[发明专利]一种双长链烷基羟基磺基甜菜碱表面活性剂及驱油剂

说明书

技术领域

本发明涉及一种双长链烷基羟基磺基甜菜碱表面活性剂及驱油剂，属于石油开采用驱油技术领域。

背景技术

上世纪40年代以前，几乎所有的油藏都是依靠自身的能量进行开采，即所谓的一次采油。一次采油的采收率较低，采油速度也较低。为了进一步提高采收率，通常采用人工注水的方法，给地层补充能量，即二次采油。一次、二次采油之后仍有大量的原油存在于地层的孔道中，因此有必要进行三次采油。化学驱是三次采油的重点研究方向之一，表面活性剂是常用的化学驱油剂之一。研究表明当油水界面间的界面张力<10^-2mN/m时，可以显著减低剩余油饱和度，较大幅度提高采收率。

表面活性剂的加热可以显著降低油水间界面张力，考虑到各种化学药剂的协同作用，驱油体系中经常加入碱、表面活性将、聚合物，即三元复合驱。碱的加入可以与原油中的石油酸产生表面活性剂，减少表面活性剂的用量，降低岩层对表面活性剂的吸附。然而碱的加入同时会造成地层伤害，结垢，缩短检泵周期，降低体系的粘度，以及采出液处理困难等等一系列问题，因此，现在采用聚合物表面活性剂体系，以避免碱的使用。

常用的石油磺酸盐通常在无碱条件下不能将油水界面张力降到超低，需要复配使用，复配的表面活性剂体系，由于地层的吸附，常常会导致色谱分离效应的出现，导致采收率的降低。因此需要开发出新型的表面活性剂。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种双长链烷基羟基磺基甜菜碱表面活性剂，其在无碱的条件下可以将原油与水之间的界面张力降低到超低的程度。

为达到上述目的，本发明提供了一种双长链烷基羟基磺基甜菜碱表面活性剂，其结构式为：

根据本发明的具体实施方案，优选地，在上述结构式中，n=7-19；更优选地，n=7、9、11、13、15、17或19。

根据本发明的具体实施方案，优选地，在上述结构式中，n=7-17。

根据本发明的具体实施方案，优选地，该双长链烷基羟基磺基甜菜碱表面活性剂的每个长链烷基的碳原子数相等。

根据本发明的具体实施方案，优选地，该表面活性剂是由双长链烷基甲基叔胺与3-氯-2-羟基丙磺酸钠反应制得的。

本发明还提供了上述双长链烷基羟基磺基甜菜碱表面活性剂的制备方法，其是在NaOH或者Na₂CO₃存在的条件下，使双长链甲基叔胺与3-氯-2-羟基丙磺酸钠进行反应，其中，氢氧化钠或者碳酸钠和双长链甲基叔胺的摩尔比为1：1，3-氯-2-羟基丙磺酸钠与双长链甲基叔胺的摩尔比为1-2：1，反应介质为乙醇与水的混合液或者异丙醇与水的混合液，其中醇和水的体积比为1：1，水与双长链甲基叔胺的摩尔比为20-50：1，反应温度为60-90℃，反应时间为5-8小时；

反应结束后，用石油醚洗去未反应的双长链甲基叔胺，除去水和反应介质，利用乙醇洗涤反应产物，然后蒸去乙醇得到所述双长链烷基羟基磺基甜菜碱表面活性剂。

本发明还提供了一种驱油剂，其包含上述双长链烷基羟基磺基甜菜碱表面活性剂。该驱油剂可以全部采用上述的双长链烷基羟基磺基甜菜碱表面活性剂，也可以将其与其他成分复配使用。

根据本发明的具体实施方案，优选地，该驱油剂还包含水；更优选地，该水为地层水，例如油田地层水。

根据本发明的具体实施方案，在上述驱油剂中，双长链烷基羟基磺基甜菜碱表面活性剂可以与水（例如油田地层水）等以任意的比例复配；优选地，以该驱油剂的重量百分比计，双长链烷基羟基磺基甜菜碱表面活性剂的含量为0.01-1wt%。

在总表面活性剂质量浓度为0.01%-0.5%范围内（在整个驱油体系中即表面活性剂+水，表面活性剂的所占比例），不加碱、53.2℃的条件下，采用含有本发明提供的双长链烷基羟基磺基甜菜碱表面活性剂的驱油剂能够使原油与地层水的界面张力降至10^-3mN/m的数量级。

附图说明

图1为实施例1制备的双十二烷基甲基羟基磺基甜菜碱的红外谱图；

图2为实施例1制备的双十二烷基甲基羟基磺基甜菜碱的质谱图；

图3为不同浓度下的界面张力随时间变化的曲线图。

具体实施方式

实施例1

本实施例提供了一种双十二烷基甲基羟基磺基甜菜碱，其是通过以下步骤制备的：