一種二元驅油用陰離子表面活性劑的製備方法
2024-04-05 18:05:05
專利名稱：一種二元驅油用陰離子表面活性劑的製備方法
技術領域：
本發明涉及一種二元驅油用陰離子表面活性劑的製備方法。
背景技術：
地下原油經過一次和二次開採後，大部分原油仍殘留在地層中，三次採油技術是 利用化學劑進行強化採油的技術，複合驅指鹼一表面活性劑一聚合物三者中兩者或三者合 一的複合驅油技術，聚合物增加驅替液的粘度，改善油/水流度比和吸水剖面，其粘彈性還 具有一定的洗油效果，表面活性劑降低油/水界面張力，乳化和增溶原油；鹼與原油中的酸 性物質反應就地生成新的表面活性劑，與外加表面活性劑起協同效應，更大限度地降低油/ 水界面張力。是提高採收率最高的一種方法，理論上可將油全部採出，但鹼在實際應用中發 現了鹼垢損壞地層和卡泵等嚴重問題，阻礙了該技術的正常發展。現有常規的三元複合驅體系，其鹼的使用濃度在1. 0 1. 5%，但從礦場試驗中暴 露出一些直接制約該技術實現工業化應用的問題由於鹼濃度過高，油層和油井結垢嚴重 損壞了地層，且每隔10 15天必須清洗一次泵桶，增加了採油難度和附加成本，甚至直接 影響油井的正常生產；而且強鹼(如NaOH)會造成設備和管道腐蝕嚴重；也會降低聚合物 的粘度和粘彈性，為達到所需的粘度只得大大提高聚合物的使用濃度，使成本提高許多。當今為了增強表面活性劑的驅油效果，往往採用混合表而活性劑的復配體系進行 驅油。但這種體系通過孔隙介質時，因其吸附能力的差異以及在油、水相中分配的不同而發 生色譜分離。
發明內容
為了解決背景技術中存在的問題。本發明提供一種二元驅油用陰離子表面活性劑 的製備方法，由該方法製備的陰離子表面活性劑所配製的二元複合驅油體系的驅油劑，具 有優異的界面張力、乳化和驅油性能，可以與原油形成超低界面張力10_3 10_4mN/m，達到 理想的驅油效果。本發明所採用的技術方案是該二元驅油用陰離子表面活性劑的製備方法包括下 列步驟將長碳鏈烷基醇和順丁烯二酸酐按1 1(摩爾比)進行酯化反應，升溫至90°c， 反應180 300min，然後加入多元醇，順丁烯二酸酐和多元醇按1 1.0 1.3(摩爾比) 的配比對甲苯磺酸催化下反應150min，溫度130°C，冷卻至溫度20 80°C，對甲苯磺酸加入 的質量佔原料總質量0. 5%，產物中和至pH為7，中和產物加磺化劑亞硫酸氫鈉，中和產物 琥珀酸酯與磺化劑所含SO2的摩爾比為1 1.0 1.2，該磺化反應物在102 104°C溫度 下反應120 300min，即得琥珀酸酯磺酸鈉陰離子表面活性劑。所述的長碳鏈烷基醇為月桂醇、十四醇、十六醇、十八醇、二十醇、二十醇、二十四 醇中的一種或幾種。所述的多元醇為乙二醇、丙二醇、丁二醇、丙三醇中的一種。上述的方法製備的陰離子表面活性劑與聚合物組成二元複合體系的在三次採油中的應用。上述方法所得的陰離子表面活性劑結構式為 上述式中的R為烷烴基CxH2x+1，χ為12-24任意整數；Y 為-CH2CH20H、-CH2CH2CH2OH, -CH2CHOHCH3> -CH2CH2CH2CH2OH, -CH2CHOHCH2OH 基團中 的任意一種。本發明的有益效果是本發明的陰離子表面活性劑，它具有毒性低，生物降解性 能好，優良的抗鹽、抗高溫等特點。由該方法製備的陰離子表面活性劑所配製的二元複合 驅油體系的驅油劑，具有優異的界面張力、乳化和驅油性能，可以與原油形成超低界面張力 10_3 10_4mN/m，用於二元複合體系採收率平均比水驅提高18%以上。
具體實施例方式下面結合實施例對本發明作進一步說明實施例1 將十六醇和順丁烯二酸酐按摩爾比為1 1混合，升溫至90°C，反應時間240min。 然後加入乙二醇，順丁烯二酸酐和乙二醇按摩爾比為1 1.15混合，然後加入佔原料總 質量0. 5%的對甲苯磺酸催化劑，溫度130°C，反應150min。冷卻至溫度20 80°C，中和 至PH為7。中和產物加磺化劑亞硫酸氫鈉，中和產物琥珀酸酯與磺化劑所含SO2的比例為 1 1. 1 (摩爾比)，該磺化反應物升溫至102 104°C，磺化反應物在102 104°C溫度下 反應150min，即得琥珀酸酯磺酸鈉成品。實施例2:將十四醇和順丁烯二酸酐按摩爾比為1 1混合，升溫至90°C，時間210min。然 後加入丙三醇，順丁烯二酸酐和丙三醇按摩爾比為1 1.10的配比，然後加入佔原料總 質量0. 5%的對甲苯磺酸催化劑，溫度130°C，反應150min。冷卻至溫度20 80°C，中和 至PH為7。中和產物加磺化劑亞硫酸氫鈉，中和產物琥珀酸酯與磺化劑所含SO2的比例為 1 1. 05 (摩爾比)，該磺化反應物升溫至102 104°C，磺化反應物在102 104°C溫度下 反應180min，即得琥珀酸酯磺酸鈉成品。實施例3 將十八醇和順丁烯二酸酐按摩爾比為1 1混合，升溫至90°C，時間270min。然 後加入丙三醇，順丁烯二酸酐和丙三醇按摩爾比為1 1.2的配比，然後加入佔原料總質 量0.5%的對甲苯磺酸催化劑，溫度130°C，反應150min。冷卻至溫度20 80°C，中和至 PH為7。中和產物加磺化劑亞硫酸氫鈉，中和產物琥珀酸酯與磺化劑所含SO2的比例為 1. 1. 15 (摩爾比)，該磺化反應物升溫至102 104°C，磺化反應物在102 104°C溫度下反 應300min，即得琥珀酸酯磺酸鈉成品。實施例4
將二十四醇和順丁烯二酸酐按摩爾比為1 1混合，升溫至90°C，時間300min。 然後加入乙二醇，順丁烯二酸酐和乙二醇按摩爾比為1 1.25的配比，然後加入佔原料總 質量0. 5%的對甲苯磺酸催化劑，溫度130°C，反應150min。冷卻至溫度20 80°C，中和 至PH為7。中和產物加磺化劑亞硫酸氫鈉，中和產物琥珀酸酯與磺化劑所含SO2的比例為 1. 1. 2 (摩爾比)，該磺化反應物升溫至102 104°C，磺化反應物在102 104°C溫度下反 應300min，即得琥珀酸酯磺酸鈉成品。實施例5 將十六醇和順丁烯二酸酐按摩爾比為1 1混合，升溫至90°C，時間240min。然後 加入丙二醇，順丁烯二酸酐和丙二醇按摩爾比為1 1.15的配比，然後加入佔原料總質量 0. 5%的對甲苯磺酸催化劑，溫度130°C，反應150min。冷卻至溫度20 80°C，中和至pH為 7。中和產物加磺化劑亞硫酸氫鈉，中和產物琥珀酸酯與磺化劑所含SO2的比例為1. 1. 1 (摩 爾比)，該磺化反應物升溫至102 104°C，磺化反應物在102 104°C溫度下反應180min， 即得琥珀酸酯磺酸鈉成品。實施例6 本方法製備的陰離子表面活性劑應用於二元複合驅實驗按上述合成的琥珀酸酯 磺酸鈉樣品與聚合物復配成二元複合驅，實驗結果見表1。界面張力測定條件測定溫度為 45°C，測定儀器為『TEXAS-500旋轉界面張力儀。表 1 實驗油水為採油廠深度處理汙水及脫水原油。超高分聚合物濃度為1200mg/L，配 制的二元複合體系粘度為49. 7mPa *S。從上表中可以看出本發明脂肪醯胺多乙烯多胺氨基 酸可作為二元複合驅的復配劑，應用於三次採油之中，和大慶油田不同區塊的原油均能形 成超低界面張力。二元體系配方①表面活性劑為本發明實施例1至5的樣品。②聚合物為超高分聚丙烯醯胺，分子量為1500 5000萬。③配製的二元複合體系聚合物濃度為1200mg/L。④配製的二元複合體系粘度為49. 7mPa · S。實施例7
對實施例6中的琥珀酸酯磺酸鈉配製的二元複合體系進行性能測試一、琥珀酸酯磺酸鈉複合體系乳化性能(1)乳化介質①採油一廠深度處理汙水，②採油一廠脫水原油。(2) 二元體系配方①表面活性劑為本發明實施例1的樣品。②聚合物為大慶煉化生產的超高分聚丙烯醯胺，分子量為2500萬。③配製的二元複合體系聚合物濃度為1200mg/L。④配製的二元複合體系粘度為49. 7mPa · S。(3)試驗參數①油水比為1 1。②比色管為50mL。③試驗溫度為45 °C。(4)試驗方法①稱聚合物濃度為1200ppm的聚合物溶液，加入表面活性劑使其含量為0. 1 % 0. 3%，攪拌使其溶液均勻，配製成二元液。②將脫水原油和二元液分別加溫至45°C。③放入膠體磨中乳化15分鐘。④乳化後倒入50ml比色管中，放入45°C恆溫箱中定時觀測其出水量。(5)試驗結果見下表2 表 2 從實驗結果表3看，本發明產品乳化性能較好。二、琥珀酸酯磺酸鈉複合體系用天然巖芯通過驅油模擬試驗來評價二元複合體系的驅油效果，結果見下表3。表 3 實驗用油為大慶油田採油一廠脫水原油，驅動水為大慶油田採油一廠深度處理汙 水，二元體系聚合物濃度為1200ppm的聚合物溶液，加入實施例1合成的表面活性劑使其含 量為0. 3%，攪拌使其溶液均勻，配製成二元液。從天然巖芯驅油評價結果證明本發明表面活性劑產品用於二元複合體系採收率平均比水驅提高18%以上。
權利要求
一種二元驅油用陰離子表面活性劑的製備方法，該方法包括下列步驟將長碳鏈烷基醇和順丁烯二酸酐按1∶1(摩爾比)進行酯化反應，升溫至90℃，反應180～300min，然後加入多元醇，順丁烯二酸酐和多元醇按1∶1.0～1.3(摩爾比)的配比對甲苯磺酸催化下反應150min，溫度130℃，冷卻至溫度20～80℃，對甲苯磺酸加入的質量佔原料總質量0.5％，產物中和至pH為7，中和產物加磺化劑亞硫酸氫鈉，中和產物琥珀酸酯與磺化劑所含SO2的摩爾比為1∶1.0～1.2，該磺化反應物在102～104℃溫度下反應120～300min，即得琥珀酸酯磺酸鈉陰離子表面活性劑。
2.根據權利要求1所述的二元驅油用陰離子表面活性劑的製備方法，其特徵在於所 述的長碳鏈烷基醇為月桂醇、十四醇、十六醇、十八醇、二十醇、二十醇、二十四醇中的一種 或幾種。
3.根據權利要求1所述的二元驅油用陰離子表面活性劑的製備方法，其特徵在於所 述的多元醇為乙二醇、丙二醇、丁二醇、丙三醇中的一種。
4.權利要求1所述的方法製備的陰離子表面活性劑與聚合物組成二元複合體系的在 三次採油中的應用。全文摘要
一種二元驅油用陰離子表面活性劑的製備方法。該方法包括下列步驟將長碳鏈烷基醇和順丁烯二酸酐按1∶1混合，升溫至90℃，反應180～300min，然後加入多元醇，順酐和多元醇按1∶1.0～1.3的配比對甲苯磺酸催化下反應150min，溫度130℃，冷卻至溫度20～80℃，中和產物加磺化劑亞硫酸氫鈉，產物琥珀酸酯與磺化劑所含SO2的摩爾比為1∶1.0～1.2，該磺化反應物在102～104℃反應120～300min，即得成品。由該方法製備的陰離子表面活性劑所配製的二元複合驅油體系的驅油劑，具有優異的界面張力、乳化和驅油性能，可以與原油形成超低界面張力10-3～10-4mN/m，達到理想的驅油效果。
文檔編號C07C309/17GK101891656SQ20101022299
公開日2010年11月24日 申請日期2010年7月12日 優先權日2010年7月12日
發明者孫安順 申請人:孫安順