化学驱油用非烷基酚类表面活性剂阴阳复配组合物及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及一种化学驱油用非烷基酚类表面活性剂组合物及其制备方法和应用。主要解决现有表面活性剂在三次采油过程中驱油效率差，同时由于驱油体系含有壬基酚，分解会产生环境激素的问题。本发明专利技术通过采用一种化学驱油用表面活性剂组合物，包括阳离子表面活性剂和阴离子表面活性剂，所述的阳离子表面活性剂与阴离子表面活性剂的摩尔比为(0～100):(0～100)，且所述的阳离子表面活性剂与阴离子表面活性剂的摩尔数不同时为0；其中，所述阴离子表面活性剂为含有乙氧基和/或丙氧基基团和羧基阴离子基团的表面活性剂，所述阳离子表面活性剂选自卤化烷基吡啶中的至少一种的技术方案，较好地解决了提及的问题，可用于油田三次采油过程中。

Non alkylphenol surfactant for chemical oil displacement and its preparation and Application

【技术实现步骤摘要】
化学驱油用非烷基酚类表面活性剂阴阳复配组合物及其制备方法和应用
本专利技术涉及一种化学驱油用非烷基酚类表面活性剂组合物及其制备方法和应用。
技术介绍
随着我国经济的高速增长，石油的需求量越来越大，我国从1993年开始从石油出口国变为石油进口国，仅用了四年时间我国就超越日本成为全球第二大石油消费国，能源缺口越来越大，能源问题已经成为我国经济发展面临的严峻问题之一，并已经威胁到我国的国防安全，使得人们对现有油田采收率提出了更高的要求。原油的开采可分为一次采油、二次采油和三次采油三个阶段。其中一次和二次法一般仅采出原油地质储量的1/3，还有约2/3的原油未能采出，因此在能源日趋紧张的情况下，三次采油技术已成为石油开采研究的重大课题。三次采油技术则是一种有效的提高采油率的方法，可分为四大类：一是热力驱，包括蒸汽驱、火烧油层等；二是混相驱，包括CO2混相、烃混相及其他惰性气体混相驱；三是化学驱；四是微生物采油，包括生物聚合物、微生物表面活性剂驱。这其中化学驱中的表面活性以及表面活性剂与碱、聚合物等二元、三元复配体系驱油被认为是最有前途的三次采油方式。化学驱的效果是物理作用和化学作用的结果，物理作用是指驱替液的波及作用,而化学作用是指驱替液的微观驱油作用。化学作用的核心是降低驱替液与原油的界面张力。目前三次采油用化学驱表面活性剂中大量采用含有壬基酚基团的化合物，同时包含其他阳离子进行复配。如专利CN103834378A提供了一种含壬基酚聚氧乙烯/聚氧丙烯聚氧乙烯/聚氧丙烯醚磺酸盐二元复配表面活性剂。该专利提供了一种碱(盐)表面活性剂组成的二元复合表面活性剂，特别是由壬基酚聚氧乙烯/聚氧丙烯聚氧乙烯/聚氧丙烯醚磺酸盐表面活性剂-碱(盐)组成的二元复合体系。然而，上述含有壬基酚基团的表面活性剂存在严重的问题，主要是常用的壬基酚乙氧基的表面活性剂在自然环境中会发生去乙氧基反应生成壬基酚类物质，是一种毒性很强的环境激素。研究表明，即便这种物质排放的浓度很低，也极具危害性。而且壬基酚类物质具有持久性以及生物蓄积性。也就是说，它一旦被排入的环境中，它会在环境中存在很长时间，而且它可以进入食物链，并且通过食物链逐级放大。同时，它还具有模拟雌激素的作用，因此它一旦进入生物体内之后，就会影响生物体正常的生殖和发育，可以导致人类男性精子数量的减少。众所周知，阴离子表面活性剂，如石油磺酸盐、石油羧酸盐、烷基苯磺酸盐等目前被大量应用于三次采油过程中，而阳离子表面活性剂因其易被地层吸附或产生沉淀，故降低油水界面张力的能力差，一般不用于三次采油。由于阴阳离子表面活性剂接近等比例混合时其水溶液容易形成沉淀，从而导致阴阳离子表面活性剂混合体系不仅在应用中成为配伍禁忌，而且相关理论研究也比较滞后。近年来的研究发现，阴阳离子表面活性剂混合体系水溶液具有很多异常性质，如由于阴阳离子表面活性剂在水溶液中存在着强烈的静电作用和疏水性碳链间的相互作用，促进了两种带不同电荷表面活性剂离子间的缔合,在溶液中很容易形成胶束，产生比单一表面活性剂更高的表面活性。此外，阴阳离子表面活性剂混合体系可明显降低阳离子表面活性剂在岩心上的吸附损耗，从而可显著降低阳离子表面活性剂的固有缺陷。巩育军等(见2000年2月第30卷第1期西北大学学报(自然科学版)，28～31)研究认为十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)与十二烷基硫酸钠(SDS)混合体系具有增溶作用。在石油开采过程中，利用增溶作用可以“驱油”，将粘附在岩层沙石上的油洗下，从而提高石油采收率。任翠翠等(见精细化工20012年8月第29卷第8期，738～741)研究壬基酚聚氧丙烯聚氧乙烯/聚氧丙烯聚氧乙烯/聚氧丙烯醚磺酸钠的制备方式，并通过红外分析，表面张力，界面张力和润湿性等方法表征了表面活性剂的性能。上述研究结果前者表明阴、阳离子表面活性剂复合体系对于降低油水界面张力、提高驱油效率具有一定作用。后者在体系中使用了含有壬基酚基团的表面活性剂。另外两者对表面活性剂体系对驱油能力的表征仍然比较间接，无法直观体现表面活性剂体系的性能，不利于实际应用。为此，本专利技术一方面吸收借鉴了前人关于阴、阳离子表面活性剂混合体系研究结果，另一方面采用含有芳香基团的阳离子表面活性剂代替传统的阳离子表面活性剂，避免了壬基酚的存在。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题之一是目前三次采油用化学驱表面活性剂中大量采用含有壬基酚基团的化合物，在自然环境中会发生去乙氧基反应生成壬基酚类物质，是一种毒性很强的环境激素，也极具危害性的问题，提供一种非烷基酚类的化学驱油用表面活性剂组合物，该组合为阴非离子表面活性剂与阳离子表面活性剂的复配物，不含烷基酚类，且具有耐温抗盐性能好、在高温超高盐苛刻条件下驱油效率高的优点。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一相对应的化学驱油用表面活性剂组合物的制备方法。本专利技术所要解决的技术问题之三是提供一种与解决技术问题一相对应的化学驱油用表面活性剂组合物的应用方法。本专利技术所要解决的技术问题之四是提供一种强化采油的方法，主要采用上述解决技术问题一所述的化学驱油用表面活性剂组合物。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：一种化学驱油用表面活性剂组合物，包括阳离子表面活性剂和阴离子表面活性剂，所述的阳离子表面活性剂与阴离子表面活性剂的摩尔比为(0～100):(0～100)，且所述的阳离子表面活性剂与阴离子表面活性剂的摩尔数不同时为0；其中，所述阴离子表面活性剂为含有乙氧基和/或丙氧基基团和羧基阴离子基团的表面活性剂，所述阳离子表面活性剂选自卤化烷基吡啶中的至少一种。上述技术方案中，所述的阳离子表面活性剂与阴离子表面活性剂的摩尔比优选为1∶0.01～1∶100。上述技术方案中，所述阴离子表面活性剂分子通式优选为：R1O(CH2CH2O)x(CH(CH3)CH2O)yCH2COOM，式(1)；式(1)中，R1为总碳原子数6～20之间的直链或支链烷基，M为碱金属、碱土金属、铵根离子中的任意一种，x、y为0～18中的任意一个整数。上述技术方案中，所述阳离子表面活性剂分子通式优选为：式(2)中，R2为总碳原子数1～6之间的直链或支链烷基或氢，X为卤元素中的任意一种，进一步优选为Cl、Br、I中的任意一种，更优选为Cl，m为8～16中的任意一个数。，进一步优选m为8～10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：一种化学驱油用表面活性剂组合物的制备方法，包括以下步骤：将阳离子表面活性剂与阴离子表面活性剂，按照摩尔比为(0～100):(0～100)且阳离子表面活性剂与阴离子表面活性剂的摩尔数不同时为0，混合均匀，得到所述的化学驱油用表面活性剂组合物；其中，所述阴离子表面活性剂为含有乙氧基和/或丙氧基基团和羧基阴离子基团的表面活性剂，所述阳离子表面活性剂选自卤化烷基吡啶中的至少一种。上述技术方案中，所述阴离子表面活性剂分子通式优选为：R1O(CH2CH本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种化学驱油用表面活性剂组合物，包括阳离子表面活性剂和阴离子表面活性剂，所述的阳离子表面活性剂与阴离子表面活性剂的摩尔比为(0～100):(0～100)，且所述的阳离子表面活性剂与阴离子表面活性剂的摩尔数不同时为0；其中，所述阴离子表面活性剂为含有乙氧基和/或丙氧基基团和羧基阴离子基团的表面活性剂，所述阳离子表面活性剂选自卤化烷基吡啶中的至少一种。/n

【技术特征摘要】
1.一种化学驱油用表面活性剂组合物，包括阳离子表面活性剂和阴离子表面活性剂，所述的阳离子表面活性剂与阴离子表面活性剂的摩尔比为(0～100):(0～100)，且所述的阳离子表面活性剂与阴离子表面活性剂的摩尔数不同时为0；其中，所述阴离子表面活性剂为含有乙氧基和/或丙氧基基团和羧基阴离子基团的表面活性剂，所述阳离子表面活性剂选自卤化烷基吡啶中的至少一种。


2.根据权利要求1所述化学驱油用表面活性剂组合物，其特征在于所述阴离子表面活性剂分子通式为：
R1O(CH2CH2O)x(CH(CH3)CH2O)yCH2COOM，式(1)；
式(1)中，R1为总碳原子数6～20之间的直链或支链烷基，M为碱金属、碱土金属、铵根离子中的任意一种，x、y为0～18中的任意一个数，优选x和y不同时为0；
所述阳离子表面活性剂分子通式为：



式(2)中，R2为总碳原子数1～6之间的直链或支链烷基或氢，X为卤素中的任意一种，m为8～16中的任意一个数。


3.根据权利要求2所述化学驱油用表面活性剂组合物，其特征在于所述M选自Na、K、Mg、Ca或NH4中的任意一种，所述X为Cl、Br、I中的任意一种。


4.根据权利要求1所述化学驱油用表面活性剂组合物，其特征在于所述阳离子表面活性剂与阴离子表面活性剂的摩尔比为1∶(0.01～100)。


5.一种化学驱油用表面活性剂组合物的制备方法，包含以下步骤：
将阳离子表面活性剂与阴离子表面活性剂，按照摩尔比为(0～100):(0～100)且阳离子表面活性剂与阴离子表面活性剂的摩尔数不同时为0，混合均匀，得到所述的化学驱油用表面活性剂组合物；其中，所述阴离子表面活性剂为含有乙氧基和/或丙氧基基团和羧基阴离子基团的表面活性剂，所述阳离子表面活性剂选自卤化烷基吡啶中的至少一种；
作为优选技术方案：所述阴离子表面活性剂分子通式优选为：
R1O(CH2CH2O)x(CH(CH3)CH2O)yCH2COOM，式(1)；
式(1)中，R1为总碳原子数6～20之间的直链或支链烷基，M为碱金属、碱土金属、铵根离子中的任意一种，x、y为0～18中的任意一个数，优选x和y不同时为0；
作为优选技术方案：所述阳离子表面活性剂分子通式优选为：



式(2)中，R2为总碳原子数1～6之间的直链或支链烷基或氢，X为卤素中的任意一种，m为8～16中的任意一个数。


6.根据权利要求5所述的化学驱...

【专利技术属性】
技术研发人员：虞辰敏，沈之芹，李应成，何秀娟，
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