提高原油采收率的复合表面活性剂及制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及一种提高原油采收率的复合表面活性剂及制备方法和应用。主要解决现有技术中复合驱油剂在高温高盐油藏条件下难以有效提高采收率的问题。本发明专利技术通过一种提高原油采收率的复合表面活性剂，以质量份数计，包括以下组份：(1)0.01～1.0份式(I)所示的羟烷基季铵盐表面活性剂；(2)0.01～1.0份的式(II)所示的N，N‑双脂肪酰基二胺二丙酸二聚氧乙烯醚双羧酸盐；式中R

Composite surfactant for enhancing oil recovery and its preparation and Application

【技术实现步骤摘要】
提高原油采收率的复合表面活性剂及制备方法和应用
本专利技术涉及一种提高原油采收率的复合表面活性剂及制备方法和应用。
技术介绍
石油是重要的非再生性战略资源，当今世界对于石油的需求量日益增大。常规的采油方法一般仅能采出原油地质储量的三分之一，目前，多数油藏已进入高含水开发后期，剩余储量中高温高盐、高含水高采出、低渗透等难以开采的油藏比例逐年增加，利用现有技术开发非常困难，因此迫切需要发展新的开采技术，大幅度提高老油田的采收率和已探明资源的利用率，以满足经济发展和国家安全的需要。表面活性剂驱是当前三采提高原油采收率的主要研究方向之一。表面活性剂可以有效降低油水界面张力、改变油藏润湿性、增溶原油、降低原油黏度，在三次采油中发挥着重要作用。其中阴阳离子复配表面活性剂作为一种新的表面活性剂混合体系，在许多领域表现出了特殊性能。阴阳离子表面活性剂之间存在强烈的静电作用，使复配体系具有更低的临界胶束浓度、极限占有面积和更好的界面活性，具备很好的形成微乳的能力，有利于超低界面张力的获得与稳定。同时，阴阳离子对的形成大大增强了阴阳复配表面活性剂抗吸附、抗钙镁离子的能力，提高了该体系在高温高盐油藏中的驱油效果。目前，阴阳复配表面活性剂在三采中应用较少。专利CN103773347A报道了含芳环的烷基聚氧乙烯醚阴离子表面活性剂与四烷基季铵盐组成的复合表面活性剂组合物，该组合物对于河南油田具有良好的界面性能；韩霞等(物理化学学报，2012,28(1),146-153)通过对烷基乙氧基磺酸盐与四烷基溴化胺或溴代十六烷基吡啶组成的二元复配体系进行研究，证明了表活剂分子的油水分配平衡对超低界面张力的影响。这些工作均使用了四烷基/芳基季铵盐阳离子表面活性剂，该类表面活性剂在高矿化度水中溶解度较差，限制了这些配方在高盐油藏中的应用。本专利技术应用羟烷基季铵盐进行复配，与四烷基季铵盐相比，羟基的引入优化了表活剂在水中的溶解性，有利于驱油剂在现场的调配使用。同时，本专利技术应用了N，N-双脂肪酰基二胺二丙酸二聚氧乙烯醚双羧酸盐作为阴离子，由于其分子结构中同时含有氧乙烯非离子基团和羧酸根阴离子基团，使其兼具阴离子表面活性剂的耐温性能和非离子表面活性剂的耐盐优点，而对称的双子结构特征，又使其具有临界胶束浓度低、降低界面张力能力强、耐高矿化度以及独特的流变性和粘弹性-增粘作用等特征，比传统表面活性剂具有更为优良的性能。另外其分子中不含有芳环结构，更易于生物降解，因此对人体和环境的危害较小，是一种适宜于高温高盐油藏的三次采油用的绿色表面活性剂。
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复合驱油剂耐温抗盐能力差、使用浓度高、驱油效率低的问题，提供一种可在高温高盐油藏条件下可大幅度提高采收率的复合表面活性剂。以此复合表面活性剂可在较宽的浓度范围、高温高盐油藏条件下与原油形成10-2～10-4mN/m的低界面张力，从而提高驱油剂的驱油效率。本专利技术所要解决的技术问题之二是上述技术问题之一相应的提高采收率的复合表面活性剂的制备方法。本专利技术所要解决的技术问题之二是上述技术问题之一相应的提高采收率的复合表面活性剂在油田采油中的应用。为解决上述技术问题之一，本专利技术采用的技术方案为：一种复合表面活性剂，以质量百分比计包括以下组份：(1)0.01～1.0wt％的羟烷基季铵盐表面活性剂；(2)0.01～1.0wt％的N，N-双脂肪酰基二胺二丙酸二聚氧乙烯醚双羧酸盐；(3)98.0～99.98wt％的注入水；其中，所述羟烷基季铵盐表面活性剂的分子通式为式(I)所示：所述N，N-双脂肪酰基二胺二丙酸二聚氧乙烯醚双羧酸盐的分子通式为式(II)所示：式中，R1为C1～C20的烷基，R2、R3为C1～C4的烷基，p为CH2链段的个数，选自1～6中的任意一个整数，X—为-Cl—、-Br—、-I—中的至少一种；R4为C9～C17的脂肪基，R5为C2～C6的脂肪基；n为乙氧基团的加和数，n＝5～8数；q为CH2链段的个数，选自2～7中的任意一个整数；M选自铵离子或一价金属离子。上述技术方案中，所述的R1为C1～C20的烷基，R2、R3为C1～C4的烷基，进一步优选R1为C12、C14、C16、C18的烷基，R2、R3为甲基和乙基。上述技术方案中，所述的p为1～6中的任意一个整数，进一步优选为1、2、3。上述技术方案中，所述的R4为C9～C17的烷基，进一步优选为C9、C11、C13、C15、C17的烷基，所述的R5为C2～C6的烷基，进一步优选为C2、C4、C6的烷基。上述技术方案中，其特征在于所述N，N-双脂肪酰基二胺二丙酸二聚氧乙烯醚双羧酸盐表面活性剂与羟烷基季铵盐表面活性剂的质量配比为5:1～1:2，进一步优选为3:1～1:2。上述技术方案中，所述的注入水总矿化度优选为10000～40000mg/L，Ca2++Mg2+优选为500～2000mg/L。上述技术方案中，所述X—优选为-Cl—。上述技术方案中，所述n优选为n＝3～6。为解决上述技术问题之二，本专利技术采用的技术方案为：一种提高原油采收率的复合表面活性剂的制备方法，包括以下步骤：按所需份数，将所述的羟烷基季铵盐表面活性剂、N，N-双脂肪酰基二胺二丙酸二聚氧乙烯醚双羧酸盐和任选的注入水混合均匀，得到所述的提高原油采收率的复合表面活性剂。上述技术方案中，所述N，N-双脂肪酰基二胺二丙酸二聚氧乙烯醚双羧酸盐的制备方法优选包括以下步骤：(a)N，N-双脂肪酰基二胺二丙酸的制备：将所需配比的碳链数为10～18的脂肪酸、二氯亚砜和N，N-二甲基甲酰胺(DMF)在70～100℃反应2～5小时，减压抽出过量的二氯亚砜，得到的透明液体即为碳链数为10～18的脂肪酰氯1。另将所需配比的碳链数为2～6的二胺、丙烯酸甲酯和溶剂1，4-二氧六环混合均与后，在40～70℃反应2～5小时，减压去除未反应的原料及溶剂得二胺二丙酸甲酯2，以50wt％的氢氧化钠溶液调节PH＝9～10，剧烈搅拌下滴加1，再于40～70℃反应2～6小时，得N，N-双碳链数为10～18脂肪酰基二胺二丙酸甲酯3，加入所需量的乙醇，以50wt％的氢氧化钠溶液调节PH＝11～12，回流反应2～6小时，酸化后得N，N-双碳链数为10～18脂肪酰基二胺二丙酸。其中，制备1时，碳链数为10～18的脂肪酸、二氯亚砜和N，N-二甲基甲酰胺的摩尔比为1∶1.0～2.0∶0.03～0.1；制备2时，溶剂为1，4-二氧六环，用量为碳链数为2～6的二胺质量的3～6倍，碳链数为2～6的二胺与丙烯酸甲酯的摩尔比为1∶1.0～4.0；制备3时，碳链数为10～18的脂肪酰氯与碳链数为2～6二胺二丙酸甲酯的摩尔比为1.9～2.5∶1；制备N，N-双碳链数为10～18脂肪酰基二胺二丙酸时，乙醇用量为碳链数为2～6的二胺质量的5～10倍。(b)N，N-双脂肪酰基二胺二丙酸二聚氧乙烯醚的制备：步骤(a)所合成的N，N-双碳链数为10～本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种提高原油采收率的复合表面活性剂，以质量份数计，包括以下组份：/n(1)0.01～1.0份的羟烷基季铵盐表面活性剂；/n(2)0.01～1.0份的N，N-双脂肪酰基二胺二丙酸二聚氧乙烯醚双羧酸盐；/n其中，所述羟烷基季铵盐表面活性剂的分子通式为式(I)所示：/n

【技术特征摘要】
1.一种提高原油采收率的复合表面活性剂，以质量份数计，包括以下组份：
(1)0.01～1.0份的羟烷基季铵盐表面活性剂；
(2)0.01～1.0份的N，N-双脂肪酰基二胺二丙酸二聚氧乙烯醚双羧酸盐；
其中，所述羟烷基季铵盐表面活性剂的分子通式为式(I)所示：



所述N，N-双脂肪酰基二胺二丙酸二聚氧乙烯醚双羧酸盐的分子通式为式(II)所示：



式中，R1为C1～C20的烷基，R2、R3为C1～C4的烷基，p为CH2链段的个数，选自1～6中的任意一个整数，X—为-Cl—、-Br—、-I—中的至少一种式中；R4为C9～C17的脂肪基，R5为C2～C6的脂肪基；n为乙氧基团的加和数，n＝2～7数；q为CH2链段的个数，选自1～6中的任意一个整数；M选自铵离子或一价金属离子。


2.根据权利要求1所述的提高原油采收率的复合表面活性剂，其特征在于所述的R1为C12、C14、C16、C18的烷基，R2、R3为甲基和乙基。


3.根据权利要求1所述的提高原油采收率的复合表面活性剂，其特征在于所述的p为1、2、3。


4.根据权利要求1所述的提高原油采收率的复合表面活性剂，其特征在于所述的R4为C9、C11、C13、C15、C17的...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴欣悦，张卫东，沙鸥，李应成，鲍新宁，
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