專利名稱：脂肪醇聚氧乙烯醚磺酸鹽的合成及用于三次采油驅(qū)油劑的復(fù)配的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明公開(kāi)了一種脂肪醇聚氧乙烯醚磺酸鹽的合成及用于三次采油驅(qū)油劑 的復(fù)配，屬于化學(xué)驅(qū)油劑技術(shù)領(lǐng)域。制備的脂肪醇聚氧乙烯醚磺酸鹽應(yīng)用于三 高(高溫、高礦化度、高鈣鎂離子)油藏三次采油用的高效驅(qū)油劑的復(fù)配，提 高"三高"油藏的原油采收率。
技術(shù)背景自上世紀(jì)七十年代第一次石油危機(jī)以來(lái)，世界各國(guó)十分重視提高石油采收 率的研究。三元復(fù)合驅(qū)是目前各油田普遍使用的一種提高原油采收率的方法。 三元復(fù)合體系即表面活性劑、聚合物和堿體系。但其中所含的大量堿卻對(duì)油田 附近的油層和油井帶來(lái)巨大傷害。又由于地下油藏的環(huán)境非常復(fù)雜，很多油藏處于高溫、高礦化度、高鈣鎂離子條件下(如中國(guó)油田部分油藏的總礦化度達(dá)到50000mg/L、高價(jià)離子Ca2+ 、 Mg^含量達(dá)到2500 mg/L，溫度達(dá)到85°0 ，這就要求表面活性劑要具有很好 耐溫、耐鹽、耐高價(jià)離子能力。目前已用于三次采油的表面活性劑，有很多在 高礦化度、高鈣鎂離子的地下水中容易發(fā)生分層或有沉淀生成；非離子一磷酸 酯鹽型R (CH2CH20) nP03M、非離子一硫酸酯鹽型R(CH2CH20) nS03M、 非離子一羧酸酯鹽型R (CH2CH20) nCH2COOM，均不耐溫，在高溫下易發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種應(yīng)用于三高(高溫、高礦化度、高鈣鎂離子)油 藏三次采油用表面活性劑的合成方法及高效驅(qū)油劑的復(fù)配。本發(fā)明的技術(shù)方案 一種脂肪醇聚氧乙烯醚磺酸鹽的合成方法，將脂肪醇 聚氧乙烯醚硫酸鹽、水、催化劑、磺化劑按配比置于反應(yīng)釜中，反應(yīng)若干小時(shí)，稍冷至5(TC時(shí)取出，減壓濃縮去部分水，混合物中加入一定量的有機(jī)溶劑進(jìn)行除鹽，靜置，濾除沉析的無(wú)機(jī)鹽，回收溶劑，得成品脂肪醇聚氧乙烯醚磺酸鹽; 磺化劑選用Na2S03或NaHS03;催化劑選用過(guò)渡金屬離子鋅、錳、銅、鐵、鈦、鋯或釩的氯化物；催化 劑用量為反應(yīng)物總質(zhì)量的0.2%-0.4%;脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鹽(AES)與磺化劑摩爾配比為1 : 1.0-2.2，反應(yīng) 溫度120°C-200°C，反應(yīng)時(shí)間為3h-6h;除鹽用有機(jī)溶劑選用甲醇、乙醇、異丙醇、二氯甲烷、三氯甲烷或甲苯。脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鹽與磺化劑摩爾配比為1 : 1.2-1.6更佳。 反應(yīng)溫度選擇為150°C-170°C。 反應(yīng)時(shí)間為4h。除鹽用有機(jī)溶劑選用異丙醇效果最佳。本發(fā)明合成的脂肪醇聚氧乙烯醚磺酸鹽的應(yīng)用，用于三次采油高效驅(qū)油劑 的復(fù)配，按重量百分比，該驅(qū)油劑由以下組分組成脂肪醇聚氧乙烯醚磺酸鹽 60%-70%， 重垸基苯磺酸鹽 10%-20% ，水溶性聚丙烯酰胺 1%-2%， 水 10%-25%。復(fù)配方法(1) 在常溫常壓下，脂肪醇聚氧乙烯醚磺酸鹽、總水量的50%加入反應(yīng)釜，充分?jǐn)嚢鑜-2h;(2) 將剩余的50%水、水溶性聚丙烯酰胺、重垸基苯磺酸鹽攪拌均勻，攪 拌0.5-1 h;(3) 將(2)的物料加入到(1)的物料中，攪拌1.5-2 h得高效復(fù)配驅(qū)油劑。 所述的高效復(fù)配驅(qū)油劑，所述的脂肪醇聚氧乙烯醚磺酸鹽為陰離子-非離子型表面活性劑，該磺酸鹽的脂肪碳鏈數(shù)為8-22，平均EO數(shù)為l-12;所述的重烷基苯磺酸鹽為陰離子表面活性劑，該重烷基苯磺酸鹽垸基碳鏈 數(shù)為8-24。所述的高效復(fù)配驅(qū)油劑，所述的脂肪醇聚氧乙烯醚磺酸鹽的脂肪碳鏈數(shù)為 10-15，平均EO數(shù)為3-7。所述的重烷基苯磺酸鹽烷基碳鏈數(shù)為14-18。所述的高效復(fù)配驅(qū)油劑對(duì)于高溫、高礦化度、高鈣鎂離子的油田在三次采 油中的應(yīng)用，該高效復(fù)配驅(qū)油劑不會(huì)產(chǎn)生沉淀且油水界面張力達(dá)到 10—3-10—4mN/m，提高原油采收率。本發(fā)明的有益效果為了解決上述用堿和表面活性劑不穩(wěn)定問(wèn)題，本發(fā)明 研制了一種既耐高礦化度、耐高鈣鎂離子又耐高溫的三次采油用表面活性劑。 該表面活性劑與重垸基苯磺酸鹽、聚丙烯酰胺復(fù)配成二元復(fù)合驅(qū)，在高溫、高 礦化度、高鈣鎂離子條件下，不需要加入堿，其油水界面張力就可以達(dá)到超低 且不發(fā)生分層或無(wú)沉淀生成。該高效復(fù)配驅(qū)油劑體系中所用的表面活性劑都是磺酸鹽，二者性質(zhì)相似， 在地層中不易發(fā)生"色譜分離"?，F(xiàn)在油田最普遍的使用方法是將非離子和陰 離子表面活性劑復(fù)配，但這種驅(qū)油體系在地層中會(huì)發(fā)生嚴(yán)重的"色譜分離"， 從而無(wú)法實(shí)現(xiàn)其最優(yōu)設(shè)計(jì)。本發(fā)明的高效復(fù)配驅(qū)油劑穩(wěn)定性好、驅(qū)油能力強(qiáng)。使用時(shí)，驅(qū)油劑與聚丙烯酰胺聚合物形成二元驅(qū)油體系，用聚丙烯酰胺聚合物 的粘彈性來(lái)提高波及系數(shù)，減少驅(qū)油劑在地層巖石上的吸附。用本發(fā)明的驅(qū)油 劑的降低界面張力能力及增溶能力來(lái)提高洗油效率。二者協(xié)同作用將不能采出 的殘余油釆出。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例l:脂肪醇聚氧乙烯醚磺酸鹽的合成將lmol脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鹽(70%) 600 g、 900 g水、1.4molNa2S03 176.4g、 2.5g氯化銅、2.5g氯化錳置于反應(yīng)釜中，在165-17(TC條件下反應(yīng)4小 時(shí)，冷卻后取出，減壓蒸餾除去水700g，混合物中加入2000g異丙醇，靜置過(guò) 夜，濾除沉淀出來(lái)的無(wú)機(jī)鹽，蒸發(fā)掉溶劑，得到成品450g。通過(guò)二相滴定，脂 肪醇聚氧乙烯醚磺酸鹽的含量為87%。實(shí)施例2:脂肪醇聚氧乙烯醚磺酸鹽的合成將lmol脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鹽(70%) 600 g、 900 g水、1.3molNaHS03 135.2 g、 2.5g氯化鈦、2.5g氯化鋅置于反應(yīng)釜中，在155-160'C條件下反應(yīng)4小 時(shí)，冷卻后取出，減壓蒸餾除去水700g，混合物中加入2000g異丙醇，靜置過(guò) 夜，濾除沉淀出來(lái)的無(wú)機(jī)鹽，蒸發(fā)掉溶劑，得到成品440g。通過(guò)二相滴定，脂 肪醇聚氧乙烯醚磺酸鹽的含量為85%。實(shí)施例3:脂肪醇聚氧乙烯醚磺酸鹽的合成將lmol脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鹽(70%) 600 g、 900 g水、1.5molNa2S03 189 g、 2.5g氯化鈦、2.5g氯化釩置于反應(yīng)釜中，在160-165'C條件下反應(yīng)4小時(shí)， 冷卻后取出，減壓蒸餾除去水700g，混合物中加入2000g異丙醇，靜置過(guò)夜， 濾除沉淀出來(lái)的無(wú)機(jī)鹽，蒸發(fā)掉溶劑，得到成品455 g。通過(guò)二相滴定，脂肪醇 聚氧乙烯醚磺酸鹽的含量為89%。實(shí)施例4:實(shí)驗(yàn)用水的配制在1000 mL的去離子水中加入41.98g氯化鈉、4.06g氯化鈣、3.96g氯化鎂， 配制總礦化度為50000mg/L、鈣鎂離子濃度為2500 mg/L的實(shí)驗(yàn)用水。 實(shí)施例5:高效復(fù)配驅(qū)油劑的配制將70g脂肪醇聚氧乙烯醚磺酸鹽、6.5g水加入到250mL的三口燒瓶中攪拌 混合1小時(shí)。再將15g重烷基苯磺酸鹽、6.5g水、2g聚丙烯酰胺加入到lOOmL 的三口燒瓶中攪拌混合1小時(shí)。將100mL三口燒瓶中的混合物倒入250mL三口 燒瓶中，繼續(xù)攪拌混合1.5小時(shí)，復(fù)配得驅(qū)油劑。實(shí)施例6:取實(shí)施例5中配制的高效復(fù)配驅(qū)油劑0.7g，溶于100g實(shí)施例4 中配制的高礦化度、高鈣鎂離子濃度的實(shí)驗(yàn)用水中，用SVT20型旋轉(zhuǎn)滴張力儀 測(cè)油水界面張力。在85°C、總礦化度為50000mg/L、鈣鎂離子濃度為2500mg/L， 油水界面張力仍然可以達(dá)到3.7xlO—3mN/m。
權(quán)利要求
1、一種脂肪醇聚氧乙烯醚磺酸鹽的合成方法，其特征是將脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鹽、水、催化劑、磺化劑按配比置于反應(yīng)釜中，反應(yīng)若干小時(shí)，冷卻后取出，減壓濃縮去部分水，混合物中加入一定量的有機(jī)溶劑進(jìn)行除鹽，靜置，濾除沉析的無(wú)機(jī)鹽，回收溶劑，得到成品脂肪醇聚氧乙烯醚磺酸鹽；磺化劑選用Na2SO3或NaHSO3；催化劑選用過(guò)渡金屬離子鋅、錳、銅、鐵、鈦、鋯或釩的氯化物，催化劑用量為反應(yīng)物總質(zhì)量的0.2％-0.4％；脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鹽與磺化劑摩爾配比為1∶1.0-2.2，反應(yīng)溫度120℃-200℃，反應(yīng)時(shí)間為3h-6h；除鹽用有機(jī)溶劑選用甲醇、乙醇、異丙醇、二氯甲烷、三氯甲烷或甲苯。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的脂肪醇聚氧乙烯醚磺酸鹽的合成方法，其特征是 脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鹽與磺化劑摩爾配比為1 : 1.2-1.6。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的脂肪醇聚氧乙烯醚磺酸鹽的合成方法，其特征是 反應(yīng)溫度選擇為150°C-170°C。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的脂肪醇聚氧乙烯醚磺酸鹽的合成方法，其特征是 反應(yīng)時(shí)間為4h。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的脂肪醇聚氧乙烯醚磺酸鹽的合成方法，其特征是 除鹽用有機(jī)溶劑選用異丙醇效果最佳。
6、 一種權(quán)利要求l所述方法合成的脂肪醇聚氧乙烯醚磺酸鹽的應(yīng)用，其特 征是用于三次釆油高效驅(qū)油劑的復(fù)配，按重量百分比，該驅(qū)油劑由以下組分組成脂肪醇聚氧乙烯醚磺酸鹽 60%-70%， 重烷基苯磺酸鹽 10%-20% ，水溶性聚丙烯酰胺 1%-2%， 水 10%-25%; 復(fù)配方法(1) 在常溫常壓下，脂肪醇聚氧乙烯醚磺酸鹽、總水量的50%加入反應(yīng)釜， 充分?jǐn)嚢鑜-2小時(shí)；(2) 將剩余的50%水、水溶性聚丙烯酰胺、重烷基苯磺酸鹽攪拌均勻，攪 拌0.5-1小時(shí)；(3) 將(2)的物料加入到(1)的物料中，攪拌1.5-2 h即得高效復(fù)配驅(qū)油劑。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的應(yīng)用，其特征在于高效復(fù)配驅(qū)油劑，所述的脂肪醇聚氧乙烯醚磺酸鹽為陰離子-非離子型表面活性劑，脂肪醇聚氧乙烯醚磺酸鹽的脂肪碳鏈數(shù)為8-22，平均EO數(shù)為1-12;所述的重垸基苯磺酸鹽為陰離子表面活性劑，該重垸基苯磺酸鹽垸基碳鏈數(shù)為8-24。
8、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的應(yīng)用，其特征在于高效復(fù)配驅(qū)油劑，所述的脂肪 醇聚氧乙烯醚磺酸鹽的脂肪碳鏈數(shù)為10-15，平均EO數(shù)為3-7;所述的重垸基苯磺酸鹽烷基碳鏈數(shù)為14-18。
9、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的應(yīng)用，其特征在于高效復(fù)配驅(qū)油劑對(duì)于高溫、高 礦化度、高鈣鎂離子的油田在三次采油中的應(yīng)用，該高效復(fù)配驅(qū)油劑不會(huì)產(chǎn)生 沉淀且油水界面張力達(dá)到10—3-10—4mN/m,提高原油采收率。
全文摘要
脂肪醇聚氧乙烯醚磺酸鹽的合成及用于三次采油驅(qū)油劑的復(fù)配，屬于化學(xué)驅(qū)油劑技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明公開(kāi)了一種應(yīng)用于三高(高溫、高礦化度、高鈣鎂離子)油藏三次采油用表面活性劑的合成及高效驅(qū)油劑的復(fù)配。本發(fā)明從脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鹽出發(fā)，在催化劑作用下與磺化劑反應(yīng)生成脂肪醇聚氧乙烯醚磺酸鹽。以該脂肪醇聚氧乙烯醚磺酸鹽為主料，與重烷基苯磺酸鹽、水、聚合物等復(fù)配制成驅(qū)油劑。與現(xiàn)有產(chǎn)品相比，本發(fā)明的驅(qū)油劑在三高體系中不僅使油水界面張力降至超低(10^-3mN/m)，且其界面張力不受溫度、礦化度、鈣鎂離子濃度影響。
文檔編號(hào)C07C309/10GK101255127SQ200810023518
公開(kāi)日2008年9月3日 申請(qǐng)日期2008年4月1日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月1日
發(fā)明者忠 周, 孫培冬, 李立勇, 王建新 申請(qǐng)人:江南大學(xué)