烷基酚磺酸聚氧乙烯醚硫酸酯盐及其制备方法技术

本发明专利技术涉及烷基酚磺酸聚氧乙烯醚硫酸酯盐及其制备方法，主要解决现有技术中含表面活性剂的驱油剂存在高温高盐条件下驱油效率差，同时由于含有碱，对地层和油井带来伤害，腐蚀设备和管道，生产成本高的问题。本发明专利技术通过采用含有分子通式为（Ⅰ）的烷基酚磺酸聚氧乙烯醚硫酸酯盐，其中Ｍ为碱金属、铵基或胺基，Ｒ为Ｃ↓［１］～Ｃ↓［２２］的烷基，ｎ为１～３０中的任意一个整数的技术方案，较好地解决了该问题，可用于油田的三次采油生产中。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种烷基酚磺酸聚氧乙烯醚硫酸酯盐及其制备方法。
技术介绍
我国主要油田经过一次和二次开采后已进入高含水期，原油产量逐年下降，为提高原油采收率，最大限度地开发剩余储量，三次采油技术在保证油田稳产高产方面发挥了非常重要的作用。其中使用表面活性剂的三元复合驱(碱-聚合物-表面活性剂)技术由于在低表面活性剂用量的情况下仍能大幅度提高驱油效率，因此它已经成为在经济和技术上都很成功的提高原油采收率的新技术。其主要机理是：在油田进入高含水期后，剩余油以不连续的油膜被圈闭在油藏岩石的孔隙中，作用于油珠上的两个主要力是粘滞力和毛细管力，如果选用合适的表面活性剂体系，降低油水间的界面张力，使储油层油水间的界面张力从20～30毫牛/米降至较低或超低值(10-3～10-4毫牛/米)，便能减少使剩余油移动时油珠变形所带来的阻力，从而大幅提高驱油效率。表面活性剂提高原油采收率主要决定于表面活性剂在油层中的波及效率和驱油效率。即Er＝Eυ·Ed式中：Er表示采收率，％；Eυ表示波及效率，％；Ed表示驱油效率，％。因此，提高Er必须从提高Ev和Ed入手。活性剂(包括表面活性剂和碱)具有降低油水界面张力等作用，能够提高Ed(驱油效率)。这一效应可由综合效应参数毛管数(N)来描述：Ed∝NN＝驱动力/粘滞力∝μ·υ/Yow式中：μ表示注入相粘度；υ表示注入相液流速度；Yow表示油水间界面张力。实践已证明：要有效地降低残余油饱和度，必须将毛管数提高3～4个数量级。由于油层注入量和压力有限，因此单靠提高μ和υ是不够的，但可以将油水界面张力Yow降低3个或更高的数量级，从而大大提高毛管数并使Ed(驱油效率)显著提高，这也是活性剂主要的驱油机理。而要提高波及效率，主要办法是减小驱替液的流度，这一点可以通过加入聚合物增加驱替液粘度来实现。在三采作业中，运用ASP三元复合驱(表面活性剂/碱/聚合物)驱油体系，通过加入表面活性剂可以使油水间的超低界面张力使驱油效(Ed)率增加，通过注入聚合-->物以增加注入液粘度提高波及效率(Ev)，注入碱以减少表面活性剂的吸附。充分利用ASP有益的协同组合效应，提高原油采收率(Er)。目前，在三次采油中，一般使用的表面活性剂为石油磺酸盐、烷基苯磺酸盐或其他含有苯环的表面活性剂。文献CN1458219A公开了一种三次采油应用的表面活性剂聚合物纯二元超低界面张力复合驱配方，其中使用的表面活性剂是石油磺酸盐或以石油磺酸盐为主剂加稀释剂和其它表面活性剂复配的复合表面活性剂，其组份的重量百分比为石油磺酸盐50～100％，烷基磺酸盐0～50％，羧酸盐0～50％，烷基芳基磺酸盐0～35％，低碳醇0～20％。这些表面活性剂具有来源广，数量大的、价格低的优点，对于普通油藏而言，无论是复合驱还是单一表面活性剂驱，都已有规模化产品，在提高采收率方面也已取得理想效果。但随着油田开采程度的日益深入，采油地层越来越深，表面活性剂的使用温度越来越高、水质矿化度也越来越高。以上所述在普通油藏(一、二类油藏)中成功应用的表面活性剂体系，在高温(地层温度大于80℃)高盐(矿化度20000毫克/升以上)条件下(三类油藏)，由于化学结构易改变、复合体系稳定性差在驱油过程中产生严重的色谱分离，导致驱油效率变差。为了更大限度地降低油/水界面张力，往往加入高浓度的碱，如氢氧化钠、碳酸钠等。碱可与原油中的酸性物质反应就地生成新的表面活性剂，与外加表面活性剂起协同效应。文献CN1439689A公开了一种碱-混合表面活性剂-聚合物的三元复合驱油体系及其应用，其中选用的碱为Na2CO3。但是在使用过程中，碱不仅对地层和油井等带来巨大伤害，设备和管道腐蚀严重，在维修、维护上花费大量资金；而且由于碱会严重降低聚合物的粘度和粘弹性，为达到所需的粘度只得大大提高聚合物的使用浓度，使采油综合成本提高。
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存在高温高盐条件下驱油效率差，同时由于含有碱，对地层和油井带来伤害，腐蚀设备和管道，生产成本高的问题，提供一种新的烷基酚磺酸聚氧乙烯醚硫酸酯盐。含烷基酚磺酸聚氧乙烯醚硫酸酯盐的表面活性剂组合物在无碱、高温高盐条件下仍能与原油形成10-3～10-4毫牛/米超低界面张力，提高高温高盐油藏采收率。本专利技术所要解决的技术问题之二是提供烷基酚磺酸聚氧乙烯醚硫酸酯盐的制备方法。该方法具有工艺简单、设备要求低、易于生产的特点。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：一种烷基酚磺酸聚氧乙烯醚硫酸酯盐，其分子通式为：-->其中M为碱金属、铵基或胺基；R为C1～C22的烷基；n为1～30中的任意一个整数。上述技术方案中，碱金属优选方案为钠或钾，更优选方案为选自钠；R优选方案为选自C4～C15的烷基，更优选方案为选自C8～C12的烷基；n优选方案为4～20中的任意一个整数，更优选方案为5～10中的任意一个整数。为解决上述技术问题之二，本专利技术采用的技术方案如下：一种烷基酚磺酸聚氧乙烯醚硫酸酯盐的制备方法，包括以下步骤：a)烷基苯酚和环氧乙烷在反应温度为85～160℃，压力为0～0.40MPa表压条件下，在催化剂作用下反应得烷基酚聚氧乙烯醚；其中所述烷基苯酚的烷基为含1～22个碳原子的烷基；环氧乙烷与烷基苯酚的摩尔比为1～30∶1；所述催化剂为钙的碱性化合物，用量为烷基苯酚重量的0.3～3％；b)步骤a)合成的烷基酚聚氧乙烯醚与浓硫酸在反应温度为40～60℃条件下，反应0.5～10小时得烷基酚磺酸聚氧乙烯醚；其中浓硫酸与烷基酚聚氧乙烯醚的摩尔比为2～5∶1；c)步骤b)合成的烷基酚磺酸聚氧乙烯醚与氯磺酸在反应温度为20～60℃条件下，反应0.5～5小时，最后加入含碱金属、铵基或胺基的碱性化合物，中和至中性，得烷基酚磺酸聚氧乙烯醚硫酸酯盐，其中烷基酚磺酸聚氧乙烯醚与氯磺酸的摩尔比为2～0.5∶1。上述技术方案中，a)步骤中反应温度优选范围为140～160℃，压力优选范围为0.20～0.40MPa表压；b)步骤中反应温度优选范围为40～45℃，反应时间优选范围为2.0～5小时；c)步骤中反应温度优选范围为20～50℃，反应时间优选范围为2.0～5小时；所述烷基苯酚的烷基优选方案为含4～15个碳原子的烷基更优选方案为含8～12个碳原子的烷基。含胺基的碱性化合物优选方案为选自单乙醇胺、二乙醇胺或三乙醇胺，更优选方案为选自三乙醇胺。本专利技术的烷基酚磺酸聚氧乙烯醚硫酸酯盐可通过红外分析光谱表征，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种烷基酚磺酸聚氧乙烯醚硫酸酯盐，其分子通式为：　　　　Ｒ－＊－Ｏ－（ＣＨ↓［２］ＣＨ↓［２］Ｏ）ｎＳＯ↓［３］Ｍ　　　　其中Ｍ为碱金属、铵基或胺基；Ｒ为Ｃ↓［１］～Ｃ↓［２２］的烷基；ｎ为１～３０中的任意一个整数。

【技术特征摘要】
1. 一种烷基酚磺酸聚氧乙烯醚硫酸酯盐，其分子通式为：
其中M为碱金属、铵基或胺基；R为C1～C22的烷基；n为1～30中的任意一个整数。
2. 根据权利要求1所述烷基酚磺酸聚氧乙烯醚硫酸酯盐，其特征在于所述碱金属为
钠或钾；R为C4～C15的烷基；n为4～20中的任意一个整数。
3. 根据权利要求2所述烷基酚磺酸聚氧乙烯醚硫酸酯盐，其特征在于所述碱金属为
钠；R为C8～C12的烷基；n为5～10中的任意一个整数。
4. 权利要求1所述的烷基酚磺酸聚氧乙烯醚硫酸酯盐的制备方法，包括以下步骤：
a)烷基苯酚和环氧乙烷在反应温度为85～160℃，压力为0～0.40MPa表压条件下，
在催化剂作用下反应得烷基酚聚氧乙烯醚；其中所述烷基苯酚的烷基为含1～22个碳原子
的烷基；环氧乙烷与烷基苯酚的摩尔比为1～30∶1；所述催化剂为钙的碱性化合物，用量
为烷基苯酚重量的0.3～3％；
b)步骤a)合成的烷基酚聚氧乙烯醚与浓硫酸在反应温度为40～60℃条件下，反应
0.5～10小时得烷基酚磺酸聚氧乙烯醚；其中浓硫酸与烷基酚聚氧乙烯醚的摩尔比为2～5∶

【专利技术属性】
技术研发人员：陈荣福，沙鸥，张卫东，
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：11[中国|北京]