[发明专利]一种多官能团两型阴离子驱油新材料的制备

说明书

本发明涉及一种多官能团两型阴离子驱油用新材料的制备方法。以马来酸酐、长链脂肪醇(十二醇、十四醇、十六醇)、磷酸氢二钠、氯乙酸钠为原料，通过酯化反应、加成反应、取代反应生成多官能团两型阴离子驱油用新材料。其特征在于：此类驱油用新材料含有多个阴离子基团，与普通的驱油剂相比有更好的耐温抗盐性，较高的界面活性，耐酸碱性能比较强，具有良好生物活性，且容易生物降解，符合油藏环境平衡的理念。

技术领域

本发明提供了一种多官能团两型阴离子驱油用新材料的制备方法，具体是利用经典的化学反应将几种常见的化工原料合成一种多官能团两型阴离子驱油用新材料。制备的新材料具有较高的界面活性，使原油与水界面上能够达到超低界面张力，是一种应用前景广阔的驱油新材料。此类驱油用新材料含有多个阴离子基团，与普通的驱油剂相比有更好的耐温抗盐性，较高的界面活性，耐酸碱性能比较强，具有良好生物活性，且容易生物降解，符合油藏环境平衡的理念。

背景技术

石油是世界工业的咽喉，它的存在不仅涉及到经济发展，更重要的是对国家的安全产生重大的影响，自二战以后几乎所有战争都是由抢夺石油资源引起的。我国是石油含量较为丰富的一个国家，但是我国石油人均量匮乏，仅为世界平均人均水平的1/5。除了大庆、胜利、长庆等主要的油田外，其他的油气田单位面积储量都普遍较小，而且低品位油田居多，同时油田埋藏较深、类型较复杂、品质差。在剩余可采的储量中，优质石油资源不足，低渗或特低渗油、稠油等油田居多。由此可见，勘探难度越来越大，隐蔽且复杂的油气藏已经成为勘探主要对象，地表和地质条件复杂的地区正在成为新的重点勘探目标区。老油田已进入高含水、高采出阶段，综合含水率高达80％，平均采出的程度大于65％，原油产量呈现递减的趋势，鉴于易于回收的石油很快就会被耗尽，而且通过常规方法开采过的油层中仍残留着大量的油，因此三次采油的实施对于保证石油的持续供应至关重要。在众多的三次采油技术中，化学驱油技术因其“性价比高”日益受到科学工作者的广泛重视。目前常规使用的非离子型、阴离子型等单一类型驱油剂耐温抗盐性能方面表现不足，使得一类普适性高、性能好、成本低的驱油新材料逐渐成为研究的焦点。

磷酸型表面活性剂具有良好的溶解性、乳化性、生态环保以及较低的生物刺激性等，与一般阴离子型表面活性剂相比，其耐硬水、耐酸碱性、电解质性、抗静电性均好。羧酸盐型表面活性剂若存在多个羧基，亲水性显著，发泡性能良好，能使油层和水层的界面张力达到10^-3～10^-4mN/m。设计出来的既存在磷酸型基团又存在羧基的驱油新材料综合了它们各自的优点，使其具有耐温性耐盐性和较高的界面活性，对于提高石油采收率有明显的优势。

发明内容

本发明的目的在于设计合成一种多官能团两型阴离子驱油用新材料。为实现上述目的，本发明主要通过以马来酸酐、长链脂肪醇(十二醇、十四醇、十六醇)、磷酸氢二钠、氯乙酸钠等为原料，通过酯化反应、加成反应、取代反应生成一种多官能团两型阴离子驱油用新材料。

其合成方法主要包括如下步骤：

第一步：脂肪醇马来酸单酯的制备。在250mL三口瓶中，混合加入长链脂肪醇(十二醇、十四醇、十六醇)和马来酸酐，磁力搅拌，加热升温，反应数小时，得到相应的脂肪醇马来酸单酯。

第二步：脂肪醇马来酸单酯磷酸二钠的制备。称取磷酸氢二钠粉末，加入一定量蒸馏水，微热使其溶解。在100mL三口瓶中，称取第一步产物并加入配制好的磷酸氢二钠溶液，磁力搅拌，加热升温，反应数小时。反应结束后，用氢氧化钠溶液调节pH值至弱碱性，得到相应的脂肪醇马来酸单酯磷酸二钠。

第三步：最终产物的制备。在100mL三口瓶中，称取一定质量的氯乙酸钠和相应的脂肪醇马来酸单酯磷酸二钠，磁力搅拌，加热升温，反应数小时。反应结束后，用氢氧化钠溶液调节pH值至弱碱性，得到最终产物。

在本发明中，第一步制取过程是，马来酸酐和长链脂肪醇(十二醇、十四醇、十六醇)的摩尔比为1∶1～1∶1.4，反应时间为2h～10h，反应温度为70℃～110℃，得到相应的脂肪醇马来酸单酯。