含聚氧乙烯醚嵌段的羧基甜菜堿及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種含聚氧乙烯醚嵌段的羧基甜菜堿及其制備方法。主要解決現(xiàn)有技術(shù)中含表面活性劑的驅(qū)油劑在高溫高鹽油藏條件下驅(qū)油效率差，同時(shí)堿對地層和油井帶來傷害、腐蝕設(shè)備和管道的問題。本發(fā)明通過采用含有分子通式為（I）的一種含聚氧乙烯醚嵌段的羧基甜菜堿及其制備方法，其中R1為C16~C30的烷基、烯基中的任意一種，R2為C1~C4的亞烷基、羥基取代亞烷基中的任意一種，n為2~10的技術(shù)方案，較好地解決了該問題，可用于油田的三次采油生產(chǎn)中。（Ⅰ）
【專利說明】含聚氧乙烯醚嵌段的羧基甜菜堿及其制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種含聚氧乙烯醚嵌段的羧基甜菜堿及其制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 目前，化學(xué)驅(qū)已經(jīng)在穩(wěn)油控水、提高原油采收率方面發(fā)揮了十分重要的作用。通 過加入聚合物，可以增加驅(qū)替液的粘度，擴(kuò)大波及體積，從而實(shí)現(xiàn)流度控制達(dá)到提高原油采 收率的目的。然而，隨著我國原油的不斷開采，國內(nèi)大多數(shù)主力油田的含水率越來越高，殘 留在地層下的原油粘附在巖石表面，難以通過聚合物的增粘作用將原油從巖石表面剝離出 來，必須采用高效的表面活性劑通過降低油水界面張力，減小原油在巖石表面的附著力和 油滴在細(xì)小孔道中的毛細(xì)管阻力，來提高洗油效率和驅(qū)替效率。由此可見，驅(qū)油用表面活性 劑的研發(fā)在三次采油中具有舉足輕重的作用。
[0003] 石油磺酸鹽是目前油田應(yīng)用最為廣泛的驅(qū)油用表面活性劑，是由富芳烴原油磺化 得到的產(chǎn)物。該產(chǎn)品界面活性劑高、原料來源廣、生產(chǎn)工藝簡單、成本低、與原油的配伍性 好，但易于二價(jià)、三價(jià)陽離子形成沉淀物、耐鹽型較差。同時(shí)由于原料組成復(fù)雜，不同批次產(chǎn) 品穩(wěn)定性較差，嚴(yán)重影響了產(chǎn)品在高溫、高鹽油藏中的應(yīng)用，故此需要開發(fā)新型耐溫抗鹽表 面活性劑產(chǎn)品。目前，驅(qū)油用表面活性劑的研發(fā)主要是通過表面活性劑親水頭基和疏水尾 鏈的類型優(yōu)選和分子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提高表面活性劑的界面活性和耐溫抗鹽性能，主要的代表類 型有陰非兩性表面活性劑、雙子表面活性劑和陰陽兩性離子表面活性劑。其中，陰陽兩性離 子表面活性劑分子中既有陰離子親水基又有陽離子親水基而呈現(xiàn)兩性，常用的有甜菜堿兩 性表面活性劑。由于該類表面活性劑屬于陰陽離子同體，分子內(nèi)電荷中和，對外顯示電中 性，既具有非離子型表面活性劑的耐鹽性，又具有溶解性好、界面活性高等離子型表面活性 劑的特點(diǎn)，同時(shí)能大大降低非離子型與陰離子型表面活性劑復(fù)配時(shí)的色譜分離效應(yīng)，在高 溫高鹽有著極大的應(yīng)用前景，因而成為近年來廣大科研人員共同關(guān)注的焦點(diǎn)。
[0004] 文獻(xiàn)CN1439689A公開了一種堿-混合表面活性劑-聚合物的三元復(fù)合驅(qū)油體系 及其應(yīng)用，其中選用的堿為Na 2CO3。但是在使用過程中，堿對地層和油井等帶來巨大傷害，設(shè) 備和管道腐蝕嚴(yán)重，在維修、維護(hù)上花費(fèi)大量資金。文獻(xiàn)CN102220122A公開了一種甜菜堿 型二元驅(qū)油劑、制備方法及其應(yīng)用，其中所述的甜菜堿型二元驅(qū)油劑只在溫度為45飛5°C、 礦化度為400(T6000 mg/L、用量為0. 05、. 3%的范圍內(nèi)能達(dá)到超低界面張力，與實(shí)際高溫 高礦化度等惡劣的油藏條件相比，其適用范圍過于狹窄。
[0005] 因此，針對目前苛刻的油藏環(huán)境，我們理應(yīng)尋求一種在無堿、高溫、高鹽條件下結(jié) 構(gòu)穩(wěn)定、并能與原油形成1〇_ 3?10_4mN/m超低界面張力、有效提高驅(qū)油效率的表面活性劑驅(qū) 替劑。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題之一是現(xiàn)有技術(shù)中含表面活性劑的驅(qū)油劑在高溫高 鹽油藏條件下驅(qū)油效率差，同時(shí)堿對地層和油井帶來傷害、腐蝕設(shè)備和管道的問題，提供一 種新型的含聚氧乙烯醚嵌段的羧基甜菜堿表面活性劑。該表面活性劑在無堿、高溫高鹽油 藏條件下仍能與原油形成KT3?KT5毫牛/米超低界面張力，獲得較好的驅(qū)油效果。
[0007] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題之二是提供一種與解決技術(shù)問題之一相對應(yīng)的含聚 氧乙烯醚嵌段的羧基甜菜堿的制備方法。
[0008] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題之三是提供一種技術(shù)問題之一所述含聚氧乙烯醚嵌 段的羧基甜菜堿表面活性劑在高溫高鹽油藏強(qiáng)化采油中的應(yīng)用。
[0009] 為解決上述技術(shù)問題之一，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：含聚氧乙烯醚嵌段的羧 基甜菜堿，其分子通式為：

【權(quán)利要求】
1. 一種含聚氧乙烯醚嵌段的羧基甜菜堿，其分子通式為：
其中札為clfrc3Q的烷基、烯基中的任意一種，R2為C廣c4的亞烷基、羥基取代亞烷基中 的任意一種，n=2?10。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種含聚氧乙烯醚嵌段的羧基甜菜堿，其特征在于所述的札 為C2(l?C28的烷基、烯基中的任意一種，n=2飛。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種含聚氧乙烯醚嵌段的羧基甜菜堿，其特征在于所述的札 的碳原子數(shù)與n的比值為4~10。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種含聚氧乙烯醚嵌段的羧基甜菜堿，其特征在于所述的札 的碳原子數(shù)與n的比值為8。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種含聚氧乙烯醚嵌段的羧基甜菜堿，其特征在于所述的札 的碳原子數(shù)為24、n為3。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種含聚氧乙烯醚嵌段的羧基甜菜堿的制備方法，包括以下 步驟： (a) 按所需配比的RPH、二氯亞砜和砒啶在6(T90°C反應(yīng)2~15小時(shí)，得到Rfl，其中 RiOH、二氯亞砜和砒啶摩爾比為1:(廣4):(廣4); (b) 將步驟（a)所合成的&C1與N，N-二甲基乙醇胺在6(Tl00°C下反應(yīng)2?12小時(shí)， 控制反應(yīng)體系pH=8?9,得烷基二甲基羥乙基季銨鹽，其中，N，N-二甲基乙醇胺與&(：1的 摩爾比為（廣3) : 1 ; (c) 將步驟（b)得到的烷基二甲基羥乙基季銨鹽和環(huán)氧乙烷在反應(yīng)溫度為85~160°C， 壓力為(TO. 80MPa表壓下，在催化劑作用下反應(yīng)得烷基二甲基聚氧乙烯醚季銨鹽；其中所 述的環(huán)氧乙烷與烷基二甲基羥乙基季銨鹽的摩爾比為（1~9):1 ;所述的催化劑為氫氧化 鉀，用量為烷基二甲基羥乙基季銨鹽重量的〇. 39T3. 0% ; (d) 用步驟（c)制得的烷基二甲基聚氧乙烯醚季銨鹽與氫氧化鈉在45~75°C堿化反應(yīng) 1~8小時(shí)后，再與羧化試劑X-R2C00M在6(T90°C的溫度下反應(yīng)2~15小時(shí)得到含聚氧乙烯醚 嵌段的甜菜堿，其中烷基二甲基聚氧乙烯醚季銨鹽：氫氧化鈉：羧化試劑X-R2C00M的摩爾 比為1: (1?4): (1?4)，X為C1或者Br，M選自H、K或Na。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的制備方法，其特征在于（a)步驟中的反應(yīng)溫度為65~85°C，反 應(yīng)時(shí)間為6~10小時(shí)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的制備方法，其特征在于（b)步驟中的反應(yīng)溫度為65~90°C，反 應(yīng)時(shí)間為5~9小時(shí)。
9. 權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述含聚氧乙烯醚嵌段的羧基甜菜堿在高溫高鹽油藏強(qiáng)化 采油中的應(yīng)用。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述含聚氧乙烯醚嵌段的羧基甜菜堿在高溫高鹽油藏強(qiáng)化采油中 的應(yīng)用，其特征在于所適用的油藏溫度為5(Tl00°C、礦化度為(Tl60000mg/L、鈣鎂離子濃 度為(T8000mg/L。
【文檔編號】C07C213/08GK104276961SQ201310286116
【公開日】2015年1月14日 申請日期:2013年7月9日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月9日
【發(fā)明者】唐恒志, 張衛(wèi)東, 李應(yīng)成, 沙鷗 申請人:中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司上海石油化工研究院