[发明专利]一种支链醚型阴离子表面活性剂及其制法

说明书

技术领域

本发明涉及三次采油领域，具体涉及一种支链醚型磺酸盐阴离子表面活性剂及其制备方法。

背景技术

在油田开采过程中，一次采油利用油藏的天然压力仅仅能得到一部分原油。为了提高油田的采收率，人们发明了很多种辅助的采油技术，最常用的就是向油藏注水的水驱二次采油法。经过水驱后，原油还未能被全部采出。如何最大限度地采出地下剩余的原油，已经成为石油工业的一项重要任务。因此，出现了向水中添加化学助剂以进一步提高原油采收率的三次采油技术。

化学驱是三次采油的主要方法。化学驱就是利用各种化学剂(驱油剂)来改善水驱，以提高原油采收率的一种方法，其中表面活性剂驱在化学驱中占有重要地位，其被认为是可以较大幅度提高采收率、适用范围较广、最具发展前景的一种化学剂。表面活性剂是表面活性剂驱的主剂。其之所以能提高采油率，主要是由于表面活性剂的使用可显著降低油水界面张力，促进原油在水中的乳化和溶解，使驱油体系和原油变得更易流动，达到强化驱油的目的。此外，表面活性剂还可通过改变岩层的润湿性能，使岩层变得更亲水，减少岩层对油的吸附力，从而使残存于岩石孔隙中的油珠更易被驱出。

目前最常用的驱油用表面活性剂是阴离子和非离子型表面活性剂。但非离子型或阴离子型表面活性剂都不适合高水矿化度的油藏的驱油需要，尤其是目前最为广泛应用的石油磺酸盐类阴离子表面活性剂，在高盐浓度的水中，尤其是在高Ca²⁺、Mg²⁺浓度下会析出而无法得到应用。

针对这种苛刻的驱油条件，人们试图寻找一些方法来解决。其中的一种方法就是将阴离子和非离子两种表面活性剂进行复配。这也是油田目前使用的最为普遍的一种方法。非离子表面活性剂具有较好的耐盐性，但其成本较高。将其与廉价易得的阴离子表面活性剂复配使用可提高驱油体系的耐盐性能，但这种驱油体系在地层中会发生严重的“组分分离”而无法达到较佳效果。

因此，提高表面活性剂的抗盐能力是一项极为紧迫而重要的工作，尤其对我国大多数油藏为较高矿化度的油藏而言，开发耐盐的表面活性剂驱油体系更具有实际意义。

对于单一组分的耐盐型表面活性剂驱油体系的研究主要集中在阴离子-非离子复合型表面活性剂的研制上。一些具有支链的表面活性剂在加入或不加入助表面活性剂的情况下都可以很容易地形成稳定的微乳驱油体系，从而避免或减少了复配体系带来的上述“组分分离”问题。例如，美国专利4468335，4468342和4545912公开了一类具有支链疏水尾端和与聚乙二醇链亲水极性基团相连的磺酸基末端的表面活性剂。这类表面活性剂在不加入助表面活性剂的情况下也可以很容易地形成稳定的微乳，它们具有很强的溶油能力，可用于提高原油采收率。

美国专利4446079公布了具有通式(II)的支链醚型磺酸盐类表面活性剂：

其中R₁、R₂可以相同或不同，是C_1-15的烃基，R₃是C_0-5的烷基，M是阳离子，n是2至6的有理数。

在磺酸基末端和支链疏水链之间插入聚乙二醇基团得到的表面活性剂与油可以形成中相微乳，具有非常优异的溶油性能和很高的抗二价阳离子的能力。这类表面活性剂用于采油可得到高的采收率。

然而现有的支链醚型磺酸盐表面活性剂的合成工艺复杂，反应条件苛刻，涉及环氧乙烷高压氧乙基化反应，操作步骤繁琐。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种支链醚型阴离子表面活性剂及其制备方法，该表面活性剂的制备方法简单，反应条件温和，操作简便，原料价格较便宜且容易得到。该表面活性剂尤其适用于高矿化度和高Ca²⁺、Mg²⁺浓度油藏的三次采油。

本发明的产品技术方案是：

一种支链醚型阴离子表面活性剂，其结构式如(I)式所示：

在(I)式中：R₁是烷基、芳基、芳烷基或烷基芳基，R₂是烷基、芳基、芳烷基或烷基芳基，R₁与R₂相同或不同；

R₃是C_1-6的烷撑基；M是一价阳离子；

m是0～20的有理数，n是0～20的有理数，m与n相同或不同，m和n不同时为0；