一种新型两性双子驱油剂的制备的制作方法

本发明提供了一种新型提高原油采收率的表面活性剂制备方法，具体由两步经典化学反应组成。

背景技术：

在国家众多战略资源中，石油是最重要的资源之一。对一个国家的经济和社会稳定发展都具有十分重要的意义。随着勘探与开发不断进行，优质资源越来越少，石油开采的难度越来越大。因此，提高石油采收率已成为目前研究最重要的课题。成熟的技术有：依靠油层自身能量开采石油的一次采油；向油层注入水、气，给油层补充能量开采石油的二次采油；用化学物质来改善油、气、水及岩石相互之间的性能，开采出更多石油的三次采油。三次采油技术的方法有很多，主要包括热力驱、混相驱、化学驱、微生物驱等。其中化学驱以性价比高得到了广泛的关注。化学驱主要有表面活性剂驱，聚合物驱、碱水驱、注浓硫酸驱等。其中，表面活性剂是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。

目前研究较前沿的化学驱油用表面活性剂是双子型表面活性剂，它的分子中含有两个疏水基团、两个亲水基团和一个联接基团，且联接基团靠近亲水基团，联接基团可以亲水也可以疏水。因此双子型表面活性剂可以视作由两个或两个以上的相同或不同的两亲分子，在其头基或者靠近头基处由联接基团通过化学键连接而成，其分子结构顺序为：长的碳氢链疏水链、离子头基、联接基团、第二个离子头基、第二个碳氢链。

双子表面活性剂与传统的单烷烃链和单亲水基团的表面活性剂相比较的结构优点：

(1)更易聚集生成胶团，因而有更低的临界胶束浓度。双子表面活性剂的cmc值比对应的普通表面活性剂低1到2个数量级。

(2)双子表面活性剂比普通表面活性剂更能有效地降低水的表面张力。

(3)强增粘能力。带有短联接基的双子表面活性剂的水溶液在浓度相对较低时即具有很高的粘度，而普通表面活性剂在相同条件下的水溶液的粘度则很低。

(4)增溶性。双子表面活性剂由于具有很低的cmc值以及蓬松的胶束结构而使其成为效果极佳的增溶剂。

(5)具有很低的kraft点。所以与普通表面活性剂(尤其是非离子表面活性剂)间的复配能产生更大的协同效应，还具有良好的钙皂分散性能，在很多场合是优良的润湿剂。

(6)双子表面活性剂在溶液界面的吸附能力比普通表面活性剂大100～1000倍。例如降低溶液的表面张力、起泡或形成乳液、微乳液所需的双子表面活性剂的浓度比普通活性剂的浓度更低。

由于双子表面活性剂结构的特殊性，因此决定了其性质的多样及复杂性。在双子表面活性剂分子结构中，由于两个离子头基靠联接基团通过化学键连接，由此造成了两个表面活性剂单体离子相当紧密的连接，致使其碳氢链间更容易产生强相互作用。既加强了碳氢链间的疏水结合力，而且离子头基间的排斥倾向受制于化学键力而被大大削弱，这就是双子表面活性剂与普通单链单头基表面活性剂相比较具有更高表面活性的根本原因。正是由于上述优点使得双子型表面活性剂成为新型驱油剂一个重要发展方向。本发明旨在合成一种新型两性双子驱油剂进而大幅度提高石油采收率。

技术实现要素：

本发明提供了一种新型两性双子驱油剂的合成方法，制备的新型驱油剂具有较高的界面活性，在大部分原油与水界面上能够达到超低界面张力(10^-3mn/m)，是一种应用前景广阔的新型驱油剂。

该方法方程式为：

其合成方法主要包括以下几个部分：

第一步：式i结构顺丁烯二酸脂肪醇单酯的制备

将一定摩尔比的脂肪醇(十二醇)和马来酸酐加入到反应瓶中，加入适量催化剂，在一定温度下回流搅拌数小时，保证反应在无水条件下进行，得到式i结构的顺丁烯二酸脂肪醇单酯。

第二步：式ii结构新型两性双子驱油剂的制备

称取一定质量的二甲胺盐酸盐，调成一定浓度的水溶液后加入反应瓶，再用氢氧化钠水溶液调ph，接着在一定温度下继续回流搅拌数小时，得到式ii结构新型两性双子驱油剂。

本发明是应用于三次采油的驱油剂，在合成及应用中与其他类型的驱油剂相比具有以下几个突出的优点：

一、更好的耐温抗盐性。此类新型两性双子驱油剂阴阳一体的内盐结构决定了它具有良好的耐温抗盐性。

二、耐高强度酸碱盐的特性。此类新型两性双子驱油剂具有等电点，较宽的ph值决定了它具有耐高强度酸、碱、盐的特性。

三、较高的界面活性。此类新型两性双子驱油剂分子中有多个活性基团，从驱油效果上看，具有较高的界面活性，油水界面张力在数量级上均能达到10^-3mn/m

四、符合绿色化学理念。所用的原料对环境无害，提高了原子经济性，在合成中不会产生对环境有毒的物质，还可以高效的降低油水界面张力。

附图说明

图1为所合成的新型两性双子驱油剂1000ppm对不同盐浓度在中石油长河8号原油中的界面张力曲线；

图2为所合成的新型两性双子驱油剂2000ppm对不同盐浓度在中石油长河8号原油中的界面张力曲线；

图3为所合成的新型两性双子驱油剂3000ppm对不同盐浓度在中石油长河8号原油中的界面张力曲线；

图4为所合成的新型两性双子驱油剂在不同质量浓度中的表面张力曲线。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明作进一步阐述，其目的是能更好理解本发明的内容。

实施例1：

第一步：称取摩尔比为1.15∶1的十二醇4.3732g(0.023mol)和马来酸酐1.9809g(0.020mol)，依次加入反应瓶中，再加入95wt％的浓硫酸做催化剂(0.0283g)，控制温度在115℃，在磁力搅拌、加热回流状态下反应4小时，保证反应在无水条件下进行，得到式i结构的顺丁烯二酸脂肪醇单酯。

第二步：称取摩尔比为2∶1的式i结构顺丁烯二酸脂肪醇单酯2.8399g(0.01mol)和已调成饱和水溶液的0.4316g(0.005mol)二甲胺盐酸盐，依次加入反应瓶，后用1mol/l的氢氧化钠水溶液将ph调到7-8，在30℃下回流搅拌18小时，得到式ii结构的新型两性双子驱油剂。

实施例2：

不同浓度该产品溶液的配置：取制备的新型两性双子驱油剂0.045g，0.030g，0.015g，再分别加蒸馏水到15ml，配成0.3％(3000ppm)，0.2％(2000ppm)，0.1％(1000ppm)的驱油剂溶液，搅拌使其完全溶解。

与中石油长河8号原油作界面张力测定实验。结果表明：0.3％(3000ppm)驱油剂溶液能使界面张力在数量级上达到10^-4mn/m；0.2％(2000ppm)驱油剂溶液能使界面张力在数量级上达到10^-3mn/m；0.1％(1000ppm)驱油剂溶液能使界面张力在数量级上达到10^-3mn/m。这也达到了筛选化学驱配方最重要指标的要求。

实施例3：

探究该产品的矿化度(na⁺)对界面张力的影响。分别配置驱油剂浓度为1000ppm，2000pm，3000ppm。然后再配置不同质量分数的nacl溶液1％，2％，3％。即1000ppm(0％nacl、1％nacl、2％nacl、3％nacl)、2000ppm(0％nacl、1％nacl、2％nacl、3％nacl)、3000ppm(0％nacl、1％nacl、2％nacl、3％nacl)。

与中石油长河8号原油作界面张力测定实验。结果表明：随着氯化钠浓度的升高，该驱油剂的界面张力在数量级上都可以达到10^-3～10^-4mn/m，说明该驱油剂耐na⁺的性能优越。

实施例4：

测定该产品在不同质量浓度下的表面张力。首先配置驱油剂浓度为5000ppm的溶液，后逐级稀释到4000ppm、3000ppm、2000ppm、1000ppm、500ppm、250ppm、125ppm、62.5ppm、31.25ppm、15.625ppm、7.8125ppm、3.90625ppm、0ppm。

分别测定该产品在不同质量浓度下的表面张力，并由图中得出该产品的临界胶束浓度为151.36ppm，在此浓度下表面张力可以达到28.92mn/m。