[发明专利]一种三次采油用改性甜菜碱型两性表面活性剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于石油开采助剂技术领域，特别涉及一种三次采油用改性甜菜碱型两性表面活性剂及其制备方法。

背景技术

众所周知，石油作为一种战略资源，关系到国家经济发展与安全，但是随着油田的不断开采和新探明的储量的减少，如何开采占地下原始储量60 %以上常规方法开采不出的原油、提高原油采收率已经成为世界各国普遍关注的问题，当前我国大部分油田处于水驱（二次采油）阶段，为了进一步提高现有油藏采收率，三次采油技术的应用已经势在必行。研究实践表明，常规的复合驱油技术如果要得到高的采收率，必须使油-水界面张力降低到10^-3 mN/m，而目前现有的单一的表面活性剂很难达到此项要求，往往需要加入大量的碱。基于表面活性剂/碱/聚合物基础之上的三元复合驱（ASP），综合了碱驱、表面活性剂驱、聚合物驱的优点并且大大提高了采油率。通过三者的有机结合，充分发挥其协同作用，使得驱油体系既具有超低的界面张力，又有较大的波及系数。但是，该体系中高浓度的碱会导致管柱的腐蚀和地层伤害，对环境造成巨大危害，因此在无碱的条件下将油水界面张力降到超低的表面活性剂的研究和开发正在成为复合驱热点和难点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种三次采油用改性甜菜碱型两性表面活性剂及其制备方法，所述两性表面活性剂在无碱体系以及高矿化度条件下能将油-水界面张力降到10^-3 mN/m以下。

本发明采用的技术方案如下：

一种三次采油用改性甜菜碱型两性表面活性剂，所述表面活性剂是以氯乙酸、无机碱、碳链长为12-22的叔胺、石油磺酸钠为原料，依次经过中和、季铵化、改性获得的。

氯乙酸、无机碱、碳链长为12-22的叔胺、石油磺酸钠的投料物质的量比为1:1:1:0.1-0.5。

所述碳链长为12-22的叔胺为下列之一：十二烷基叔胺、十四烷基叔胺、十六烷基叔胺、十八烷基叔胺或二十二烷基叔胺。

所述的无机碱可选择氢氧化钠、氢氧化钾等。

所述中和反应如下进行：将氢氧化钠的水溶液滴加入氯乙酸的水溶液中或将氯乙酸的水溶液滴加入氢氧化钠的水溶液中，于35-45℃反应1-3h。

氢氧化钠水溶液的质量浓度为20-35%，氯乙酸的水溶液浓度为30-50%。

季铵化反应如下进行：将与无机碱等物质量的叔胺和溶解叔胺量的溶剂加入中和反应后的反应液，在70-95℃搅拌反应5-8小时。所述的溶剂为甲醇、乙醇、异丙醇或乙二醇单丁醚

将质量浓度为30-50%的石油磺酸钠加入季铵化后的体系中，继续搅拌反应1-3小时，得到所述两性表面活性剂。

制备过程中的溶剂无须去除。

本发明提供了一种能够在无碱体系以及高矿化度条件下能将油-水界面张力降到超低的表面活性剂和聚合物（SP）复合驱油体系，其具备以下特点：

1）能在较宽的浓度范围下使原油与水的界面张力降到10^-3_~10^-4 mN/m；

2) 无碱条件下就能够使油水界面张力达到10^-3 mN/m，因此可以最大限度的降低腐蚀结垢现象的发生，对减少碱对地层的损害有较高的使用价值，高效环保；

3) 采用无碱体系，可以相应降低聚合物的用量，更加降低复合驱的成本；

4）驱油体系在岩石表面吸附量较少，抗色谱分离能力强；

5）所述表面活性剂水溶性好；

6) 主要原料来源广泛，价格低廉，原料稳定，生产工艺简单，具有较高的经济价值和社会价值。

本发明相对于现有技术，有以下优点：

本发明所述的三次采油用改性甜菜碱型两性表面活性剂高效环保、界面活性强、水溶性好，制备方法简单。

具体实施方式

   以下以具体实施例来说明本发明的技术方案，但本发明的保护范围不限于此：

实施例1

称量12g的氯乙酸配制成浓度为40%的水溶液，将该溶液置于反应瓶中，机械搅拌。称取5.2g的氢氧化钠溶于水中，溶液浓度为30%。室温条件下将氢氧化钠溶液滴加到氯乙酸溶液中，反应温度控制在40℃左右反应2h。将35g十六烷基叔胺和30g乙醇加入中和好的氯乙酸钠溶液中，温度升到70℃继续搅拌反应7小时。将320g质量浓度为50%的石油磺酸钠加入季铵化的体系中，继续搅拌2小时。最终得到改性的甜菜碱两性表面活性剂432g。

实施例2