[发明专利]一种Gemini表面活性剂及制备方法、组合物及其应用

说明书

本发明提供一种Gemini表面活性剂及制备方法、组合物及其应用，所述制备方法包括以下步骤：向单取代脂肪二胺中加入带有亲水基团的卤代物、酸酐或内酯，反应得到中间体；中间体进一步与卤代烃反应得到所述Gemini表面活性剂。本发明得到的纳米颗粒和表面活性剂组合物能够发挥表面活性剂与纳米颗粒协同作用，具有低界面张力，强洗油能力和乳化扩波及作用，提高低渗油藏微观波及效率，从而提高采收率；纳米颗粒和表面活性剂组合物制备方法简单，可大规模工业化生产，低渗油藏应用前景广阔；本发明包含二维纳米颗粒的复合驱组合物，能够有效封堵高渗通道，减少污水排放，降低无效循环和无效能耗，应用前景广阔。

技术领域

本发明属于石油开发技术领域，特别涉及一种Gemini表面活性剂及制备方法、组合物及其应用。

背景技术

低渗油藏同中高渗油藏相比，低渗透油藏储层物性更为复杂，开发矛盾更为突出，开发难度更大。注水开发时，存在注水井吸水能力低；注水过程中会出现更严重的水锁、水敏、速敏等问题，伤害地层；岩石物性差，孔隙喉道细小，具有严重的贾敏效应，这些问题都导致低渗透油田注水采收率低，油藏初期产能低，产量递减快，水驱后仍有大量的原油滞留地下不能得到有效开发，所以整体开发水平较低。

目前，已有相当部分低渗透油藏进入高含水甚至特高含水阶段，无效循环严重，亟需发展大幅度提高采收率的接替技术。目前三次采油主要开发接替技术有化学复合驱等，许多技术已经过先导试验，开始进入工业化推广阶段，但是这些提高采收率技术主要还是针对中高渗油藏。低渗油藏提高采收率还处于探索研究阶段，发展一种切实可行的提高采收率技术，实现这类低渗透储层的有效开发，显得尤为重要。

低渗透油藏通常具有很强的微观非均质性，孔隙分布不均匀，影响驱油体系的波及效率。传统复合驱主要通过聚合物提高波及效率，但是低渗油藏孔隙喉道细小，像聚合物这种高分子量高粘度体系难以注入，并且聚合物注入后受空隙剪切后，粘度损失严重，无法深度扩大波及。所以，常规的高黏聚合物驱油体系不能满足低渗透油藏扩大波及提高采收率的需求。

现有技术方案是化学驱基础上发展了纳米驱油技术。CN 110484229 A公开了一种用于低渗透油藏的复合驱油体系及其制备和应用方法，该体系由以下质量百分比的组分组成：纳米石墨0.05％～0.35％；分散剂0.05％～0.15％；两性离子表面活性剂0.15％～0.35％；余量为水。该体系具有显著降低油水界面张力提高洗油效率的能力，改性纳米石墨乳的颗粒聚集效应可实现地层深部调控、扩大波及体积的双重作用。通过分段塞注入的方式注入油层，能够最大限度的提高非均相复合驱油体系的驱油效果。CN 111394076 A公开了一种具有高效封堵效果的低渗油藏用调驱剂的制备方法。通过纳米碳酸钙的加入，增加调驱剂的表面致密度，当水与调驱剂相接触时，水从调驱剂的表面滑落，不会与调驱剂相融合，从而提高调驱剂的封堵性能。

纳米颗粒除了可以增加驱油体系的粘弹性和稳定性还能够形成稳定的乳液。纳米颗粒在油-水界面产生不可逆吸附，形成稳定的乳液。纳米颗粒与表面活性剂复配后，可通过二者协同作用进一步提高乳化能力，从而提高微观波及效率。因此，研制一种具有强乳化性能的高效纳米颗粒/表面活性剂复合驱体系是非常有必要的。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种Gemini表面活性剂及制备方法、组合物及其应用，能够最大程度的发挥表面活性剂和纳米颗粒的协同作用，通过乳化扩大微观波及体积，大幅提高低渗油藏采收率。为了实现上述目的，采用以下技术方案：

一种Gemini表面活性剂，分子结构式如下：

式中，R₁为C₂～C₆的烷烃、烯烃或芳烃；