[发明专利]一种聚氧乙烯异构十三烷氧基丙胺及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种聚氧乙烯异构十三烷氧基丙胺及其制备方法和应用。该聚氧乙烯异构十三烷氧基丙胺结构式如式(1)所示，其中：n₁取值1‑5，n₂取值1‑5。本发明提供的聚氧乙烯异构十三烷氧基丙胺是一类新型的支链型非离子表面活性剂，增加了分子结构中烷基链与非极性溶剂的亲和性，改善了表面活性剂的亲水亲油平衡，增加了其应用可行性，具有较高的应用前景，该表面活性剂在地层中遇到水发生质子化后能稳定泡沫，从而抑制CO₂在水层窜进，改善CO₂驱效果，达到抑制气窜的效果。

技术领域

本发明属于石油开采技术领域，涉及一种聚氧乙烯异构十三烷氧基丙胺及其制备方法和应用。

背景技术

低渗透油藏由于注水难，地层能量无法有效补充。在这种情况下，可通过注气提高采收率。现场试验表明，注气时视吸气指数可达注水相应指标的7倍多，显示出注气在低渗透油藏开发中较大的应用潜力。注入地层的气体可选择CO₂、N₂甚至空气，但由于CO₂与地下原油易混相，且注入工业生产过程中产生的CO₂可同时实现地下埋存的目的，因此CO₂驱是目前应用最多的气驱方式。

注CO₂采油的关键是流度控制。CO₂流度高，易沿渗透率较高的地层窜进；再加上气体超覆现象，大大降低了CO₂驱的波及系数。可通过泡沫控制气体的流度，通常采用如下工艺：在地层中先注入含表面活性剂的水溶液，然后注入气体；气体遇到表面活性剂水溶液即可生成泡沫。依靠这些泡沫的贾敏效应，可有效抑制气体窜进，但该技术有以下缺点：一是注水后转注气体的过程中注入压力往往很高，二是注入的水可能会影响CO₂与原油的接触。鉴于这些问题，Dow Chemical Company、University of Texas at Austin等从2008年开始研究将气溶性起泡剂加到CO₂中，从而在超临界CO₂通过含水地层时可就地生成泡沫实现调整气体流度的目的。

通过气溶性起泡剂调控气体流度有三个优势：(1)在气体流经水层时即可生成泡沫，实现流度控制；(2)对气体重力分异也有调控作用；(3)消除了水气交替注入过程中注水转注气时注入压力高的问题。另外，由于气体流速高，气相中携带的表面活性剂不易发生吸附。这些优势使气溶性起泡剂在提高采收率领域显示出较好的应用潜力。

使用气溶性起泡剂调控气体流度的关键是亲CO₂起泡剂的设计。超临界CO₂是一种弱极性溶剂，开发在CO₂中有一定溶解度并能稳定泡沫的表面活性剂是一个有挑战性的工作，其难点主要集中在高温下表面活性剂的气溶性、高温下表面活性剂的起泡性以及表面活性剂在孔隙介质中的传播性三个方面。

表面活性剂在CO₂中的溶解性取决于表面活性剂分子结构、CO₂的密度(由温度、压力决定)。一般说来，离子型表面活性剂的溶解度低于非离子表面活性剂。除含氟、含硅表面活性剂外，只有特殊设计的离子型表面活性剂，如二(3,5,5-三甲基-1-己基)磺化琥珀酸钠(简称AOT4)、1,2,3-三(2′,2′-二甲基丙氧基羰基)-丙烷-1-磺酸钠(简称TC14)才在CO₂中有一定溶解性，但这些表面活性剂价格昂贵，在油田提高采收率中的应用价值不大。非离子表面活性剂虽然表现出一定的气溶性，但其浊点一般低于80℃，难以适应低渗透油藏较高的温度。因此，目前急需开发一种在CO₂中有一定溶解度并能稳定泡沫的表面活性剂。

发明内容

为了获得一种在CO₂中有一定溶解度并能稳定泡沫的表面活性剂，本发明的目的在于提供一种聚氧乙烯异构十三烷氧基丙胺及其制备方法和应用，其表现出独特的界面性能，为CO₂驱开发中表面活性剂的使用提供更多选择。