本發(fā)明涉及提高油藏原油采收率的化學(xué)驅(qū)油劑-新型兩性表面活性劑的制備方法，具體是利用經(jīng)典的化學(xué)反應(yīng)將幾種常見的化工原料分三步合成脂肪醇型兩性驅(qū)油用表面活性劑。
技術(shù)背景
石油作為一種不可再生的資源，廣泛的應(yīng)用于化學(xué)工業(yè)、工業(yè)生產(chǎn)、交通運輸、武器裝備等眾多領(lǐng)域。石油在國民經(jīng)濟和國民建設(shè)中起著不可占據(jù)的作用。但是，由于開采技術(shù)的限制，世界石油的采收率也僅達到30％-50％。大部分的石油是還未開采出來的。隨著經(jīng)濟的不斷發(fā)展和人民生活水平的不斷提高，就要求我們盡可能提高石油的采收率，這將是一項具有重大意義的研究項目。
常規(guī)的采油技術(shù)主要分為一次采油和二次采油(por和sor)。由于目前各大油田開采難度的增加，常規(guī)的采油技術(shù)已經(jīng)不能夠滿足要求。三次采油技術(shù)對提高原油的采收率具有很大的發(fā)展前。三次采油技術(shù)的方法很多，主要包括熱力驅(qū)、混相驅(qū)、化學(xué)驅(qū)、微生物驅(qū)等。其中化學(xué)驅(qū)以性價比高得到了廣泛的發(fā)展?；瘜W(xué)驅(qū)主要有表面活性劑驅(qū)，聚合物驅(qū)、堿水驅(qū)、注濃硫酸驅(qū)等。其中，表面活性劑是提高采收率幅度較大、適用面較廣、具有發(fā)展?jié)摿Φ囊环N化學(xué)驅(qū)油劑。表面活性劑分子是由性質(zhì)完全不同的兩部分組成：一部分是親水的極性基團，另一部分是由疏水的非極性基團。表面活性劑分子在其水溶液中很容易吸附于氣液界面(液液界面)形成具有定向排列的單分子膜，這一特性使得表面活性劑具有表面活性。在三次采油中表面活性劑的分類和特點：1.陰離子型表面活性劑，是三次采油中應(yīng)用最廣泛的一種類型的表面活性劑。分子結(jié)構(gòu)中的親水性主要是磺酸鹽、羧酸鹽、硫酸(酯)鹽、磷酸(酯)鹽。常用的陰離子表面活性劑主要有石油磺酸鹽、烷基苯磺酸鹽、木質(zhì)素磺酸鹽、α-烯烴磺酸鹽、脂肪醇聚乙烯醚硫酸鹽、烷基酚聚氧乙烯醚硫酸鹽、脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸鹽、聚氧乙烯聚氧丙烯烷醚硫酸鹽、烷基酚聚氧乙烯聚氧丙烯多硫酸鹽等。石油磺酸鹽成本較低，界面活性高，耐溫性能好，但抗鹽能力差，臨界膠束濃度(cmc)較高，在地層中的吸附、滯流和與多價離子的作用，導(dǎo)致了在驅(qū)油過程中的損耗。2.非離子型表面活性劑，其親水基團主要是非離子，因此，親水性比離子基團要差很多。常用的非離子型表面活性劑主要有聚氧乙烯醚、聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段共聚物、油酸聚氧乙烯酯等。非離子型表面活性劑的優(yōu)點主要有：抗鹽能力強、耐多價陽離子的性能好，cmc低；但是非離子型表面活性劑不耐高溫，穩(wěn)定性比較差。3.兩性表面活性劑，其親水基團既有陰離子又有陽離子，從而表現(xiàn)出兩性。常用的有甜菜堿型兩性表面活性劑等。這種類型的表面活性劑大多數(shù)都可用于高礦化度、較高溫度的油層，而且能大大降低非離子型與陰離子型活性劑復(fù)配時的色譜分離效應(yīng)。在表面活性劑的分子中親水基的數(shù)量可以為一個，也可以為兩個或兩個以上；也可含有非離子性親水基的嵌段結(jié)構(gòu)，而且種類也可以不局限一種，其長度或嵌段結(jié)構(gòu)的分子量也可以不相同。基于多種類型表面活性劑的不同分子結(jié)構(gòu)以及它在三次采油中的不同特點，本發(fā)明旨在合成多個陰離子基團的表面活性劑。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的技術(shù)任務(wù)是針對上述驅(qū)油用表面活性劑性能不足，提供一種驅(qū)油效果好，與原油可形成小于1*10-2mn/m界面張力應(yīng)用于三次采油用的高效驅(qū)油用的兩性表面活性劑。
本發(fā)明應(yīng)用于三次采油用的單一驅(qū)油劑，其合成方法主要包括以下幾個部分：
(1)脂肪醇型單酯的制備：將相應(yīng)的脂肪醇(十醇、十二醇、十四醇、十六醇)加入馬來酸酐中進行回流，回流時間為3小時，保證反應(yīng)體系不能有水，所得相應(yīng)的單酯(十單酯、十二單酯、十四單酯、十六單酯)。
(2)二甲胺基酸型中間體
(3)脂肪醇型兩性表面活性劑的制備：將(1)步制得單酯和(2)多頭羧酸鈉-胺鹽中間體，進行邁克爾加成反應(yīng)。稱取一定質(zhì)量的單酯于燒杯中，加入適量的蒸餾水加熱至完全溶解。然后迅速的倒入三口燒瓶中。再稱取適量叔胺加熱溶解以后倒入三口燒瓶中。在水浴鍋中加熱攪拌八個小時。得到最后的產(chǎn)品
本發(fā)明應(yīng)用于三次采油的驅(qū)油劑，在合成及應(yīng)用具有以下幾個突出的優(yōu)點：
(1)一是合成步驟簡單，原料價格便宜。所涉及到原料均為市場可以購買到常用化工原料，涉及到反應(yīng)也均為有機合成的經(jīng)典反應(yīng)。一步酯化反應(yīng)和兩步邁克爾加成反應(yīng)。這就促使容易實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。
(2)二是反應(yīng)產(chǎn)率較高，容易實現(xiàn)工業(yè)化。馬來酸單酯的酯化反應(yīng)在三個小時產(chǎn)率能達到95％，兩步邁克爾加成反應(yīng)的總產(chǎn)率達到80％以上。
(3)三是產(chǎn)品性能優(yōu)越，適合三次采油用驅(qū)油劑。從驅(qū)油效果看，具有較高的界面活性，油水界面張力均能達到1.0*10-3mn/m.
具體實施方式
下面通過實施例對本發(fā)明作進一步闡述，其目的是能更好理解本發(fā)明的內(nèi)容。
實施例1：
稱得24.46g(0.3mol)二甲鈉鹽酸鹽原料放于500ml的三口燒瓶，稱量11.64g氯乙酸鈉用蒸餾水?dāng)嚢韬笸耆芙猓谷肴跓恐泻投装符}酸鹽混合均勻，生成叔胺-羧酸鈉中間體，通過做紅外分析產(chǎn)品結(jié)構(gòu)；然后用脂肪醇(十醇、十二醇、十四醇)和馬來酸酐，在完全無水的條件下反應(yīng)3個小時，單酯的產(chǎn)率即達到90％以上，通過做核磁驗證產(chǎn)物；最后，將生成的單酯和叔胺-羧酸鈉進行邁克爾加成反應(yīng)即得到最后產(chǎn)物。
實施例2：
(1)正十二醇反應(yīng)產(chǎn)品溶液的配置：取制備的正十二醇驅(qū)油表面活性劑0.6g，nacl固體1.00g，再用量筒量取蒸餾水99.40ml。攪拌可使溶質(zhì)完全溶解。
(2)不同酸堿性產(chǎn)品溶液的配置：把上述配置的產(chǎn)品溶液分成三等份，然后把第一份溶液的ph調(diào)到酸性條件(5-6)；第二份溶液調(diào)到堿性條件(8-9)；第三份溶液在中性條件下不做改變。
分別與勝利孤東原油、勝坨原油作界面張力測定實驗。結(jié)果表明：第一份溶液測得界面張力能達到1～3×10-3mm/m；第二份和第三份溶液只能把油從管壁上剝落下來，但是卻不能夠把油的界面張力拉長。實驗配置的溶液濃度為6‰、礦化度10000mg/l(nacl含量10g/l)的水溶液。