含聚氧乙烯醚羟丙基苯胺基磺酸盐甜菜碱及其制备方法
【专利摘要】本发明涉及含聚氧乙烯醚羟丙基苯胺基磺酸盐甜菜碱及其制备方法。主要解决现有技术中含表面活性剂的驱油剂在高温、高矿化度油藏条件下驱油效果差，使用浓度高、以及三元复合驱中碱对地层和油井造成污染伤害、并严重腐蚀设备和输送管道的问题。本发明通过采用含有分子通式为（Ⅰ）的含聚氧乙烯醚羟丙基苯胺基磺酸盐甜菜碱，其中R1为C16~C30的烷基、烯基中的任意一种，n为1~8，R2为C2~C5的亚烷基、羟基取代亚烷基中的任意一种的技术方案，较好地解决了该问题，可用于油田的三次采油生产中。 （Ⅰ）
【专利说明】含聚氧乙烯醚羟丙基苯胺基磺酸盐甜菜碱及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及含聚氧乙烯醚羟丙基苯胺基磺酸盐甜菜碱及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 随着国民经济的迅速增长，国内石油供求矛盾日益突出，主要表现为原油的采出 程度比较低和油气资源相对贫乏。为了进一步提高原油的采出程度，目前国内各大油田主 要利用聚合物驱、碱水驱、表面活性剂驱以及复合驱(二元复合、三元复合）等化学驱方法。 化学驱技术是我国三次采油提高原油采收率的主要方法之一，其中，表面活性剂是聚合物 驱后进一步挖潜增效、提高采收率幅度较大、适用面较广、具有较大发展潜力的一种化学驱 油剂。
[0003] 矿场试验和微观驱油实验表面，水驱或聚合物驱后油层中一般还有50%以上的残 余油。在注入水波及到的范围内，残余油以膜状、柱状、簇状等几种形态滞留在油层中，这些 滞留在油层中的小油滴由于受到毛细管力、粘附力和内聚力的作用而成为残余油。如果在 注入水中加入高效的表面活性剂，通过降低油水界面张力就可以大大降低毛细管力、粘附 力和内聚力的阻力作用，改变原油的流动性，提高洗油效率，降低残余油饱和度，达到提高 采收率的目的。
[0004] 成功开展表面活性剂驱以及与表面活性剂有关的其它驱油技术的关键在于研制 开发廉价、高效的表面活性剂。目前国内已开发了石油磺酸盐、烷基苯磺酸盐、石油羧酸盐 以及生物表面活性剂等四大类表面活性剂。但随着化学驱油技术在油田的不断推广应用， 低温低矿化度的油藏储量越来越少，高温高盐油藏已经成为化学驱油技术攻关及推广应用 的主阵地，但目前使用的化学驱油剂中表面活性剂普遍存在不耐温不抗盐的缺点，严重影 响了化学驱油技术在高温高盐油藏中的应用效果，已经成为制约化学驱油技术在高温高盐 油藏推广应用的技术瓶颈。因此，研究开发耐温抗盐、高效稳定的驱油用表面活性剂产品迫 在眉睫。
[0005] 文献CN1439689A公开了一种碱-混合表面活性剂-聚合物的三元复合驱油体系 及其应用，其中选用的碱为Na 2CO3。但是在使用过程中，碱对地层和油井等带来巨大伤害，设 备和管道腐蚀严重，在维修、维护上花费大量资金。文献CN102220122A公开了一种甜菜碱 型二元驱油剂、制备方法及其应用，其中所述的甜菜碱型二元驱油剂只在温度为45飞5°C、 矿化度为400(T6000 mg/L、用量为0. 05、. 3%的范围内能达到超低界面张力，与实际高温 高矿化度等恶劣的油藏条件相比，其适用范围过于狭窄，难以大规模推广应用。
[0006] 因此，针对目前苛刻的油藏环境，我们理应寻求一种在无碱、高温、高盐条件下能 有效提高驱油效率的表面活性剂驱油剂。
【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含表面活性剂的驱油剂在高温、高 矿化度油藏条件下驱油效果差，使用浓度高、以及碱对地层和油井造成污染伤害、并严重腐 蚀设备和输送管道的问题，提供一种新型的含聚氧乙烯醚羟丙基苯胺基磺酸盐甜菜碱表面 活性剂。该表面活性剂在无碱、高温高盐油藏条件下仍能与原油形成1〇_3?1〇_5毫牛/米 超低界面张力，具有较高的驱油效率。
[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含聚 氧乙烯醚羟丙基苯胺基磺酸盐甜菜碱的制备方法。
[0009] 本发明所要解决的技术问题之三是技术问题之一所述的含聚氧乙烯醚羟丙基苯 胺基磺酸盐甜菜碱在三次采油中的应用。
[0010] 为解决上述技术问题之一，本发明采用的技术方案如下：含聚氧乙烯醚羟丙基苯 胺基磺酸盐甜菜碱表面活性剂，其分子通式为：
【权利要求】
1. 含聚氧乙烯醚羟丙基苯胺基磺酸盐甜菜碱，其分子通式为：
其中札为C16~C3(I的烷基、烯基中的任意一种，n=l~8,R2为C2~C5的亚烷基、羟基取代亚 烧基中的任意一种。
2. 根据权利要求1所述的含聚氧乙烯醚羟丙基苯胺基磺酸盐甜菜碱，其特征在于所述 的札为C2(l?C28的烷基、烯基中的任意一种，n=l飞，R2为C2~C3的亚烷基、羟基取代亚烷基 中的任意一种。
3. 根据权利要求1至2中任一项所述含聚氧乙烯醚羟丙基苯胺基磺酸盐甜菜碱的制备 方法，包括以下步骤： (a) 脂肪醇和环氧乙烷在反应温度为85?160°C，压力为(TO. 80MPa表压下，在碱性催化 剂作用下反应得到脂肪醇聚氧乙烯醚；其中环氧乙烷与脂肪醇的摩尔比为（1~6) : 1 ;碱性 催化剂用量为脂肪醇重量的〇. 39T3. 0% ; (b) 将步骤（a)所合成的脂肪醇聚氧乙烯醚与环氧氯丙烷和碱金属氢氧化物固体颗粒 在4(Tll(TC反应:T10小时，得到脂肪醇聚氧乙烯缩水甘油醚；其中，脂肪醇聚氧乙烯醚与 环氧氯丙烷的摩尔比为1: (1~2); (c) 将步骤（b)得到的脂肪醇聚氧乙烯缩水甘油醚与N，N-二甲基对苯二胺在 7(T16(TC反应2~10小时，得到脂肪醇聚氧乙烯醚羟丙基叔胺；其中，脂肪醇聚氧乙烯缩水 甘油醚与N，N-二甲基对苯二胺摩尔比为1:(广3); (d) 用步骤（c)制得的脂肪醇聚氧乙烯醚羟丙基叔胺与磺化试剂于4(n〇0°C反应2~20 小时，得到脂肪醇聚氧乙烯醚羟丙基苯胺基磺酸盐甜菜碱；其中脂肪醇聚氧乙烯醚羟丙基 叔胺与磺化试剂的摩尔比为1: (1~4);所述磺化试剂分子通式为XR2S03M，X选自Br或C1，M 选自K或Na。
4. 根据权利要求3所述的制备方法，其特征是步骤（d)反应在溶剂中进行，所述溶剂为 甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇中的任意一种或几种的混合物，用量为脂肪醇 聚氧乙烯醚羟丙基叔胺质量的1飞倍。
5. 根据权利要求3所述的制备方法，其特征是步骤（d)的反应产物经乙醇重结晶进行 提纯。
6. 根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于（a)步骤中的反应温度为14(T16(TC， 压力为0? 2?0? 6MPa。
7. 根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于（b)步骤中的反应温度为6(n〇0°C， 反应时间为4~8小时。
8. 根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于（c)步骤中的反应温度为9(T13(TC， 反应时间为:T6小时。
9. 根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于（d)步骤中的反应温度为5(T90°C，反 应时间为4~12小时。
10.权利要求1至2中任一项所述的含聚氧乙烯醚羟丙基苯胺基磺酸盐甜菜碱在三次 采油中的应用。
【文档编号】C07C309/14GK104276985SQ201310286139
【公开日】2015年1月14日 申请日期:2013年7月9日 优先权日:2013年7月9日
【发明者】唐恒志, 张卫东, 李应成, 沙鸥 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