專利名稱：一種用于三次采油化學驅(qū)油劑的非離子雙子表面活性劑、制備方法及其應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及油田采油領(lǐng)域所用的一種助劑，尤其是一種用于三次采油化學驅(qū)油劑的非 離子雙子表面活性劑、制備方法及其應(yīng)用。
背景技術(shù)：
自上世紀七十年代第一次石油危機以來，世界各國十分重視提高石油采收率的研究。 三元復合驅(qū)是目前各油田普遍使用的一種提高原油采收率的方法。三元復合體系即表面活 性劑、聚合物和堿體系。但其中所含的大量堿卻對油田附近的油層和油井帶來巨大傷害。又由于地下油藏的環(huán)境非常復雜，很多油藏處于高溫、高礦化度、高鈣鎂離子條件 下(如中國油田部分油藏的總礦化度達到50000mg/L、高價離子Ca2+、Mg2+含量達到2500 mg/L，溫度達到85°C )，這就要求表面活性劑要具有很好耐溫、耐鹽、耐高價離子能力。目前 已用于三次采油的表面活性劑，有很多在高礦化度、高鈣鎂離子的地下水中容易發(fā)生分層 或有沉淀生成。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決背景技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明提供一種用于三次采油化學驅(qū)油劑的非離子 雙子表面活性劑及其制備方法，由該方法制備的非離子雙子表面活性劑用于油田三次采油 中，作為驅(qū)油劑配制二元復合驅(qū)油體系，具有優(yōu)異耐鹽、抗高溫等性能，可以與原油形成超 低界面張力10_3 ΙθΛιΝ/m，達到理想的驅(qū)油效果。本發(fā)明的采用的技術(shù)方案是該用于三次采油化學驅(qū)油劑的非離子雙子表面活性 劑結(jié)構(gòu)式為
Ι12( 0Ν—(: 2 : 20κ 2<:: 20、Η
其中禮、R2分別為C11 C23的烷基；n、m分別為2 9的整數(shù)。上述的用于三次采油化學驅(qū)油劑的非離子雙子表面活性劑的制備方法包括下列 步驟，各原料按重量份配比
第一步將200 400份的脂肪酸投入到壓力反應(yīng)器中，攪拌升溫至脂肪酸完全熔化 后，將60 80份的單乙醇胺加入到壓力反應(yīng)器內(nèi)，然后再加入2 6份的KOH催化劑，通 入氮氣，抽真空，反復三次，將反應(yīng)器內(nèi)的壓力控制在0. 02 MPa，溫度控制在120 170°C， 反應(yīng)5 12h，然后通入氮氣將溫度控制在160°C后，在絕對壓力0. 3 0. 4MPa，通入200 500份環(huán)氧乙烷，在180°C，保溫60分鐘，通入氮氣，降溫75°C，出料得到中間體；
第二步將240份 440份第一步產(chǎn)物和50份 60份二氯乙烷在350份 500份的乙醇中回流下反應(yīng)3h 5h，蒸發(fā)乙醇溶劑；即得脂肪酸單乙醇酰胺聚氧乙烯醚非離子雙子 表面活性劑。
上述的用于三次采油化學驅(qū)油劑的非離子雙子表面活性劑的制備方法中所述的脂肪 酸為十二酸、十四酸、十六酸、十八酸、二十酸、二十四酸中的一種或幾種和混合物。所述的非離子雙子表面活性劑與聚合物組成二元復合體系的在三次采油中的應(yīng) 用。
從分子結(jié)構(gòu)來看，單組分表面活性劑分子結(jié)構(gòu)已不再是單一的親水基或單一的親油基 傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)，而是包含多個親水基或親油基的復雜分子結(jié)構(gòu)，孿連型表面活性劑(也稱雙子 表面活性劑，Gemini)就是一類性能優(yōu)良的含有多個親水親油基團的新型表面活性劑，對于 孿連型的表面活性劑來說，能夠同時具備上述特點，非離子雙子表面活性劑耐高溫，在高鹽 下不易產(chǎn)生沉淀。本發(fā)明具有如下有益效果本發(fā)明的方法所制得的烷醇酰胺聚氧乙烯醚屬于非離 子表面活性劑，用于油田三次采油中，作為驅(qū)油劑配制二元復合驅(qū)油體系，具有優(yōu)異的界面 張力和驅(qū)油性能，可以在85°c、礦化度達到50000mg/L、高價離子Ca2+、Mg2+含量達到2500 mg/L時，與原油形成超低界面張力10_3 10_4mN/m，達到理想的驅(qū)油效果。它具有毒性低， 生物降解性能好，優(yōu)良的抗鹽、抗高溫等特點。本發(fā)明原料易得，制備工藝簡單，成本較低， 適用于工業(yè)化生產(chǎn)。
具體實施例方式
下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步說明下述實施例中各原料按重量份配比 實施例1、非離子雙子表面活性劑的制備
第一步將150份的十四酸和190份的十八酸投入到壓力反應(yīng)器中，攪拌升溫至脂肪 酸完全熔化后，將80份的單乙醇胺加入到反應(yīng)器內(nèi)，然后再加入4份的KOH催化劑，通入氮 氣，抽真空，反復三次，將反應(yīng)器內(nèi)的壓力控制在0. 02 MPa,溫度控制在150°C，反應(yīng)8. 5h， 然后通入氮氣將溫度控制在160°C后，在絕對壓力0. 3 0. 4MPa，通入360份環(huán)氧乙烷，在 180°C，保溫60分鐘，通入氮氣，降溫75°C，出料得到中間體。第二步將310份第一步產(chǎn)物和 55份二氯乙烷在450份的乙醇中回流下反應(yīng)3. 5h，蒸發(fā)乙醇溶劑；即得十四、十八酸單乙醇 酰胺聚氧乙烯醚非離子雙子表面活性劑。實施例2、非離子雙子表面活性劑的制備
第一步將135份的十六酸和185份的十八酸投入到壓力反應(yīng)器中，攪拌升溫至脂肪 酸完全熔化后，將75份的單乙醇胺加入到反應(yīng)器內(nèi)，然后再加入5份的KOH催化劑，通入 氮氣，抽真空，反復三次，將反應(yīng)器內(nèi)的壓力控制在0.02 MPa，溫度控制在165°C，反應(yīng)10h， 然后通入氮氣將溫度控制在160°C后，在絕對壓力0. 3 0. 4MPa，通入410份環(huán)氧乙烷，在 180°C，保溫60分鐘，通入氮氣，降溫75°C，出料得到中間體。第二步將290份第一步產(chǎn)物和 48份二氯乙烷在400份的乙醇中回流下反應(yīng)4. 5h，蒸發(fā)乙醇溶劑；即得十六、十八酸單乙醇 酰胺聚氧乙烯醚非離子雙子表面活性劑。實施例3、非離子雙子表面活性劑的制備
第一步將143份的十六酸和210份的二十酸投入到壓力反應(yīng)器中，攪拌升溫至脂肪
4酸完全熔化后，將75份的單乙醇胺加入到反應(yīng)器內(nèi)，然后再加入5份的KOH催化劑，通入 氮氣，抽真空，反復三次，將反應(yīng)器內(nèi)的壓力控制在0.02 MPa，溫度控制在170°C，反應(yīng)10h， 然后通入氮氣將溫度控制在160°C后，在絕對壓力0. 3 0. 4MPa，通入461份環(huán)氧乙烷，在 180°C，保溫60分鐘，通入氮氣，降溫75°C，出料得到中間體。第二步將350份第一步產(chǎn)物和 53份二氯乙烷在410份的乙醇中回流下反應(yīng)4h，蒸發(fā)乙醇溶劑；即得十六、二十酸單乙醇酰 胺聚氧乙烯醚非離子雙子表面活性劑。實施例4、非離子雙子表面活性劑的制備
第一步將300份的十八酸投入到壓力反應(yīng)器中，攪拌升溫至脂肪酸完全熔化后，將65 份的單乙醇胺加入到反應(yīng)器內(nèi)，然后再加入4份的KOH催化劑，通入氮氣，抽真空，反復三 次，將反應(yīng)器內(nèi)的壓力控制在0. 02 MPa,溫度控制在160°C，反應(yīng)8. 5h，然后通入氮氣將溫 度控制在160°C后，在絕對壓力0. 3 0. 4MPa，通入395份環(huán)氧乙烷，在180°C，保溫60分 鐘，通入氮氣，降溫75°C，出料得到中間體。第二步將316份第一步產(chǎn)物和51份二氯乙烷 在400份的乙醇中回流下反應(yīng)4h，蒸發(fā)乙醇溶劑；即得十八酸單乙醇酰胺聚氧乙烯醚非離 子雙子表面活性劑。實施例5、非離子雙子表面活性劑的制備
第一步將110份的十二酸和166份的二十四酸投入到壓力反應(yīng)器中，攪拌升溫至脂 肪酸完全熔化后，將65份的單乙醇胺加入到反應(yīng)器內(nèi)，然后再加入5份的KOH催化劑，通入 氮氣，抽真空，反復三次，將反應(yīng)器內(nèi)的壓力控制在0.02 MPa，溫度控制在170°C，反應(yīng)10h， 然后通入氮氣將溫度控制在160°C后，在絕對壓力0. 3 0. 4MPa，通入453份環(huán)氧乙烷，在 180°C，保溫60分鐘，通入氮氣，降溫75°C，出料得到中間體。第二步將330份第一步產(chǎn)物和 55份二氯乙烷在400份的乙醇中回流下反應(yīng)5h，蒸發(fā)乙醇溶劑；即得十二、二十四酸單乙醇 酰胺聚氧乙烯醚非離子雙子表面活性劑。實施例6、非離子雙子表面活性劑的制備
第一步將130份的十六酸和213份的十八酸投入到壓力反應(yīng)器中，攪拌升溫至脂肪 酸完全熔化后，將75份的單乙醇胺加入到反應(yīng)器內(nèi)，然后再加入5份的KOH催化劑，通入 氮氣，抽真空，反復三次，將反應(yīng)器內(nèi)的壓力控制在0.02 MPa，溫度控制在165°C，反應(yīng)10h， 然后通入氮氣將溫度控制在160°C后，在絕對壓力0. 3 0. 4MPa，通入477份環(huán)氧乙烷，在 180°C，保溫60分鐘，通入氮氣，降溫75°C，出料得到中間體。第二步將360份第一步產(chǎn)物和 57份二氯乙烷在450份的乙醇中回流下反應(yīng)4h，蒸發(fā)乙醇溶劑；即得十六、十八酸單乙醇酰 胺聚氧乙烯醚非離子雙子表面活性劑。實施例7、
本方法制備的雙子表面活性劑應(yīng)用于二元復合驅(qū)實驗按上述合成的雙子表面活性劑 樣品與聚合物復配成二元復合驅(qū)，實驗結(jié)果見表1。界面張力測定條件測定溫度為85°C， 測定儀器為‘TEXAS-500旋轉(zhuǎn)界面張力儀。表 1
實驗油水為采油二廠深度處理污水及脫水原油。超高分聚合物濃度為1200mg/L。從上 表中可以看出本發(fā)明雙子表面活性劑可作為二元復合驅(qū)的復配劑，應(yīng)用于三次采油之中， 和原油均能形成超低界面張力。二元體系配方
①表面活性劑為本發(fā)明實施例1至6的樣品。②聚合物為超高分聚丙烯酰胺，分子量為1500 5000萬。③配制的二元復合體系聚合物濃度為1200mg / L。④礦化度達到50000mg/L、高價離子Ca2+、Mg2+含量達到2500 mg/L。
權(quán)利要求
一種用于三次采油化學驅(qū)油劑的非離子雙子表面活性劑，該非離子雙子表面活性劑結(jié)構(gòu)式為其中R1、R2分別為C11～C23的烷基；n、m分別為2～9的整數(shù)。436744dest_path_image001.jpg
2.權(quán)利要求1所述的用于三次采油化學驅(qū)油劑的非離子雙子表面活性劑的制備方法， 該方法包括下列步驟，各原料按重量份配比第一步將200 400份的脂肪酸投入到壓力反應(yīng)器中，攪拌升溫至脂肪酸完全熔化 后，將60 80份的單乙醇胺加入到壓力反應(yīng)器內(nèi)，然后再加入2 6份的KOH催化劑，通 入氮氣，抽真空，反復三次，將反應(yīng)器內(nèi)的壓力控制在0.02 MPa，溫度控制在120 170°C， 反應(yīng)5 12h，然后通入氮氣將溫度控制在160°C后，在絕對壓力0. 3 0. 4MPa，通入200 500份環(huán)氧乙烷，在180°C，保溫60分鐘，通入氮氣，降溫75°C，出料得到中間體；第二步將240份 440份第一步產(chǎn)物和50份 60份二氯乙烷在350份 500份的 乙醇中回流下反應(yīng)3h 5h，蒸發(fā)乙醇溶劑；即得脂肪酸單乙醇酰胺聚氧乙烯醚非離子雙子 表面活性劑。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于三次采油化學驅(qū)油劑的非離子雙子表面活性劑的制備 方法，其特征在于所述的脂肪酸為十二酸、十四酸、十六酸、十八酸、二十酸、二十四酸中的 一種或幾種和混合物。
4.權(quán)利要求1所述的非離子雙子表面活性劑與聚合物組成二元復合體系的在三次采 油中的應(yīng)用。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于三次采油化學驅(qū)油劑的非離子雙子表面活性劑、制備方法及其應(yīng)用。該非離子雙子表面活性劑結(jié)構(gòu)式為其中R1、R2分別為C11～C23的烷基；n、m分別為2～9的整數(shù)。本發(fā)明的非離子雙子表面活性劑用于油田三次采油中，作為驅(qū)油劑配制二元復合驅(qū)油體系，具有優(yōu)異耐鹽、抗高溫等性能，可以在85℃、礦化度達到50000mg/L、高價離子Ca2+、Mg2+含量達到2500mg/L時，與原油形成超低界面張力10-3～10-4mN/m，達到理想的驅(qū)油效果。
文檔編號C07C231/12GK101921584SQ20101027180
公開日2010年12月22日 申請日期2010年9月3日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月3日
發(fā)明者孫安順 申請人:大慶高新區(qū)華龍祥化工有限公司