專利名稱：一種三次采油用雙酰胺型甜菜堿表面活性劑的制備方法及其應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及油田采油領(lǐng)域所用的一種助劑，尤其是一種三次采油用雙酰胺型甜菜堿的制備方法及其應(yīng)用，屬于表面活性劑、膠體與界面化學(xué)領(lǐng)域。本發(fā)明涉及的雙酰胺型甜菜堿表面活性劑由雙酰胺基烷基甲基叔胺與兩性化試劑反應(yīng)制得。通過與其它表面活性劑復(fù)配，可用作無堿驅(qū)油劑，在45°C、總表面活性劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.01% - O. 5%條件下，無需加堿即能使原油/地層水界面張力降低至10_>10_4 mN/m數(shù)量級(jí)，形成超低界面張力。
背景技術(shù)：
我國(guó)目前大部分油田(大慶、勝利、遼河、新疆、中原)均已進(jìn)入高含水開發(fā)階段，原油產(chǎn)量有逐年遞減的趨勢(shì)，而對(duì)石油的需求卻迅速增長(zhǎng)，因此各油田都在積極采用新的勘探開發(fā)技術(shù)，力爭(zhēng)保持穩(wěn)產(chǎn)、增產(chǎn)。從國(guó)內(nèi)勘探形勢(shì)看，短期內(nèi)找到新的儲(chǔ)量豐富的油田的可能性很小，只能依靠老油田挖潛提高原油采收率來保持產(chǎn)量的穩(wěn)定，化學(xué)驅(qū)就是進(jìn)一步提高采收率的重要技術(shù)措施。化學(xué)驅(qū)提高采收率的機(jī)理是擴(kuò)大波及體積和提高驅(qū)油效率，其中提高驅(qū)油效率的作用是由表面活性劑完成的。如果油水界面張力降低到超低(小于
O.01mN/m)范圍，表面活性劑可大幅度提高采收率。因此，國(guó)內(nèi)外都在研究能明顯降低油水界面張力的表面活性劑。其中，實(shí)際應(yīng)用的三元復(fù)合驅(qū)油劑(堿、表面活性劑、聚合物)數(shù)量不斷增長(zhǎng)，但其所含有的強(qiáng)堿導(dǎo)致的負(fù)面效應(yīng)也逐漸顯現(xiàn)，包括地層黏土分散、運(yùn)移而引起滲透率下降、油藏及井底結(jié)垢、采出液破乳脫水困難等一系列問題，嚴(yán)重制約了采油技術(shù)的發(fā)展。為了克服這些缺陷，需要開發(fā)以表面活性劑-聚合物二元復(fù)合驅(qū)取代三元復(fù)合驅(qū)。在無堿表面活性劑/聚合物二元驅(qū)中，表面活性劑起提高驅(qū)油效率作用，聚合物擴(kuò)大波及體積，從而大幅度提高采收率，是目前最可行的提高采收率技術(shù)。然而三元復(fù)合驅(qū)中常用的廉價(jià)表面活性劑，如石油磺酸鹽，重烷基苯磺酸鹽、天然羧酸鹽、石油羧酸鹽以及木質(zhì)素磺酸鹽等，在無堿條件下通常不能將原油/水界面張力降至超低，為此需要開發(fā)新型表面活性劑。已公開的專利 CN1814691A、US755609SB2、CN1566257A、CN1498939A、CN101070468A和CN101625884A等對(duì)新型表面活性劑都有所介紹。CN102040994A也涉及一種氨基磺酸型兩性表面活性劑，無需加堿和加鹽即可將原油-鹽水的界面張力降低到10_2mN/m的水平。盡管US03225074、03265719、03360550、03366671揭示了一種雙酰胺類羧基甜菜堿的合成方法，但是主要用于殺菌劑，并未涉及在三次采油中的應(yīng)用，也未涉及本發(fā)明的其他類型的甜菜堿的制備方法及應(yīng)用。迄今為止在三次采油中，未見有公開相關(guān)的雙酰胺型甜菜堿的制備方法及其應(yīng)用。鑒于上述現(xiàn)狀，提出本發(fā)明的內(nèi)容，其目標(biāo)是以價(jià)格相對(duì)低廉的多胺和長(zhǎng)鏈脂肪酸等為主要原料制備一種三次采油用雙酰胺型甜菜堿。引入的酰胺官能團(tuán)使其具有良好的生物降解性、溫和性和化學(xué)穩(wěn)定性，相對(duì)成本較低，其表(界)面張力低，可應(yīng)用于無堿三次采油中。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種三次采油用雙酰胺型甜菜堿的制備方法及其應(yīng)用。本發(fā)明的技術(shù)方案一種三次采油用雙酰胺型甜菜堿表面活性劑，其通式如[I]所示
權(quán)利要求
1.一種三次采油用雙酰胺型甜菜堿表面活性劑，其特征在于如通式[I]所示，
2.權(quán)利要求I所述的三次采油用雙酰胺型甜菜堿表面活性劑的制備方法，其特征在于該方法步驟為， (1)以直鏈碳脂肪酸八酸、十酸、十二酸、十四酸、十六酸、十八酸中的一種或幾種與通式[3]的多烷基甲基三胺的摩爾比為2. 0-2. I: I進(jìn)行投料，油浴條件下加熱直到物料完全融化后打開攪拌，N2氣保護(hù)下升溫至130 - 190°C，反應(yīng)過程中不斷餾出生成的水，以體系酸值和胺值的變化判斷反應(yīng)進(jìn)度，反應(yīng)5-8小時(shí)，得到通式[2]的中間體雙酰胺基烷基甲基叔胺； (2)用步驟(I)制得的中間體雙酰胺基烷基甲基叔胺與兩性化反應(yīng)試劑氯乙酸鈉、氯(溴)乙基磺酸鈉、丙(丁)烷磺內(nèi)酯或3-氯-2-羥基丙烷磺酸鈉之一種反應(yīng)，兩性化試劑與雙酰胺基烷基甲基叔胺的摩爾比為I. O -1.2 : 1，反應(yīng)介質(zhì)為水-乙醇、丙酮或二氯乙烷，反應(yīng)溫度50 - 95°C，反應(yīng)時(shí)間8 - 36小時(shí)，雙酰胺基烷基甲基叔胺的轉(zhuǎn)化率>95%，反應(yīng)完畢除去溶劑，結(jié)晶得到雙酰胺型甜菜堿表面活性劑。
3.權(quán)利要求I所述的三次采油用雙酰胺型甜菜堿表面活性劑的應(yīng)用，其特征在于通過將合成的雙酰胺型甜菜堿與其它表面活性劑復(fù)配使用，用作無堿驅(qū)油劑，其中雙酰胺型甜菜堿表面活性劑的摩爾分?jǐn)?shù)為O. 10 - O. 60，在總表面活性劑質(zhì)量濃度O. 01% - 0.5%，加入聚丙烯酰胺1000 mg/L,不加堿、45°C條件下,能使原油/地層水界面張力降至10_3 mN/m數(shù)量級(jí)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種三次采油用雙酰胺型甜菜堿表面活性劑的制備方法及其應(yīng)用，屬于表面活性劑、膠體與界面化學(xué)領(lǐng)域。該驅(qū)油用表面活性劑的結(jié)構(gòu)為，其中R1為CH3或H；R2、R3為C7-C17的烷基，可以相同，也可以不同；m為2或3；X為CH2COO或CH2CH2SO3或CH2CH2CH2SO3或CH2CH2CH2CH2SO3或CH2CHOHCH2SO3。本發(fā)明涉及的雙酰胺型甜菜堿表面活性劑由雙酰胺基烷基甲基叔胺與兩性化試劑如氯乙酸鈉或氯(溴)乙基磺酸鈉或丙(丁)烷磺內(nèi)酯或3-氯-2-羥基丙烷磺酸鈉反應(yīng)制得。通過與其它表面活性劑復(fù)配，可用作無堿驅(qū)油劑。在45℃、總表面活性劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.01%-0.5%條件下，無需加堿即能使原油／地層水界面張力降低至10-3mN/m數(shù)量級(jí)。
文檔編號(hào)C09K8/584GK102977873SQ20121056540
公開日2013年3月20日 申請(qǐng)日期2012年12月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月24日
發(fā)明者劉學(xué)民, 楊欠欠, 袁圓, 郭姍姍, 李丹萍, 崔正剛 申請(qǐng)人:江南大學(xué)