚； b) 在酸性催化剂存在下3-氯-2-羟基丙磺酸或者3-氯-2-羟基丙磺酸的碱金属盐与 所需量的环氧乙烧反应得到3-氯-2-(聚氧乙烯基）丙横酸或者3-氯-2-(聚氧乙烯基） 丙磺酸碱金属盐； c)将步骤a)所得酰胺聚氧乙烯醚溶解到C6~C8芳烃中，加入碱金属氢氧化物或碱土金 属氢氧化物中的至少一种碱，在30?60°C下碱化0. 5?3小时，加入上述3-氯_2_(聚氧乙 烯基)丙磺酸或者是3-氯-2-(聚氧乙烯基)丙磺酸碱金属盐，搅拌下反应温度为3(T80°C， 反应时间为6?18小时得到所述甜菜碱表面活性剂。
6.根据权利要求5所述的甜菜碱表面活性剂的制备方法，其特征是当n+m=2时所述步 骤a)不外加催化剂的情况下反应得到酰胺聚氧乙烯醚；当n+m> 2时所述步骤a)首先在 不外加催化剂的情况下每摩尔RCONH2与2摩尔环氧乙烷反应，然后再在外加碱性催化剂的 存在下与所需余量的环氧乙烷反应得到酰胺聚氧乙烯醚。
7. 根据权利要求5所述的甜菜碱表面活性剂的制备方法，其特征是酸性催化剂为三氟 化硼或五氯化锑中至少一种。
8. 根据权利要求6所述的甜菜碱表面活性剂的制备方法，其特征是所述外加碱性催化 剂为碱金属氢氧化物或碱土金属氢氧化物中的至少一种。
9.权利要求1至4中任一项所述的甜菜碱表面活性剂在油田驱油中的应用。
10.根据权利要求9所述的应用，其特征是应用方法为将以重量份数计包括所述表面 活性剂1份与水100~2000份的驱油剂注入含油地层。
【专利摘要】本发明涉及一种酰胺聚氧乙烯醚磺酸盐型甜菜碱表面活性剂及其制备方法。主要解决目前生产技术中表面活性剂作为驱油剂在高温、高矿化度下驱油效果差，同时由于含碱，对地层及油井带来巨大伤害，腐蚀设备及输送管道，污染环境等问题。发明通过采用结构如下所示的酰胺聚氧乙烯醚磺酸盐型甜菜碱，R为C8～C40的烃基，R1和R2独立取自C1~C4的亚烷基，n+m=2~100，x=1~100的技术方案，较好地解决了该问题，可用于油田的强化采油生产中。
【IPC分类】C08G65-334, C09K8-584, C08G65-28, C07C303-32, C07C309-15, C08G65-26
【公开号】CN104559987
【申请号】CN201310514164
【发明人】王辉辉, 沈之芹, 夏燕敏, 邓舜
【申请人】中国石油化工股份有限公司, 中国石油化工股份有限公司上海石油化工研究院
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2013年10月28日