二甲基-单全氟癸基硅-多乙氧基-硬脂酸酯多元化合物及其制备方法与应用技术

本发明专利技术公开了一种二甲基‑单全氟癸基硅‑多乙氧基‑硬脂酸酯多元化合物及其制备方法与应用，该多元化合物由全氟癸烷、二甲基氟硅烷、环氧乙烷及硬脂酸复合而成；制法包括将全氟癸烷与二甲基氟硅烷混合，酸化，升温至150～170℃加入环氧乙烷，反应后加入硬脂酸，最后调节pH至8～9.5即可；该多元化合物应用于油田中进行泡沫驱油。本发明专利技术的多元化合物不仅能高效起泡，而且稳泡效果佳，在地层运移时不会发生色谱分离，尤其在低渗、水敏油田中的泡沫驱油效果更佳；同时唉多元化合物制法简单，可操作性强，成本低。

Two methyl perfluorodecyl silicon polyethoxy stearate compound and its preparation and Application

The present invention discloses a dimethyl_monoperfluorodecanyl silane_polyethoxy_stearate poly-compound and its preparation method and application. The poly-compound is composed of perfluorodecane, dimethylfluorosilane, ethylene oxide and stearic acid. The preparation method includes mixing perfluorodecane with dimethylfluorosilane, acidizing, heating up. Ethylene oxide was added to 150~170 C, then stearic acid was added to the reaction. Finally, the pH was adjusted to 8 to 9.5. The compound was applied to foam flooding in the oil field. The plurality of compounds of the invention can not only efficiently foaming, but also have good foam stabilizing effect. Chromatographic separation does not occur in stratum migration, especially in low permeability and water sensitive oilfields.

【技术实现步骤摘要】
二甲基-单全氟癸基硅-多乙氧基-硬脂酸酯多元化合物及其制备方法与应用
本专利技术属于泡沫驱油剂领域，尤其涉及一种二甲基-单全氟癸基硅-多乙氧基-硬脂酸酯多元化合物及其制备方法与应用。
技术介绍
泡沫流体应用于油田的开发在国内外已有40多年的历史，泡沫流体在常规驱油、调驱、蒸汽泡沫驱、蒸汽泡沫吞吐、循环蒸汽泡沫驱、含水气井的排水采气、冲砂洗井、钻井、调剖、堵水、酸化、水泥固井及压裂等油气田开发中的诸多方面均得到了应用，并取得了肯定的效果。大量实践表明，泡沫驱油是保护油层、防止油层污染、提高油气产量的重要手段。随着人们对泡沫技术的认可程度不断提高，泡沫驱油手段及泡沫驱油剂必将成为三次采油的主打技术之一。在油田中存在大量低渗水敏油田，该油田地层大多通道狭窄、渗透率极低，油藏在地层中运移困难，且地层构成多为蒙脱土等水敏地层，遇水膨胀，将原本狭窄的通道阻塞，导致采油工作无法进行。因此，对于该油层无法采取常规的水驱或水基泡沫驱油。油基泡沫驱油是解决上述问题的有效手段。以油(通常用柴油或矿物油)作为连续相的泡沫驱油剂称作油基泡沫驱油剂。与水基泡沫驱油剂相比较，油基泡沫驱油剂的主要特点是能抗高温，有很强的抑制性和抗盐、抗污染的能力，润滑性好，并可有效地避免水驱造成的蒙脱土等地层膨胀阻塞通道的问题，减轻对油气层的损害。但油相比较水相的表面能极低，泡沫形成困难，且不易稳定，常规起泡剂无法形成油基泡沫，严重影响了油基泡沫驱油剂的发展。目前，油基泡沫驱油剂主要由油、水、发泡剂、稳泡剂、乳化剂等组成。体系以水为分散相，以油为连续介质，添加乳化剂、起泡剂、稳泡剂等材料所形成的类似油类性质的乳状液泡沫体系，又称逆乳化泡沫驱油剂，其油水体积比在(50～80):(50～20)左右。然而以乳化剂、起泡剂、稳泡剂组成的常规油基泡沫驱油剂必须各组分协同作用，方能起到形成油基泡沫实现驱油效果的目的。由于其在化学结构、功能基团和极性上存在较大差异，在地层中运移时会发生严重的色谱分离，从而导致各组分分别处于地层中的不同位置，无法协同效果体现，进而造成油基泡沫无法实现驱油效果。O’Neil等人研究了一种油基泡沫流体，该油基泡沫流体主要包括液态控、姪类发泡剂、憐酸醋、铁或铅交联剂、气体等；其中液态炫可以是柴油、煤油者其它脂肪烃；发泡剂选择氟化表面活性剂。具体步骤包括：将柴油、1.0％HF-2(氟化丙烯酸共聚物树脂)、0.15％HG-2(磷酸盐脂)及0.15％HX-2(铁胶黏剂)混合，采用高速揽拌器揽拌2min后，其发泡量为47％，半衰期大于1h。谈心等人开展了油基泡沫钻井液流体技术研究，在100ml柴油中加入0.1％的发泡剂DRI-YF-1和2％的稳泡剂DRI-YW-1为油基泡沫钻井液流体的主要组成部分，对发泡体积、半衰期、流变性进行评价，结果表明，发泡体积达500ml，半衰期为630s，半衰期和发泡体积均达到世界较为优异的水平。但是，上述两种油基驱油剂均无法同时满足发泡和稳泡的综合要求(通常为发泡300％，稳泡大于1h)。因此，如何达到两者的相对平衡，同时满足上述要求，已经成为研究的重中之重。此外，上述的驱油剂大多为混合试剂，在地层中运移会因分子结果及极性的差异产生运移速度的差异，导致色谱分离现象，造成各组分协同作用减弱、甚至丧失。综上所述，现亟需一种能够简单、高效地起泡，且稳泡效果佳，尤其能够在地层中运移时不会发生色谱分离的油基泡沫驱油剂，以提高低渗、水敏油藏的采油效果。
技术实现思路
专利技术目的：本专利技术的第一目的是提供一种起泡容易、泡沫稳定性强、发泡体积大且无色谱分离的二甲基-单全氟癸基硅-多乙氧基-硬脂酸酯多元化合物；本专利技术的第二目的是提供该多元化合物的制备方法；本专利技术的第三目的是提供该多元化合物的应用。技术方案：本专利技术的二甲基-单全氟癸基硅-多乙氧基-硬脂酸酯多元化合物，结构式为：其中，n＝6～24。本专利技术通过采用化学结构、功能基团和极性上差异均小的全氟癸烷、二甲基氟硅烷、环氧乙烷及硬脂酸复合而成上述结构的多元化合物，能够使得该多元化合物在地层中运移时不会发生色谱分离，提高了采油效果。其中，添加全氟癸烷有效降低了该多元化合物的表面张力，实现起泡作用；添加环氧乙烷不仅具有稳泡的作用，且具有助乳化的作用，协同添加硬脂酸，提高了乳化性能，有效形成了油基乳液；添加二甲基氟硅烷从而将全氟癸烷与环氧乙烷(乙氧基)链接于一个分子中构成多元化合物，且其具有高柔顺性，对全氟癸烷的起泡效果具有一定的促进作用。优选的，该多元化合物中n可为10～18。本专利技术制备二甲基-单全氟癸基硅-多乙氧基-硬脂酸酯多元化合物的方法，包括如下步骤：将全氟癸烷与二甲基氟硅烷混合，酸化，升温至150～170℃加入环氧乙烷，反应后加入硬脂酸，最后调节pH至8～9.5即可。进一步说，在制备时，全氟癸烷与二甲基氟硅烷的摩尔比可为1:0.5～3。全氟癸烷与环氧乙烷的摩尔比可为1:5～40。全氟癸烷与硬脂酸的摩尔比可为1:0.5～2.4。更进一步说，在制备时，添加的全氟癸烷与二甲基氟硅烷是在50～70℃条件下反应1～2h。添加环氧乙烷反应1～2h。添加硬脂酸反应1.5～2h。本专利技术的二甲基-单全氟癸基硅-多乙氧基-硬脂酸酯多元化合物在油田除油中的应用。有益效果：与现有技术相比，本专利技术的显著优点为：该多元化合物不仅能够简单、高效地起泡，且稳泡效果佳，能够在地层中运移时不会发生色谱分离，更适用于低渗、水敏油田中的泡沫驱油剂，采油效果佳，尤其对于低含油量(含油量50-70％)、高蜡泡沫体系的使用效果突出；同时制备方法简单，可操作性强，成本低。附图说明图1为本专利技术多元化合物的红外谱图；图2为采用本专利技术的多元化合物进行驱油时的油基泡沫微观形貌图；图3为采用本专利技术的多元化合物对不同含水量混合油的起泡效果图；图4为采用本专利技术的多元化合物对不同含水量混合油的72h稳泡效果。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的技术方案作进一步详细说明。本专利技术的二甲基-单全氟癸基硅-多乙氧基-硬脂酸酯多元化合物，结构式为：其中，n＝6～24。将本专利技术制备的该多元化合物进行结构表征，获得的结果如图1所示。在2870cm-1左右存在这C-H的伸缩震动，在1395cm-1和1365cm-1有甲基的弯曲震动，且1365cm-1峰的强度较大，由此证明二甲基氟硅烷已经修饰了全氟癸烷上了。在2921cm-1，2848cm-1处有亚甲基的反对称伸缩振动，在1560cm-1处有羧酸盐离子的反对称伸缩振动吸收峰，由此证明硬脂酸已经修饰上去了。由此可知，二甲基-单全氟癸基硅-多乙氧基-硬脂酸酯已经成功合成了。实施例1本专利技术的二甲基-单全氟癸基硅-多乙氧基-硬脂酸酯多元化合物，结构式为：其中，n＝10～18。制备方法包括如下步骤：首先，将50g全氟癸烷及12g的二甲基氟硅烷置于反应器中，通氮气保护，在60℃下搅拌反应1.5h；其次，体系中加入浓硫酸，升温至150℃，缓慢加入60g环氧乙烷，继续反应1.5h；再次，降温至100℃左右，加入21g硬脂酸反应1.5h；最后，加入氢氧化钠调节pH值至9，即可制得本专利技术的多元化合物。将该实施例制备的多元化合物应用于驱油时，对其油基泡沫进行表面观察、起泡及稳泡性能进行表征，获得的结果如图2至图4所示。通过图2可知本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种二甲基‑单全氟癸基硅‑多乙氧基‑硬脂酸酯多元化合物，其特征在于：该多元化合物的结构式为：

【技术特征摘要】
1.一种二甲基-单全氟癸基硅-多乙氧基-硬脂酸酯多元化合物，其特征在于：该多元化合物的结构式为：其中，n＝6～24。2.根据权利要求1所述的二甲基-单全氟癸基硅-多乙氧基-硬脂酸酯多元化合物，其特征在于：所述n＝10～18。3.一种制备权利要求1所述的二甲基-单全氟癸基硅-多乙氧基-硬脂酸酯多元化合物的方法，其特征在于包括如下步骤：将全氟癸烷与二甲基氟硅烷混合，酸化，升温至150～170℃加入环氧乙烷，反应后加入硬脂酸，最后调节pH至8～9.5即可。4.根据权利要求3所述的制备二甲基-单全氟癸基硅-多乙氧基-硬脂酸酯多元化合物的方法，其特征在于：所述全氟癸烷与二甲基氟硅烷的摩尔比为1:0.5～3。5.根据权利要求3所述的制备二甲基-单全氟癸基硅-多乙氧基-硬脂酸酯多元化合物的方法，其特征在于：所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈健，赵越，章峻，侯庆锋，王达炜，杨仲斌，金锐，冯福玲，何磊，付磊，莫宏，
申请(专利权)人：南京师范大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32