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一种含不对称双长链烷基甲基羧基甜菜碱的复配驱油剂及其应用制造技术

技术编号:11986440 阅读:71 留言:0更新日期:2015-09-02 15:53
一种含不对称双长链烷基甲基羧基甜菜碱的复配驱油剂及其应用,属于化学驱油技术领域。这种不对称双长链烷基甲基羧基甜菜碱由不同链长的脂肪酸和一甲胺为起始原料,经酰胺还原和羧甲基化反应制得,分子式简写为Cm+nB,其中m≠n。与总烷基链长相同的对称型双长链烷基羧基甜菜碱相比,不对称型甜菜碱基本保持了对称型甜菜碱的高表面活性,但产品的水溶性显著增加,在岩石表面的吸附明显降低。其中C18+6B单组分能将C7~C9正构烷烃和大庆原油与大庆地层水的界面张力分别降至10-3mN/m和10-2mN/m数量级,通过与对称型同系物以及单长链烷基二甲基羧基甜菜碱复配,能在较宽的总浓度范围内将大庆原油/地层水界面张力降至10-3mN/m数量级。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于无碱二元复合驱的复配驱油剂,其中含有不对称双长链烷基 甲基羧基甜菜碱表面活性剂,属于化学驱油

技术介绍
众所周知,我国很多老油田已陆续进入高含水期,注水驱采出液中水含量达到 90%以上,面临原油产量的自然衰减,而另一方面,尚有60%左右的残余油未被采出,因此 在注水驱阶段后采用三次采油技术进一步提高采收率,是我国老油田稳产高产的必由之 路。 在注水驱阶段的后期,残余油以油滴的形式被圈捕在多孔岩石的孔隙中,由于毛 细作用,在常规注水压力下难以流出。采用化学驱油技术,例如注入含有表面活性剂的水溶 液,当原油/水界面张力在表面活性剂的作用下降至KrtiN/m数量级时,被圈捕的油滴就能 在常规注水压力下克服毛细作用从多孔介质中流出。这就是所谓的超低界面张力驱油,一 种重要的三次采油技术。 上世纪80年代以来,国内外广泛开展了碱-表面活性剂-聚合物(ASP)三元复合 驱技术的研宄。即在注入水中,除了加入表面活性剂外,还加入了聚合物和碱,例如苛性碱 NaOH。加入聚合物旨在提高注入水的粘度,防止驱替液在地层发生指进,提高驱替液的波及 系数,而加入碱可以将原油中的有机酸和酯类物质皂化,生成表面活性剂,与外加的表面活 性剂发生协同作用,有利于降低原油/地层水界面张力,并使岩石表面保持水润湿。优化配 方的三元复合驱可以在注水驱后进一步提高采收率18~28 %。但近年来的矿场试验表明, 使用强碱会导致管道和设备的腐蚀、结垢,地层渗透率下降等不利影响,严重时可能导致地 层毛细通道堵塞,同时还会大幅度降低聚合物的增稠效果。因此以无碱的表面活性剂-聚 合物(SP)二元复合驱取代ASP三元复合驱成为化学驱油技术发展的新趋势。 然而在无碱条件下,使用ASP驱油用表面活性剂大多不能将原油/地层水界面张 力降到超低(〈〇.〇lmN/m),原因之一是表面活性剂的亲油性偏低。为此需要研发亲油性更 高的表面活性剂。如果仍采用常规表面活性剂的单长链烷基结构,则对大庆原油,适合的表 面活性剂的烷基链长将超过C 18,而目前的市场原料中,无论是来源于天然油脂还是来源于 石油化工产品,鲜有大宗原料与之匹配。为了解决这一难题,研宄人员设计出双长链烷基单 亲水基结构的表面活性剂,例如CN101549266A公开的一种双十二烷基甲基羧基甜菜碱,这 种化合物具有足够的亲油性,通过与亲水性表面活性剂复配,能够将大庆原油/地层水的 界面张力降至10_ 3mN/m数量级。但是该产品的水溶性较差,并且在油砂表面有较大的吸附。 本专利技术试图在双长链烷基甲基羧基甜菜碱中引入不对称结构,即使分子中的两个长链烷基 具有不同的链长,而总的链长保持一定。结果表明,这一结构有利于提高表面活性剂的水溶 性,降低表面活性剂在油砂表面的吸附损失,同时能保持对称型双长链烷基甲基羧基甜菜 碱的高表面活性。
技术实现思路
本专利技术的目的在于:提出一种复配驱油剂,适用于大庆原油的表面活性剂-聚合 物二元复合驱,其中含有一种不对称双长链烷基甲基羧基甜菜碱,将其与亲油性强的对称 型双长链烷基甲基羧基甜菜碱以及水溶性的单长链烷基二甲基羧基甜菜碱复配,能够将大 庆原油/地层水界面张力降至超低,而这种不对称双长链烷基甲基羧基甜菜碱的加入能够 显著改善配方的水溶性,降低表面活性剂在油砂表面的吸附损失。 本专利技术的技术方案:一种含不对称双长链烷基甲基羧基甜菜碱的复配驱油剂,其 中不对称双长链烷基甲基羧基甜菜碱具有下列通式:【主权项】1. 一种含不对称双长链烷基甲基羧基甜菜碱的复配驱油剂,其中不对称双长链烷基甲 基羧基甜菜碱具有下列通式:上述结构通式简写为Cm+nB,其中m辛n,12 < m < 18,6 < η < 12, m+n = 18~30 ; 不对称双长链烷基甲基羧基甜菜碱Cm+nB在驱油剂总表面活性剂中的摩尔分数多0. 3 ; 复配驱油剂中可以含有的第二个组分为单长链烷基二甲基羧基甜菜碱,简写SCyB,其 中y = 12~18,单长链烷基二甲基羧基甜菜碱可以是单一化合物或同系混合物,在驱油剂 总表面活性剂中的摩尔分数为0~0. 5 ; 复配驱油剂可以含有的第三个组分为对称型双长链烷基甲基羧基甜菜碱C12+12B,C12+12B 在驱油剂总表面活性剂中的摩尔分数为0~0. 4。2. 根据权利要求1所述的含不对称双长链烷基甲基羧基甜菜碱的复配驱油剂的应用, 该复配驱油剂应用于大庆油田水驱阶段后无碱二元复合驱,即表面活性剂-聚合物二元复 合驱。3. 根据权利要求1和2所述的含不对称双长链烷基甲基羧基甜菜碱的复配驱油剂的应 用方法为,将该复配驱油剂溶于大庆地层水,表面活性剂总浓度为7. 5mmol/L,其中第二和 第三组分的摩尔分数不同时为零,水相中加入l〇〇〇mg/L聚丙烯酰胺(分子量2500万),不 加任何碱,不加任何无机盐,不加任何助表面活性剂,温度为45°C ;在这些条件下使用该复 配驱油剂,可在表面活性剂总浓度为0. 25~7. 5mmol/L的范围内将大庆原油/地层水界面 张力降至l(T3mN/m数量级。4. 根据权利要求1所述的含不对称双长链烷基甲基羧基甜菜碱的复配驱油剂的一种 应用,当m/n彡3时,不对称双长链烷基甲基羧基甜菜碱的水溶性显著提高,C 18+6B单一组分 能溶于水,在浓度为5mmol/L、水相中加入1000mg/L聚丙稀酰胺、45°C条件下,能将C 7~C 9 正构烷烃/水界面张力降至10_3mN/m数量级,将大庆原油/地层水界面张力降至l(T2mN/m 数量级。5. 根据权利要求1至4所述的含不对称双长链烷基甲基羧基甜菜碱的复配驱油剂中 不对称双长链烷基甲基羧基甜菜碱的制备方法,以两种不同链长的饱和脂肪酸为原料,分 别先制成酰氯;然后用一种酰氯与一甲胺反应生成N-甲基酰胺,经用氢化铝锂还原,生成 N-长链烷基-N-甲基仲胺;再与另一个酰氯反应形成N-长链烷基-N-甲基酰胺,经用氢化 铝锂还原,生成N,N-双长链烷基-N-甲基叔胺;最后与氯乙酸钠反应,生成目标化合物,反 应式如下:式中 Rm= CmH2m+1,Rn= CnH2n+1。【专利摘要】,属于化学驱油
这种不对称双长链烷基甲基羧基甜菜碱由不同链长的脂肪酸和一甲胺为起始原料,经酰胺还原和羧甲基化反应制得,分子式简写为Cm+nB,其中m≠n。与总烷基链长相同的对称型双长链烷基羧基甜菜碱相比,不对称型甜菜碱基本保持了对称型甜菜碱的高表面活性,但产品的水溶性显著增加,在岩石表面的吸附明显降低。其中C18+6B单组分能将C7~C9正构烷烃和大庆原油与大庆地层水的界面张力分别降至10-3mN/m和10-2mN/m数量级,通过与对称型同系物以及单长链烷基二甲基羧基甜菜碱复配,能在较宽的总浓度范围内将大庆原油/地层水界面张力降至10-3mN/m数量级。【IPC分类】C09K8-584, C09K8-588【公开号】CN104877654【申请号】CN201510233161【专利技术人】崔正刚, 宋洪娟, 宋冰蕾, 裴晓梅 【申请人】江南大学【公开日】2015年9月2日【申请日】2015年5月8日本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种含不对称双长链烷基甲基羧基甜菜碱的复配驱油剂,其中不对称双长链烷基甲基羧基甜菜碱具有下列通式:上述结构通式简写为Cm+nB,其中m≠n,12≤m≤18,6≤n≤12,m+n=18~30;不对称双长链烷基甲基羧基甜菜碱Cm+nB在驱油剂总表面活性剂中的摩尔分数≥0.3;复配驱油剂中可以含有的第二个组分为单长链烷基二甲基羧基甜菜碱,简写为CyB,其中y=12~18,单长链烷基二甲基羧基甜菜碱可以是单一化合物或同系混合物,在驱油剂总表面活性剂中的摩尔分数为0~0.5;复配驱油剂可以含有的第三个组分为对称型双长链烷基甲基羧基甜菜碱C12+12B,C12+12B在驱油剂总表面活性剂中的摩尔分数为0~0.4。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:崔正刚宋洪娟宋冰蕾裴晓梅
申请(专利权)人:江南大学
类型:发明
国别省市:江苏;32

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