含聚氧乙烯醚嵌段的磺基甜菜碱及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种含聚氧乙烯醚嵌段的磺基甜菜碱及其制备方法。主要解决现有技术中含表面活性剂的驱油剂在高温、高矿化度油藏条件下驱油效果差，以及碱对地层和油井造成污染伤害、并严重腐蚀设备和输送管道的问题。本发明专利技术通过采用含有分子通式为（Ⅰ）的一种含聚氧乙烯醚嵌段的磺基甜菜碱及其制备方法，其中R1为C10~C30的烷基、烯基中的任意一种，R2和R3为C1~C4的烷基中的任意一种，R4为C1~C6的亚烷基、羟基取代亚烷基中的任意一种，n为1~20的技术方案，较好地解决了该问题，可用于油田的三次采油生产中。（Ⅰ）

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及一种。主要解决现有技术中含表面活性剂的驱油剂在高温、高矿化度油藏条件下驱油效果差，以及碱对地层和油井造成污染伤害、并严重腐蚀设备和输送管道的问题。本专利技术通过采用含有分子通式为（Ⅰ）的一种，其中R1为C10~C30的烷基、烯基中的任意一种，R2和R3为C1~C4的烷基中的任意一种，R4为C1~C6的亚烷基、羟基取代亚烷基中的任意一种，n为1~20的技术方案，较好地解决了该问题，可用于油田的三次采油生产中。（Ⅰ）【专利说明】
本专利技术涉及一种。
技术介绍
表面活性剂在三次采油中占有非常重要的地位。目前国内外三次采油用到的表面 活性剂主要是以钠盐为主的阴离子型表面活性剂，此类表面活性剂对具有高温、高盐等较 为苛刻地质特征的油藏的适应性较差，更重要的是含有此类表面活性剂的复合驱油体系对 碱的依赖性较高，大多数与碱复配后界面张力才能达到超低。三元复合驱由于碱的加入给 矿场带来技术和经济的双重难题，碱不仅会伤害地层和腐蚀设备，并且给油田采出液的破 乳带来困难。因此，研究具有在弱碱或无碱条件下形成超低界面张力且具有良好的耐温和 抗盐的表面活性剂成为解决目前化学复合驱所面临问题的较为行之有效的途径。 甜菜碱作为一种两性表面活性剂，具有两性表面活性剂所共有的结构特征，即在 同一分子中既含有阴离子亲水基又含有阳离子亲水基。甜菜碱的特殊结构决定了其独特的 性能，如具有较高的抗硬水能力，在较宽的PH范围内具有良好的界面活性、在无碱和弱碱 的条件下能和原油形成超低界面张力，具有较好的耐温抗盐特别是抗钙镁离子的性能，并 且与其它类型的表面活性剂复配时具有明显的增效作用等。虽然目前对于油田用甜菜碱型 表面活性剂的研究仅限于实验室和矿场试验阶段，但国内的许多研究人员都对其大规模用 于三次采油寄予很高的期望。近年来国内外研究工作者对甜菜碱表面活性剂进行了大量的 研究开发，由起初的羧酸型慢慢研发出磺酸型、磷酸醋型等更多的品种的甜菜碱，同时对其 界面性能、配伍兼容性等也作出更深入的研究。尤其是磺酸型甜菜碱，不但有BS-12的全部 优点，还具有耐高浓度酸、碱、盐等独特优点，与阴离子、阳离子、非离子表面活性剂均有优 良的配伍性能，具有极佳的协同增效作用，且性质温和具有良好的抗静电性、杀菌性、防腐 性、易于生物降解等优良的性能，因此日益受到人们的重视，使得甜菜碱向磺基化发展成为 趋势。基于磺酸型甜菜碱的上述特性，如果将其应用于油田，将会对高矿化度的油藏具有较 好的适应性，并且其界面张力对碱的依赖性会较小，此外甜菜碱具有优良的复配性能，使其 与其它类型表面活性剂复配后得到性能更加优良的驱油体系成为可能。 文献CN101955448A公开了一种含酰胺基团磺基甜菜碱及其制备和应用，在实施 例中给出的地层水矿化度为83694mg/L，没有说明该磺基甜菜碱适应的矿化度范围。因此， 针对更为苛刻的油藏环境，我们有必要进一步寻求一种在无碱、高温、高盐条件下结构稳 定、并能与原油形成1〇_ 3?10_4mN/m超低界面张力、有效提高驱油效率的表面活性剂驱替 剂。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题之一是现有技术中含表面活性剂的驱油剂在高温高 盐油藏条件下驱油效率差，同时碱对地层和油井带来伤害、腐蚀设备和管道的问题，提供一 种新型的含聚氧乙烯醚嵌段的磺基甜菜碱表面活性剂。该表面活性剂在无碱、高温高盐油 藏条件下仍能与原油形成KT3?KT5毫牛/米超低界面张力，可获得较好的驱油效果。 本专利技术所要解决的技术问题之二是提供一种与解决技术问题之一相对应的含聚 氧乙烯醚嵌段的磺基甜菜碱的制备方法。 本专利技术所要解决的技术问题之三是提供一种技术问题之一所述含聚氧乙烯醚嵌 段的磺基甜菜碱表面活性剂在高温高盐油藏强化采油中的应用。 为解决上述技术问题之一，本专利技术采用的技术方案如下：含聚氧乙烯醚嵌段的磺 基甜菜碱，其分子通式为： 【权利要求】1. 一种含聚氧乙烯醚嵌段的磺基甜菜碱，其分子通式为：其中札为c1(rc3Q的烷基、烯基中的任意一种，r2和r3为c^c4的烷基中的任意一种，r4 为C广C6的亚烷基、羟基取代亚烷基中的任意一种，n为广20。2. 根据权利要求1所述的一种含聚氧乙烯醚嵌段的磺基甜菜碱，其特征在于所述的札 为C16?C28的烷基、烯基中的任意一种，n为2~10。3. 根据权利要求1所述的一种含聚氧乙烯醚嵌段的磺基甜菜碱，其特征在于所述的札 的碳原子数与n的比值为2~12。4. 根据权利要求1所述的一种含聚氧乙烯醚嵌段的磺基甜菜碱，其特征在于所述的札 的碳原子数与n的比值为8。5. 根据权利要求1所述的一种含聚氧乙烯醚嵌段的磺基甜菜碱，其特征在于所述的札 的碳原子数为24、n为3。6. 根据权利要求1所述的一种含聚氧乙烯醚嵌段的磺基甜菜碱的制备方法，包括以下 步骤： (a) 按所需配比的RPH、二氯亚砜和吡啶在6(T90°C反应2~15小时，得到Rfl，其中 &0H、二氯亚砜和吡啶摩尔比为1: (1?4) : (1?4); (b) 将步骤（a)所合成的&C1与N，N-二烷基乙醇胺在6(Tl00°C下反应2?12小时， 控制反应体系pH=8?9,得烷基羟乙基季铵盐，其中，N，N-二烷基乙醇胺与&C1的摩尔比 为（广3) :1 ;所述的N，N-二烷基乙醇胺为N，N-二甲基乙醇胺、N，N-二乙基乙醇胺中任意一 种； (c) 将步骤（b)得到的烷基羟乙基季铵盐和环氧乙烷在反应温度为85~160°C，压力为 (TO. 80MPa表压下，在催化剂作用下反应得烷基聚氧乙烯醚季铵盐；其中所述的环氧乙烷 与烷基羟乙基季铵盐的摩尔比为;所述的催化剂为氢氧化钾，用量为烷基羟乙基 季铵盐重量的0. 39T3. 0% ; (d) 用步骤（c)制得的烷基聚氧乙烯醚季铵盐与氢氧化钠在45~75°C碱化反应广8小 时后，再与磺化试剂X-R4S03M在6(T90°C的温度下反应2?15小时得到含聚氧乙烯醚嵌段 的磺基甜菜碱，其中烷基聚氧乙烯醚季铵盐：氢氧化钠：磺化试剂X-R4S03M的摩尔比为 1: (1?4) : (1?4)，X为C1 或者Br，M选自H、K或Na。7. 根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于（a)步骤中的反应温度为65~85°C，反 应时间为6~10小时。8. 根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于（b)步骤中的反应温度为65~90°C，反 应时间为5~9小时。9. 权利要求1至5中任一项所述含聚氧乙烯醚嵌段的磺基甜菜碱在高温高盐油藏强化 采油中的应用。10. 根据权利要求9所述含聚氧乙烯醚嵌段的磺基甜菜碱在高温高盐油藏强化采油中 的应用，其特征在于所适用的油藏温度为5(Tl00°C、矿化度为(Tl50000mg/L、钙镁离子浓 度为(T8000mg/L。【文档编号】C09K8/584GK104276984SQ201310286212【公开日】2015年1月14日 申请日期:2013年7月9日 优先权日:2013年7月9日 【专利技术者】唐恒志, 李应成, 沙鸥 申请人:中国石油化工股份有限公司, 中国石油化工股份有限公司上海石油化工研究本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种含聚氧乙烯醚嵌段的磺基甜菜碱，其分子通式为：其中R1为C10~C30的烷基、烯基中的任意一种，R2和R3为C1~C4的烷基中的任意一种，R4为C1~C6的亚烷基、羟基取代亚烷基中的任意一种，n为1~20。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：唐恒志，李应成，沙鸥，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司上海石油化工研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11