[发明专利]一种高效二元驱油用表面活性剂、制备方法及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及油田化学应用领域，特别是一种高效二元驱油用表面活性剂、制备方法及其应用。

背景技术

目前，世界大多数油田都已经进行开采中后期，油藏经过一次采油和二次采油后，仍有超过60%的原油残留在油藏的岩石孔隙中，因此，三次采油研究尤其是以表面活性采油得到了人们的普遍重视。

在油田进入高含水期后，剩余油以不连续的油滴被圈闭在油藏岩石的孔隙中，作用于油滴上的两个主要力是粘滞力和毛细管力。如果使用适当的表面活性剂体系，降低油水间的界面张力，便减少了使残余油移动时油滴变形所带来的阴力，从而提高原油采收率。表面活性剂用于三次采油主要有二元复合驱和三元复合驱，然而，三元复合驱体系中的碱对地层的岩石和矿物有溶解作用，造成联合站处理系统结垢严重，影响原油生产的正常运转。

发明内容

本发明的目的在于克服背景技术中存在的不足，提供一种二元驱油用两性表面活性剂、制备方法及其应用，由本方法制备的表面活性剂作为驱油剂适用于油田三次采油中，在使用时，表面活性剂与聚丙烯酰胺聚合物形成二元驱油体系，用聚丙烯酰胺聚合物的粘弹性来提高波及系数，减少驱油剂在地层岩石上的吸附损耗。用本发明驱油剂的降低界面张力能力和增溶能力提高洗油效率。两者协同作用将注水或不能采出的残余油驱出，从而提高油藏的采收率。

本发明所采用的技术方案是：该高效二元驱油用表面活性剂的分子式为：

其中：R₁为长链烷基；R₂、R₃分别为CH₃-、CH₃CH₂-、CH₃CH₂CH₂-、-CH₂CH₂OH中的任意一种； M为-CH₂COO^-、-CH₂CH₂COO^-、-CH₂CH₂CH₂COO^-、-CH₂CH₂SO₃^-、-CH₂CH₂CH₂SO₃^-、中的任意一种。

所述的高效二元驱油用表面活性剂的制备方法包括如下步骤：

（1）开环醚化反应：

    将脂肪醇放入装有搅拌器和滴液装置的反应器中，加热熔化升温至70-100℃，按脂肪醇与环氧卤代烷的摩尔比为1：(1~1.3)滴加环氧卤代烷0.5-1.5h，升温至100-150℃反应2-7h，得到脂肪烷氧基羟基卤代烷；

（2）叔胺化反应：

将步骤（1）中得到的醚化产物降温至40-70℃，按脂肪醇与双烷基胺摩尔比为1：(1~1.4)加入含量为40%的双烷基胺水溶液，搅拌，加入碱调PH至9~11，保温反应5-8h，静置分层，弃去下层水相，得到上层脂肪烷氧基羟基叔胺；季铵化反应：

（3）季铵化反应：

将脂肪烷氧基羟基叔胺于反应器中加热熔化，按脂肪烷氧基羟基叔胺与卤代酸摩尔比为1：(1-1.3)加入卤代酸水溶液，卤代酸质量浓度为40%，用碱调pH值至8-9，升温至75-90℃反应5~8h，得到二元驱油用表面活性剂。

该表面活性剂驱油体系是所述的表面活性剂与聚合物组成二元驱油体系应用于三次采油。

本发明所具有的有益效果是：1、所涉及的化工原料均为常用化工原料，原料来源广泛、成本低。2、制备的表面活性剂与聚合物形成的驱油体系不需要再添加其它助剂，在无碱条件下仍能与大庆原油形成10^-3～10^-4mN/m的超低界面张力。3、制备的表面活性剂与聚合物形成的驱油体系具有良好的配伍性，可以与大庆不同驱块的油水条件配伍，形成10^-3～10^-4mN/m的超低界面张力。

具体实施方式：

实施例1：二元驱油用表面活性剂十六烷氧基甜菜碱的制备：

（1）开环醚化反应：

    将72.6g十六醇放入装有搅拌器和滴液装置的反应器中，加热熔化升温至80℃，滴加30.5g环氧氯丙烷1h，升温至130℃反应5h，得到十六烷氧基羟基氯丙烷。