本发明涉及表面活性剂技术领域，尤其是一种用于稠油降粘的两性聚合表面活性剂。
背景技术：
稠油在世界上许多国家已经逐渐成为原油产量的一个重要组成部分，地质储量约占总储量的20％。我国稠油资源分布十分广泛，已在12个盆地发现了70多个重质油田，预计资源量可达3×1010t以上，占石油总地质储量的28％。随着轻质油可采储量的减少以及石油开采技术的不断提高，开采稠油所占的比重将会不断增大。稠油具有特殊的高粘度和高凝固点特性，高含量的胶质和沥青质是造成稠油粘度高的主要原因。增强稠油乳化、降低稠油黏度、改善稠油表面张力是是解决稠油开采、集输和炼制问题的关键。
聚合表面活性剂是一种利用带有双键的单体进行聚合进行生产的表面活性剂，被广泛的应用于稠油降粘、农药乳化剂、分散剂等领域。
目前国内生产的聚表剂应用在油田稠油冷采领域，具有以下性能上的不足：（1）应用于稠油这种高粘、复杂的体系，乳化性能受到了很大的限制；（2）其性能仅仅是能够将稠油进行乳化，基本不具备界面活性，无法有效降低界面张力，因此不具备驱油能力；（3）亲水基以羧基为主，抗钙、镁离子能力较差。
因此，如何提供一种用于稠油降粘的两性聚合表面活性剂，集乳化能力、降粘能力和抗钙抗镁能力于一体，是本领域技术人员急需解决的问题。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种用于稠油降粘的两性聚合表面活性剂，克服前述现有技术中聚合表面活性剂的不足，使聚合表面活性剂具有良好的乳化能力、降粘能力和抗钙镁离子能力，应用于稠油乳化降粘驱油。
本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：
一种用于稠油降粘的两性聚合表面活性剂，主要由亲油组分和亲水组分组成，所述亲油组分主要由苯乙烯、直连α-烯烃、壬基酚丙烯醚、辛基酚丙烯醚、月桂醇甲基丙烯酸醚、椰油醇甲基丙烯酸醚中的一种或多种组成；所述亲水组分主要由两性亲水单体、磺酸亲水单体、羧酸亲水单体和酰胺亲水单体中的一种或多种组成。
优选的，所述壬基酚丙烯醚的合成方法为：在三口烧瓶中加入200g壬基酚，按照摩尔比1:1加入naoh（30wt%）水溶液，启动电动搅拌，在水浴温度70℃下进行反应，生成壬基酚钠，然后按照摩尔比1:1向三口烧瓶中加入氯丙烯，在70℃下反应3h，将反应产物转移至分液漏斗中，向分液漏斗中加入石油醚300ml，萃取出壬基酚丙烯醚，将上层萃取液转移至单口烧瓶，用旋转蒸发仪蒸出石油醚，得到纯净的壬基酚丙烯醚。
优选的，所述辛基酚丙烯醚的合成方法为：在三口烧瓶中加入200g辛基酚，按照摩尔比1:1加入naoh（30wt%）水溶液，启动电动搅拌，在水浴温度70℃下进行反应，生成辛基酚钠，然后按照摩尔比1:1向三口烧瓶中加入氯丙烯，在70℃下反应3h，将反应产物转移至分液漏斗中，向分液漏斗中加入石油醚300ml，萃取出辛基酚丙烯醚，将上层萃取液转移至单口烧瓶，用旋转蒸发仪蒸出石油醚，得到纯净的辛基酚丙烯醚。
优选的，所述月桂醇甲基丙烯酸醚的合成方法为：在三口烧瓶中加入200g月桂醇，加入月桂醇重量的1%的koh或甲醇钠作为催化剂，按照摩尔比1:1.2加入甲基丙烯酸甲酯，油浴温度控制在90℃，在氮气保护下，回流4h，反应完成后提高油浴温度到120℃，蒸出未反应的甲基丙烯酸甲酯和生成的甲醇，得到纯净的月桂醇甲基丙烯酸醚。
优选的，所述椰油醇甲基丙烯酸酯的合成方法是，在三口烧瓶中加入200g椰油醇，加入椰油醇重量的1%的koh或甲醇钠作为催化剂，按照摩尔比1:1.2加入甲基丙烯酸甲酯，油浴温度控制在90℃，在氮气保护下，回流4h，反应完成后提高油浴温度到120℃，蒸出未反应的甲基丙烯酸甲酯和生成的甲醇，得到纯净的椰油醇甲基丙烯酸醚。
优选的，所述两性亲水单体的合成方法为：在三口烧瓶中加入100g甲基丙烯酸，按照摩尔比1:1加入n、n-二甲基-1-3-丙二胺，加入甲基丙烯酸和n、n-二甲基-1-3-丙二胺总重量的1%的koh或甲醇钠作为催化剂，在氮气保护下，启动电动搅拌，85℃反应4h，反应完成后，将产物水洗，去除未反应的甲基丙烯酸和n、n-二甲基-1-3-丙二胺，去除碱性催化剂，然后将反应产物加入三口烧瓶中，加入50g水、300g乙醇，按照反应产物：3-氯-2-羟基-丙基磺酸钠或氯乙酸钠为1:1.1的摩尔比加入3-氯-2-羟基-丙基磺酸钠或氯乙酸钠，90℃反应5h，反应完成后，用砂芯漏斗进行过滤，可以去除反应生成的nacl和未反应的3-氯-2-羟基-丙基磺酸钠或氯乙酸钠，将滤液放入80℃烘箱进行烘干，得到磺基或羧基两性亲水单体。
优选的，所述磺酸亲水单体的合成方法为：在三口烧瓶中加入100g甲基丙烯酸，按照摩尔比1:1加入naoh（10wt%）水溶液，启动电动搅拌，50℃反应2h，生成甲基丙烯酸钠，按照摩尔比1:1.1加入3-氯-2-羟基-丙基磺酸钠，85℃反应4h，反应完成后，将物料转移至单口烧瓶，用旋转蒸发仪蒸出水，加入300g乙醇，溶解后用砂芯漏斗过滤，去除反应生成的nacl和未反应的3-氯-2-羟基-丙基磺酸钠，滤液放入80℃烘箱进行烘干，得到磺酸亲水单体。
优选的，所述羧酸亲水单体为甲基丙烯酸、乙烯基乙酸、对乙烯基苯甲酸中的一种；所述酰胺亲水单体为丙烯酰胺。
一种用于稠油降粘的两性聚合表面活性剂的制备方法，包括如下步骤：在四口烧瓶中加入200g水和1g过硫酸钠，通入氮气，吹扫3min，水浴温度75℃，加入亲水组分10-40g，加入亲油组分55-75g，启动搅拌，反应温度控制在75℃，在氮气保护下，反应4小时，即得。
一种用于稠油降粘的两性聚合表面活性剂的制备方法，包括如下步骤：在四口烧瓶中加入200g水和1g过硫酸钠，通入氮气，吹扫3min，水浴温度75℃，加入亲水组分10-40g，加入亲油组分55-75g，加入12-18g马来酸酐，启动搅拌，反应温度控制在75℃，在氮气保护下，反应4小时，聚合完成后，加入naoh将马来酸酐水解，调整ph至7-8，即得。
本发明的有益效果是：与现有技术相比，本发明的一种用于稠油降粘的两性聚合表面活性剂，针对稠油研发，集乳化、降黏、低张力和抗钙镁离子能力于一体，具有对稠油良好的乳化降黏能力，能够将稠油粘度从60000mpa·s降低至20-30mpa·s；具有良好的界面活性，在乳化降粘的同时可以将油水界面张力降低至5.1×10-3mn/m，有效提高驱油效率；具有良好的复配能力，能够与三次采油常用的阴离子、非离子、两性表活剂进行配伍。
具体实施方式
实施例1一种用于稠油降粘的两性聚合表面活性剂
一种用于稠油降粘的两性聚合表面活性剂，主要由亲油组分和亲水组分组成，所述亲油组分主要由苯乙烯和椰油醇甲基丙烯酸醚组成；所述亲水组分主要由两性亲水单体和酰胺亲水单体组成。
本实施例中，所述椰油醇甲基丙烯酸酯的合成方法是，在三口烧瓶中加入200g椰油醇，加入椰油醇重量的1%的koh作为催化剂，按照摩尔比1:1.2加入甲基丙烯酸甲酯，油浴温度控制在90℃，在氮气保护下，回流4h，反应完成后提高油浴温度到120℃，蒸出未反应的甲基丙烯酸甲酯和生成的甲醇，得到纯净的椰油醇甲基丙烯酸醚。
本实施例中，所述两性亲水单体的合成方法为：在三口烧瓶中加入100g甲基丙烯酸，按照摩尔比1:1加入n、n-二甲基-1-3-丙二胺，加入甲基丙烯酸和n、n-二甲基-1-3-丙二胺总重量的1%的甲醇钠作为催化剂，在氮气保护下，启动电动搅拌，85℃反应4h，反应完成后，将产物水洗，去除未反应的甲基丙烯酸和n、n-二甲基-1-3-丙二胺，去除碱性催化剂，然后将反应产物加入三口烧瓶中，加入50g水、300g乙醇，按照反应产物：3-氯-2-羟基-丙基磺酸钠为1:1.1的摩尔比加入3-氯-2-羟基-丙基磺酸钠，90℃反应5h，反应完成后，用砂芯漏斗进行过滤，可以去除反应生成的nacl和未反应的3-氯-2-羟基-丙基磺酸钠，将滤液放入80℃烘箱进行烘干，得到磺基两性亲水单体。
本实施例中，所述酰胺亲水单体为丙烯酰胺。
本实施例中，一种用于稠油降粘的两性聚合表面活性剂的制备方法，包括如下步骤：在四口烧瓶中加入200g水和1g过硫酸钠，通入氮气，吹扫3min，水浴温度75℃，加入磺基两性亲水单体20g，加入丙烯酰胺10g，加入苯乙烯10g，加入椰油醇甲基丙烯酸醚60g，启动搅拌，反应温度控制在75℃，在氮气保护下，反应4小时，即得。
产品经检测，能够将粘度30000mpa·s降低至26mpa·s，降粘率达到99%以上；0.3%浓度下，油水界面张力能够达到5.1×10-3mn/m，产品性能达到应用要求。
实施例2一种用于稠油降粘的两性聚合表面活性剂
一种用于稠油降粘的两性聚合表面活性剂，主要由亲油组分和亲水组分组成，所述亲油组分主要由苯乙烯、直连α-烯烃、椰油醇甲基丙烯酸醚组成；所述亲水组分主要由两性亲水单体、磺酸亲水单体和酰胺亲水单体组成。
本实施例中，所述椰油醇甲基丙烯酸酯的合成方法是，在三口烧瓶中加入200g椰油醇，加入椰油醇重量的1%的koh作为催化剂，按照摩尔比1:1.2加入甲基丙烯酸甲酯，油浴温度控制在90℃，在氮气保护下，回流4h，反应完成后提高油浴温度到120℃，蒸出未反应的甲基丙烯酸甲酯和生成的甲醇，得到纯净的椰油醇甲基丙烯酸醚。
本实施例中，所述两性亲水单体的合成方法为：在三口烧瓶中加入100g甲基丙烯酸，按照摩尔比1:1加入n、n-二甲基-1-3-丙二胺，加入甲基丙烯酸和n、n-二甲基-1-3-丙二胺总重量的1%的甲醇钠作为催化剂，在氮气保护下，启动电动搅拌，85℃反应4h，反应完成后，将产物水洗，去除未反应的甲基丙烯酸和n、n-二甲基-1-3-丙二胺，去除碱性催化剂，然后将反应产物加入三口烧瓶中，加入50g水、300g乙醇，按照反应产物：3-氯-2-羟基-丙基磺酸钠为1:1.1的摩尔比加入3-氯-2-羟基-丙基磺酸钠，90℃反应5h，反应完成后，用砂芯漏斗进行过滤，可以去除反应生成的nacl和未反应的3-氯-2-羟基-丙基磺酸钠，将滤液放入80℃烘箱进行烘干，得到磺基两性亲水单体。
本实施例中，所述磺酸亲水单体的合成方法为：在三口烧瓶中加入100g甲基丙烯酸，按照摩尔比1:1加入naoh（10wt%）水溶液，启动电动搅拌，50℃反应2h，生成甲基丙烯酸钠，按照摩尔比1:1.1加入3-氯-2-羟基-丙基磺酸钠，85℃反应4h，反应完成后，将物料转移至单口烧瓶，用旋转蒸发仪蒸出水，加入300g乙醇，溶解后用砂芯漏斗过滤，去除反应生成的nacl和未反应的3-氯-2-羟基-丙基磺酸钠，滤液放入80℃烘箱进行烘干，得到磺酸亲水单体。
本实施例中，所述酰胺亲水单体为丙烯酰胺。
本实施例中的一种用于稠油降粘的两性聚合表面活性剂的制备方法，包括如下步骤：在四口烧瓶中加入200g水和1g过硫酸钠，通入氮气，吹扫3min，水浴温度75℃，加入苯乙烯5g、直连α-烯烃5g、椰油醇甲基丙烯酸醚60g、磺基两性亲水单体5g、磺酸亲水单体10g和丙烯酰胺10g，启动搅拌，反应温度控制在75℃，在氮气保护下，反应4小时，即得。
产品经检测，能够将粘度30000mpa·s降低至29mpa·s，降粘率达到99%以上；0.3%浓度下，油水界面张力能够达到6.1×10-2mn/m，产品性能达到应用要求。适合于高矿化度体系下，稠油的乳化。
实施例3一种用于稠油降粘的两性聚合表面活性剂
一种用于稠油降粘的两性聚合表面活性剂，主要由亲油组分和亲水组分组成，所述亲油组分主要由直连α-烯烃和壬基酚丙烯醚组成；所述亲水组分主要由两性亲水单体、磺酸亲水单体和酰胺亲水单体组成。
本实施例中，所述壬基酚丙烯醚的合成方法为：在三口烧瓶中加入200g壬基酚，按照摩尔比1:1加入naoh（30wt%）水溶液，启动电动搅拌，在水浴温度70℃下进行反应，生成壬基酚钠，然后按照摩尔比1:1向三口烧瓶中加入氯丙烯，在70℃下反应3h，将反应产物转移至分液漏斗中，向分液漏斗中加入石油醚300ml，萃取出壬基酚丙烯醚，将上层萃取液转移至单口烧瓶，用旋转蒸发仪蒸出石油醚，得到纯净的壬基酚丙烯醚。
本实施例中，所述两性亲水单体的合成方法为：在三口烧瓶中加入100g甲基丙烯酸，按照摩尔比1:1加入n、n-二甲基-1-3-丙二胺，加入甲基丙烯酸和n、n-二甲基-1-3-丙二胺总重量的1%的甲醇钠作为催化剂，在氮气保护下，启动电动搅拌，85℃反应4h，反应完成后，将产物水洗，去除未反应的甲基丙烯酸和n、n-二甲基-1-3-丙二胺，去除碱性催化剂，然后将反应产物加入三口烧瓶中，加入50g水、300g乙醇，按照反应产物：3-氯-2-羟基-丙基磺酸钠为1:1.1的摩尔比加入3-氯-2-羟基-丙基磺酸钠，90℃反应5h，反应完成后，用砂芯漏斗进行过滤，可以去除反应生成的nacl和未反应的3-氯-2-羟基-丙基磺酸钠，将滤液放入80℃烘箱进行烘干，得到磺基两性亲水单体。
本实施例中，所述磺酸亲水单体的合成方法为：在三口烧瓶中加入100g甲基丙烯酸，按照摩尔比1:1加入naoh（10wt%）水溶液，启动电动搅拌，50℃反应2h，生成甲基丙烯酸钠，按照摩尔比1:1.1加入3-氯-2-羟基-丙基磺酸钠，85℃反应4h，反应完成后，将物料转移至单口烧瓶，用旋转蒸发仪蒸出水，加入300g乙醇，溶解后用砂芯漏斗过滤，去除反应生成的nacl和未反应的3-氯-2-羟基-丙基磺酸钠，滤液放入80℃烘箱进行烘干，得到磺酸亲水单体。
本实施例中，所述酰胺亲水单体为丙烯酰胺。
本实施例的一种用于稠油降粘的两性聚合表面活性剂的制备方法，包括如下步骤：在四口烧瓶中加入200g水和1g过硫酸钠，通入氮气，吹扫3min，水浴温度75℃，加入直连α-烯烃5g、壬基酚丙烯醚60g组成、磺基两性亲水单体15g、磺酸亲水单体5g和丙烯酰胺5g，启动搅拌，反应温度控制在75℃，在氮气保护下，反应4小时，即得。
产品经检测，能够将粘度60000mpa·s降低至32mpa·s，降粘率达到99%以上，本产品适合于超稠油的乳化降粘，对超稠油的分散性好，乳化性好，具有良好的降粘效率。
实施例4一种用于稠油降粘的两性聚合表面活性剂
一种用于稠油降粘的两性聚合表面活性剂，主要由亲油组分和亲水组分组成，所述亲油组分主要壬基酚丙烯醚和月桂醇甲基丙烯酸醚组成；所述亲水组分为两性亲水单体。
本实施例中，所述壬基酚丙烯醚的合成方法为：在三口烧瓶中加入200g壬基酚，按照摩尔比1:1加入naoh（30wt%）水溶液，启动电动搅拌，在水浴温度70℃下进行反应，生成壬基酚钠，然后按照摩尔比1:1向三口烧瓶中加入氯丙烯，在70℃下反应3h，将反应产物转移至分液漏斗中，向分液漏斗中加入石油醚300ml，萃取出壬基酚丙烯醚，将上层萃取液转移至单口烧瓶，用旋转蒸发仪蒸出石油醚，得到纯净的壬基酚丙烯醚。
本实施例中，所述月桂醇甲基丙烯酸醚的合成方法为：在三口烧瓶中加入200g月桂醇，加入月桂醇重量的1%的koh作为催化剂，按照摩尔比1:1.2加入甲基丙烯酸甲酯，油浴温度控制在90℃，在氮气保护下，回流4h，反应完成后提高油浴温度到120℃，蒸出未反应的甲基丙烯酸甲酯和生成的甲醇，得到纯净的月桂醇甲基丙烯酸醚。
本实施例中，所述两性亲水单体的合成方法为：在三口烧瓶中加入100g甲基丙烯酸，按照摩尔比1:1加入n、n-二甲基-1-3-丙二胺，加入甲基丙烯酸和n、n-二甲基-1-3-丙二胺总重量的1%的甲醇钠作为催化剂，在氮气保护下，启动电动搅拌，85℃反应4h，反应完成后，将产物水洗，去除未反应的甲基丙烯酸和n、n-二甲基-1-3-丙二胺，去除碱性催化剂，然后将反应产物加入三口烧瓶中，加入50g水、300g乙醇，按照反应产物：3-氯-2-羟基-丙基磺酸钠为1:1.1的摩尔比加入3-氯-2-羟基-丙基磺酸钠，90℃反应5h，反应完成后，用砂芯漏斗进行过滤，可以去除反应生成的nacl和未反应的3-氯-2-羟基-丙基磺酸钠，将滤液放入80℃烘箱进行烘干，得到磺基两性亲水单体。
本实施例的一种用于稠油降粘的两性聚合表面活性剂的制备方法，包括如下步骤：在四口烧瓶中加入200g水和1g过硫酸钠，通入氮气，吹扫3min，水浴温度75℃，加入壬基酚丙烯醚20g、月桂醇甲基丙烯酸醚40g和磺基两性亲水单体15g，加入15g马来酸酐，启动搅拌，反应温度控制在75℃，在氮气保护下，反应4小时，聚合完成后，加入naoh将马来酸酐水解，调整ph至7-8，即得。
产品经检测，能够在矿化度30000-70000的条件下，能够将粘度60000mpa·s的超稠油粘度降低至128mpa·s，降粘率达到99%以上。本产品适合于超高矿化度下超稠油的乳化降粘，对超稠油的分散性好，乳化性好，具有良好的降粘效率。