雙陰離子表面活性劑驅(qū)油劑及其制備方法和應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種雙陰離子表面活性劑驅(qū)油劑及其制備方法和應(yīng)用，屬于石油開采 油田化學(xué)劑領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 為了提高原油采收率，水驅(qū)、聚合物驅(qū)、表面活性劑驅(qū)以及二元或三元復(fù)合驅(qū)等應(yīng) 用到原油開采現(xiàn)場(chǎng)，表面活性劑具有降低油藏中原油與水的界面張力，改善巖石表面的潤(rùn) 濕性，降低原油毛細(xì)管阻力，同時(shí)陰離子表面活性劑在油珠和巖石表面上吸附，提高巖石表 面的電荷密度，增加油珠與巖石表面之間的靜電斥力，克服油膜在巖石表面的吸附功，提高 洗油效率。水驅(qū)和聚合物驅(qū)后的油藏，會(huì)導(dǎo)致油藏含水上升，達(dá)到高含水或特高含水，一般 采出液含水多98%。剩余油微觀分布類型為簇狀、柱狀、盲端和膜狀，提高采收率的有效措施 是提高表面活性劑的洗油效率。
[0003] 作為驅(qū)油劑應(yīng)用于現(xiàn)場(chǎng)的陰離子型表面活性劑主要是石油磺酸鹽和合成磺酸鹽， 大慶油田經(jīng)過多年攻關(guān)，從分子結(jié)構(gòu)上深入研宄了三次采油用烷基苯磺酸鹽[王德民，大 慶油田"三元""二元""一元"驅(qū)油研宄m，大慶石油地質(zhì)與開發(fā)，2003, 22⑶：1~9]沖 國(guó)石油勘探開發(fā)研宄院對(duì)烷基苯磺酸鹽表面活性劑中苯環(huán)在烷烴碳鏈上不同取代位置的 研宄，發(fā)現(xiàn)隨著苯環(huán)取代位置向碳鏈中間移動(dòng)，烷基苯磺酸鹽的界面活性增加和洗油效率 增加[沈平平，大幅度提高采收率的基礎(chǔ)研宄m，中國(guó)基礎(chǔ)科學(xué)，2003,⑵：9~14];石油 磺酸型和合成磺酸型主要用于含堿的三元復(fù)合驅(qū)體系中[任敏紅等人，一種磺酸型表面活 性劑的制備方法及用途，CN101455950]。
[0004] 單陰離子表面活性劑潤(rùn)濕作用相對(duì)較弱，可通過改變親水基團(tuán)結(jié)構(gòu)或增加親水基 數(shù)目，提高表面活性劑活性。雙親水基陰離子型表面活性劑具有水溶解度大，對(duì)溫度的敏感 性低，中和巖石和原油電荷的作用強(qiáng)，剝離巖石表面原油的能力強(qiáng)。國(guó)內(nèi)研宄雙親水基陰離 子表面活性劑所見報(bào)道比較少，湯芝平，薛永強(qiáng)曾在"精細(xì)與專用化學(xué)品" 2007 (22)發(fā)表文 章"月桂胺二甲磺酸鈉兩性表面活性劑的合成與性能表征"。作為原油開采的驅(qū)油劑用雙陰 離子型表面活性劑未見報(bào)道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于提供一種雙陰離子表面活性劑驅(qū)油劑及其制備方法和應(yīng)用，以 有效地提高原油的采收率。
[0006] 本發(fā)明采用的技術(shù)方案是： 一種雙陰離子表面活性劑驅(qū)油劑，所述的雙陰離子表面活性劑的分子結(jié)構(gòu)式是：
其中R為C12~C 22直鏈飽和烷烴，X是CH 2COONa或CH2CHOHCH2SO3Na -種。
[0007] 上述雙陰離子表面活性劑驅(qū)油劑的制備方法，包括下列步驟： (1) 在不銹鋼反應(yīng)釜中加入復(fù)合溶劑和脂肪伯胺，在70~KKTC溶解后，加入相轉(zhuǎn)移催 化劑，按質(zhì)量的1~2倍滴加丙烯酸酯，回流反應(yīng)時(shí)間5~8h，得到烷基氨基酸酯； (2) 在上述產(chǎn)物中加入氯乙酸鈉或3-氯-2-羥基丙磺酸鈉，在80~100°C下取代反應(yīng) 3~6h，加入40~50%的氫氧化鈉水溶液，在60~85°C下水解反應(yīng)5~10h，得到雙陰離 子表面活性劑驅(qū)油劑。
[0008] 上述雙陰離子表面活性劑驅(qū)油劑用于三次采油的化學(xué)驅(qū)油中。
[0009] 采用上述技術(shù)方案的本發(fā)明，與現(xiàn)有技術(shù)相比，其有益效果是： 本發(fā)明的雙陰離子型表面活性劑，含有兩個(gè)羧酸基陰離子或一個(gè)羧酸基一個(gè)磺酸基陰 離子，與常規(guī)陰離子型表面活性劑相比，在巖石表面吸附更穩(wěn)定，潤(rùn)濕性能更突出，剝離巖 石表面原油能力更強(qiáng)，并且易溶于水，對(duì)溫度敏感性低，更適用于高含水或特高含水油藏的 剩余油驅(qū)油，有效地提高原油的采收率。
[0010] 作為優(yōu)選，本發(fā)明更進(jìn)一步的技術(shù)方案是： 所述的復(fù)合溶劑與脂肪伯胺的質(zhì)量比為1 :〇. 2 ~ 1。
[0011] 所述的復(fù)合溶劑是水和甲醇、乙醇或異丙醇的混合物，醇類質(zhì)量濃度為30%~ 70% 〇
[0012] 所述的脂肪伯胺是C12~C 22直鏈飽和烷烴伯胺。
[0013] 所述的相轉(zhuǎn)移催化劑是聚乙二醇，其分子量為100~6000。
[0014] 所述的相轉(zhuǎn)移催化劑按脂肪伯胺質(zhì)量的0. 1~2%加入。
[0015] 所述的丙烯酸酯是丙烯酸甲酯或丙烯酸乙酯。
[0016] 所述的烷基氨基酸酯和氯乙酸鈉或3-氯-2-羥基丙磺酸鈉的摩爾比為I :1~1. 5。
【附圖說明】
[0017] 圖1為本發(fā)明實(shí)施例的雙陰離子表面活性劑驅(qū)油劑性能評(píng)價(jià)表。
【具體實(shí)施方式】
[0018] 以下通過具體實(shí)施例詳細(xì)說明本發(fā)明的實(shí)施過程和產(chǎn)生的效果，旨在更好地理解 本發(fā)明的實(shí)質(zhì)和特點(diǎn)，不作為對(duì)本案例可實(shí)施范圍的限定。
[0019] 實(shí)施例1 : 在2m3不銹鋼反應(yīng)釜中加入400kg水和350kg異丙醇，攪拌加熱，溫度80°C時(shí)加入 300kg十二烷基伯胺，溶解完成后，加入3. 5kg聚乙二醇（800)，滴加155kg丙烯酸甲酯，回 流6h，得到十二烷基氨基丙烯酸甲醋。加入210kg氯乙酸鈉，在85°C反應(yīng)5h，反應(yīng)完畢后滴 加45%氫氧化鈉水溶液165kg，在80°C水解反應(yīng)7h，得到十二烷基氨基雙丙烯酸鈉溶液，即 為雙陰離子表面活性劑驅(qū)油劑，編號(hào)為QY-I。
[0020] 實(shí)施例2 : 在2m3不銹鋼反應(yīng)釜中加入400kg水和350kg異丙醇，攪拌加熱，溫度80°C時(shí)加入 300kg十二烷基伯胺，溶解完成后，加入5kg聚乙二醇（5000)，滴加155kg丙烯酸甲酯，回流 5h，得到十二烷基氨基丙烯酸甲酯。加入355kg3-氯-2-羥基丙磺酸鈉，在85°C反應(yīng)5h，反 應(yīng)完畢后滴加45%氫氧化鈉水溶液165kg，在80°C水解反應(yīng)7h，得到十二烷基氨基丙烯酸羥 丙基磺酸二鈉溶液，即為雙陰離子表面活性劑驅(qū)油劑，編號(hào)為QY-2。
[0021] 實(shí)施例3: 在2m3不銹鋼反應(yīng)釜中加入350kg水和350kg異丙醇，攪拌加熱，溫度80°C時(shí)加入 300kg十八烷基伯胺，溶解完成后，加入3. 5kg聚乙二醇（2000)，滴加126kg丙烯酸乙酯，回 流6h，得到十八烷基氨基丙烯酸乙酯。加入150kg氯乙酸鈉，在85°C反應(yīng)5h，反應(yīng)完畢后滴 加45%氫氧化鈉水溶液120kg，在80°C水解反應(yīng)7h，得到十八烷基氨基雙丙烯酸鈉溶液，即 為雙陰離子表面活性劑驅(qū)油劑，編號(hào)為QY-3。
[0022] 實(shí)施例4 : 在2m3不銹鋼反應(yīng)釜中加入350kg水和350kg乙醇，攪拌加熱，溫度80°C時(shí)加入300kg 十八烷基伯胺，溶解完成后，加入5kg聚乙二醇（5000)，滴加126kg丙烯酸乙酯，回流6h，得 到十八烷基氨基丙烯酸乙酯。加入231kg3-氯-2-羥基丙磺酸鈉，在85°C反應(yīng)6h，反應(yīng)完 畢后滴加45%氫氧化鈉水溶液115kg，在80°C水解反應(yīng)7h，得到十八烷基氨基丙烯酸羥丙基 磺酸二鈉溶液，即為雙陰離子表面活性劑驅(qū)油劑，編號(hào)為QY-4。
[0023] 實(shí)施例5 : 在2m3不銹鋼反應(yīng)釜中加入400kg水和500kg異丙醇，攪拌加熱，溫度80°C時(shí)加入 300kg二十二烷基伯胺，溶解完成后，加入5kg聚乙二醇（6000)，滴加103kg丙烯酸乙酯，回 流6h，得到二十二烷基氨基丙烯酸乙酯。加入118kg氯乙酸鈉，在85°C反應(yīng)6h，反應(yīng)完畢后 滴加45%氫氧化鈉水溶液IOOkg，在80°C水解反應(yīng)7h，得到二十二烷基氨基雙丙烯酸鈉溶 液，即為雙陰離子表面活性劑驅(qū)油劑，編號(hào)為QY-5。
[0024] 實(shí)施例6 : 在2m3不銹鋼反應(yīng)釜中加入400kg水和500kg異丙醇，攪拌加熱，溫度80°C時(shí)加入 300kg二十二烷基伯胺，溶解完成后，加入5kg聚乙二醇（6000)，滴加103kg丙烯酸乙酯，回 流6h，得到二十二烷基丙烯酸乙酯。加入200kg3-氯-2-羥基丙磺酸鈉，在85°C反應(yīng)6h，反 應(yīng)完畢后滴加45%氫氧化鈉水溶液105kg，在80°C水解反應(yīng)7h，得到二十二烷基氨基雙丙烯 酸羥丙基酸二鈉溶液，即為雙陰離子表面活性劑驅(qū)油劑，編號(hào)為QY-6。
[0025] 按照中華人民共和國(guó)石油天然氣行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SY/T6424-2009復(fù)合驅(qū)油體系性能測(cè) 試方法和中國(guó)天然氣集團(tuán)公司企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)Q/SY1583-2013二元復(fù)合驅(qū)用表面活性劑技術(shù)規(guī) 范，對(duì)上述六個(gè)實(shí)施例的雙陰離子表面活性劑驅(qū)油劑性能評(píng)價(jià)見圖1所示。
[0026] 以上所述僅為本發(fā)明較佳可行的實(shí)施例而已，并非因此局限本發(fā)明的權(quán)利范圍， 凡運(yùn)用本發(fā)明說明書內(nèi)容所作的等效變化，均包含于本發(fā)明的權(quán)利范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種雙陰離子表面活性劑驅(qū)油劑，其特征在于，所述的雙陰離子表面活性劑的分子 結(jié)構(gòu)式是：其中R為Ci2~C22直鏈飽和燒姪，X是CHaCOONa或C&CHOHC&SOgNa-種。2. -種如權(quán)利要求1所述的雙陰離子表面活性劑驅(qū)油劑的制備方法，其特征在于，包 括下列步驟： (1) 在不誘鋼反應(yīng)蓋中加入復(fù)合溶劑和脂肪伯胺，在70~100°C溶解后，加入相轉(zhuǎn)移催 化劑，按質(zhì)量的1~2倍滴加丙締酸醋，回流反應(yīng)時(shí)間5~她，得到烷基氨基酸醋； (2) 在上述產(chǎn)物中加入氯己酸鋼或3-氯-2-哲基丙橫酸鋼，在80~100°C下取代反應(yīng) 3~化，加入40~50%的氨氧化鋼水溶液，在60~85°C下水解反應(yīng)5~lOh，得到雙陰離 子表面活性劑驅(qū)油劑。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的雙陰離子表面活性劑驅(qū)油劑的制備方法，其特征在于，所述 的復(fù)合溶劑與脂肪伯胺的質(zhì)量比為1;〇.2~1。4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的雙陰離子表面活性劑驅(qū)油劑的制備方法，其特征在于，所述 的復(fù)合溶劑是水和甲醇、己醇或異丙醇的混合物，醇類質(zhì)量濃度為30%~70%。5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的雙陰離子表面活性劑驅(qū)油劑的制備方法，其特征在于，所述 的脂肪伯胺是~C22直鏈飽和燒姪伯胺。6. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的雙陰離子表面活性劑驅(qū)油劑的制備方法，其特征在于，所述 的相轉(zhuǎn)移催化劑是聚己二醇，其分子量為100~6000。7. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的雙陰離子表面活性劑驅(qū)油劑的制備方法，其特征在于，所述 的相轉(zhuǎn)移催化劑按脂肪伯胺質(zhì)量的0.1~2%加入。8. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的雙陰離子表面活性劑驅(qū)油劑的制備方法，其特征在于，所述 的丙締酸醋是丙締酸甲醋或丙締酸己醋。9. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的雙陰離子表面活性劑驅(qū)油劑的制備方法，其特征在于，所述 的烷基氨基酸醋和氯己酸鋼或3-氯-2-哲基丙橫酸鋼的摩爾比為1 ;1~1. 5。10. -種如權(quán)利要求1所述的雙陰離子表面活性劑驅(qū)油劑的應(yīng)用，其特征在于，用于= 次采油的化學(xué)驅(qū)油中。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種雙陰離子表面活性劑驅(qū)油劑及其制備方法和應(yīng)用，屬于石油開采油田化學(xué)劑領(lǐng)域。所述的雙陰離子親水基表面活性劑的分子結(jié)構(gòu)式是：其中R為C12～C22直鏈飽和烷烴，X是CH2COONa或CH2CHOHCH2SO3Na一種。其制備方法是由脂肪伯胺與丙烯酸酯合成烷基氨基酸酯，再與氯乙酸鈉或3-氯-2-羥基丙磺酸鈉發(fā)生取代反應(yīng)，最后與氫氧化鈉溶液進(jìn)行水解反應(yīng)，得到雙陰離子親水型驅(qū)油劑，用于三次采油的化學(xué)驅(qū)油中。與常規(guī)陰離子型表面活性劑相比，在巖石表面吸附更穩(wěn)定，潤(rùn)濕性能更突出，剝離巖石表面原油能力更強(qiáng)，且易溶于水，對(duì)溫度敏感性低，更適用于高含水或特高含水油藏的剩余油驅(qū)油，有效地提高原油采收率。
【IPC分類】C07C229/16, C07C309/14, C09K8/584, C07C303/32, C07C227/16
【公開號(hào)】CN104927823
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510254237
【發(fā)明人】喬孟占, 趙娜, 何水良, 張強(qiáng), 趙用剛, 胡彬彬, 張曉龍, 羅福全, 孫桂玲
【申請(qǐng)人】唐山冀油瑞豐化工有限公司
【公開日】2015年9月23日
【申請(qǐng)日】2015年5月19日