[发明专利]可作为驱油剂的两性双子表面活性剂

说明书

技术领域

本发明涉及可作为三次采油化学驱油剂的一种两性双子表面活性剂。

背景技术

我国许多油田已陆续进入开发后期，常规开采技术，即利用油藏中的天然能量作为驱油动力的“一次采油”和通过注水(或注气)向油藏中补充能量作为驱油动力的“二次采油”只能采出原油地质储量的三分之一左右，而且我国的油田大部分是低渗、超低渗透油田，油藏砂体规模小，且小断块油田居多，常规的采油方式已经不能满足社会经济发展对能源的需求。如何利用先进技术将这些剩余油尽可能多地、经济高效地开采出来，即提高原油采收率(又被称为三次采油、强化采油)，是目前所有油田开发备受关注的问题。三次采油是通过注入一些化学物质，从而改变原油粘度或界面张力，来驱替油层中的剩余油。目前，使用化学驱三次采油提高原油采收率已成为油田开发的主要研究方向之一。在各种三次采油化学方法中，表面活性剂驱最有前途，是我国三次采油的主攻方向之一。

所谓驱油，就是把黏附于岩石表面上或是滞留在岩石孔隙中的油“驱替”出来。它主要利用表面活性剂在溶液中形成胶团的性质，来提高原油采收率。表面活性剂溶液的物理化学性质，如：表面和界面动力学、流变学特性、各种表面活性剂之间的相互作用和配伍性是表面活性剂驱油的关键。其中，降低表面张力是迫使滞留在多孔介质中的残余油流动的唯一方式，也是能够大幅提高油田开采效率的有效方法。驱油剂必须将油水界面张力降至10^-3mN/m或更低的数量级，否则将无使用价值。由于单纯的表面活性剂很难将油水界面张力降低到10^-3mN/m以下。因此，目前化学驱中使用的表面活性剂，大多数为石油磺酸钠外加碱剂等助剂的复配物。然而外加碱剂会使pH升高，使得粘土矿物的膨胀加剧，水敏性增强，以及石油磺酸盐与地层水、粘土的可交换高价阳离子作用形成磺酸盐沉淀，在地层内结垢等，从而对地层造成较大的伤害，严重的影响了石油的可持续开发。而且氢氧化钠的用量一般都比较高，也增大了石油的开采成本，影响了石油开采的经济效益。另外，由于复配物是混合物，多组分体系在油层中流动时，驱油剂各成份之间可能发生色谱分离，从而会破坏原配方体系的完整性，因此会使得已形成的超低界面张力消失，以至驱油效率降低。

发明内容

本发明的目的是提供可作为驱油剂的两性双子表面活性剂，它不需要加碱，对地层伤害低，同时性能稳定；具有优秀的降低油/水界面张力能力，能在较宽的范围内保证原油/水具有超低界面张力，并且能够克服驱油体系色谱分离现象导致的油/水界面能力降低的问题。

为达到上述目的，本发明提供以下技术方案：可作为驱油剂的两性双子表面活性，包括N,N'-乙基-N,N'-丁磺基-N,N'-烷基-烷基二胺，其结构如下：

所述两性双子表面活性剂N,N'-乙基-N,N'-丁磺基-N,N'-烷基-烷基二胺联结基碳原子数n分别为3、4、5、6，烷基碳原子数m为12、14、16、18，表示为m-n-m。

本发明两性双子表面活性剂N,N'-乙基-N,N'-丁磺基-N,N'-烷基-烷基二胺m-n-m作为用于三次采油的一种化学驱油剂，该驱油剂在不外加碱的情况下即可与原有达到超低界面张力，该驱油剂即可以单独适应，也可以和其同系物双子表面活性剂N,N'-乙基-N,N'-丁磺基-N,N'-烷基-烷基二胺m'-n'-m'复配，m与m'相同或不相同，n与n'相同或不相同，其复配比例为0～100质量%。

所述两性双子表面活性剂N,N'-乙基-N,N'-丁磺基-N,N'-烷基-烷基二胺m-n-m和阳离子表面活性剂复配，其复配比例为10～90质量%。

所述阳离子表面活性剂为季铵盐类表面活性剂。

所述两性双子表面活性剂N,N'-乙基-N,N'-丁磺基-N,N'-烷基-烷基二胺m-n-m和非离子表面活性剂复配，其复配比例为10～90质量%。

所述非离子表面活性剂为脂肪醇聚氧乙烯醚、十二烷基酚聚氧乙烯醚、脂肪酸聚氧乙烯醚酯和多元醇脂肪酸聚氧乙烯醚。

该类表面活性剂N,N'-乙基-N,N'-丁磺基-N,N'-烷基-烷基二胺为白色固体，属于两性离子表面活性剂，在水中溶解性很好。制备上述两性双子表面活性剂，包括以下步骤：

(1)在一干燥反应器中，以丙酮为溶剂，先加入4-氨基丁基磺酸钠，再滴加二溴烷，4-氨基丁基磺酸钠与二溴烷的摩尔比为3:1～2:1，密封后于室温下反应4～6h，得中间产物N,N，-丁磺基-1,4-二胺；