專利名稱：驅(qū)油用復(fù)合離子頭雙尾表面活性劑的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種高分子化學(xué)材料的生產(chǎn)方法，尤其是涉及一種化學(xué)合成及油田開發(fā)三次采油提高采收率用油田化學(xué)品的生產(chǎn)方法。

背景技術(shù)：
三次采油技術(shù)作為一種新興的驅(qū)油技術(shù)，可大幅度提高采收率，各大油田三次采油攻堅戰(zhàn)亦愈演愈烈。三次采油關(guān)鍵技術(shù)不斷突破，這時驅(qū)油效果更好的二元復(fù)合驅(qū)技術(shù)也正悄然興起，它是以聚合物和表面活性劑為主的三次采油技術(shù)。聚合物可提高注入水粘度，改善油水流度比，進(jìn)而提高注入水波及體積，同時表面活性劑可提高注入水的洗油效率，進(jìn)而提高驅(qū)油效率，二者共同作用就可大幅提高采收率。理論上講，二元復(fù)合驅(qū)油既具有聚合物驅(qū)的優(yōu)勢，又有表面活性劑驅(qū)降低油水界面張力、提高洗油效率的功效，但二元復(fù)合驅(qū)較之三元少了“堿”的作用，并且現(xiàn)有的表面活性劑降低界面張力的能力不盡如人意。如何依靠表面活性劑使油水界面張力進(jìn)一步降低，把殘余油“強(qiáng)洗出來”成為了一個難題，為突破這一難題，我們對原油的構(gòu)成、活性劑與原油的構(gòu)效關(guān)系、相似相容原理和復(fù)配增效機(jī)理等進(jìn)行了研究，提出了用復(fù)合離子頭雙尾表面活性劑與陰、非離子表面活性劑進(jìn)行復(fù)配，解決了無堿復(fù)合體系界面張力較高的問題，從而研制出針對二元復(fù)合驅(qū)油體系驅(qū)油用復(fù)合離子頭雙尾表面活性劑DSQ-01，該產(chǎn)品降低界面張力能力與三元復(fù)合驅(qū)相近，驅(qū)油效率高于三元復(fù)合驅(qū)。


發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是在研究三次采油聚合物驅(qū)的基礎(chǔ)上，針對聚合物驅(qū)后如何依靠二元復(fù)合驅(qū)進(jìn)一步提高采收率的目的，提出了驅(qū)油用復(fù)合離子頭雙尾表面活性劑DSQ-01的制備方法。該體系以復(fù)合離子頭雙尾表面活性劑DS-100為主劑，同時復(fù)配磺酸鹽類表面活性劑和非離子表面活性劑。它的主要機(jī)理是通過降低油水界面張力，使原油脫落后可以更容易從較細(xì)的毛細(xì)管通過，從而使油富集提高采收率。
本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是驅(qū)油用復(fù)合離子頭雙尾表面活性劑的制備方法，驅(qū)油用復(fù)合離子頭雙尾表面活性劑DSQ-01是包含以下組分(質(zhì)量百分?jǐn)?shù))的組合物復(fù)合離子頭雙尾表面活性劑DS-100(30～50％)、C12-C22烷基苯磺酸鈉(5～20％)、C8-C18烷基酚聚氧乙烯醚(5～10％)、C1-C8低分子醇(10～20％)、水(30～40％)。
其生產(chǎn)步驟為 1)烷基聚氧乙烯基胺化物的制備 (1)烷基聚氧乙烯基醚A的制備
以脂肪醇、環(huán)氧乙烷為原料，按照摩爾比1∶(39～99)加入高壓反應(yīng)釜中，充氮至常壓，在堿性催化劑的條件下，升溫至120℃，緩慢滴加環(huán)氧乙烷，保持反應(yīng)溫度在120～160℃之間，反應(yīng)壓力≤0.3Mpa，滴加后保溫反應(yīng)1～1.5小時，真空15分鐘，降溫至70～98℃，加入乙酸1.0‰～7.5‰，攪拌20分鐘，制成中間體烷基聚氧乙烯基醚A； (2)烷基聚氧乙烯基胺化物的制備
以烷基聚氧乙烯基醚A及二甲胺、三甲胺或它們的衍化物為原料，按照摩爾比1∶1加入高壓反應(yīng)釜中，在鹵化劑存在下，溫度控制在50～70℃，反應(yīng)壓力保持在0.13Mpa以下，進(jìn)行胺化反應(yīng)，制得烷基聚氧乙烯基胺化物； 2)烷基聚氧乙烯基硫酸酯鹽的制備
(1)烷基聚氧乙烯基醚B的制備 以脂肪醇和環(huán)氧乙烷為原料，按照摩爾比1∶(20～50)加入高壓反應(yīng)釜中，充氮至常壓，在堿性催化劑的條件下，升溫至120℃，緩慢滴加環(huán)氧乙烷，保持反應(yīng)溫度在120～160℃之間，反應(yīng)壓力≤0.3Mpa，滴加后保溫反應(yīng)1～1.5小時，真空15分鐘，降溫至70～98℃，加入乙酸1.0‰～7.5‰，攪拌20分鐘，制成中間體烷基聚氧乙烯基醚B中間體； (2)烷基聚氧乙烯基硫酸酯鹽的制備
以烷基聚氧乙烯基醚B、氯磺酸(或三氧化硫等)為原料，按照摩爾比1∶1加入高壓反應(yīng)釜中，溫度控制在10～25℃，反應(yīng)壓力保持在常壓，進(jìn)行磺化反應(yīng)，制得烷基聚氧乙烯基硫酸酯鹽； 3)復(fù)合離子頭雙尾表面活性劑DS-100的制備
以烷基聚氧乙烯基胺化物及烷基聚氧乙烯基硫酸酯鹽為原料，按照摩爾比1∶1加入反應(yīng)釜中，在50～70℃條件下，攪拌保溫反應(yīng)1.5小時，制得復(fù)合離子頭雙尾表面活性劑DS-100。
復(fù)合離子頭雙尾表面活性劑DS-100為
m＝2～20，n＝3～15； R1＝C5～C18直鏈或支鏈烷烴；R2＝C7～C16直鏈或支鏈烷烴；R3＝C0～C3直鏈或支鏈烷烴； C12-C22烷基苯磺酸鈉為C12-C22烷基苯磺酸與氫氧化鈉在30～50℃下反應(yīng)制得； C8-C18烷基酚聚氧乙烯醚為C8-C18烷基酚與環(huán)氧乙烷在堿性催化劑，110～140℃下開環(huán)聚合制得； C1-C8低分子醇采用工業(yè)級產(chǎn)品。
本發(fā)明的優(yōu)點是依照本發(fā)明所公開的三采驅(qū)油用表面活性劑DSQ-01產(chǎn)品的制備方法生產(chǎn)工藝相對簡單，產(chǎn)品率高，產(chǎn)品質(zhì)量好，提高了洗油能力和抗吸附性能，同時也具備了抗高礦化度和高鈣、鎂的能力。
所得的驅(qū)油劑主要物化參數(shù)為 外觀淡黃色至黃色均勻液體， 固含量≥50％(烘干稱量法) pH(1％水溶液)7.5-10.5， 密度1.0-1.05g/cm3 水溶性(10％水溶液)與水溶解均勻，不分層、無沉淀 與破乳劑的配伍性(脫水率)≥95％ 復(fù)合離子頭雙尾表面活性劑含量≥30％(兩相滴定法) 界面張力，mN/m≤5×10-3mN/m(美國CNG公司生產(chǎn)的TX-500C界面張力儀)
具體實施例方式 驅(qū)油用復(fù)合離子頭雙尾表面活性劑的制備方法，驅(qū)油用復(fù)合離子頭雙尾表面活性劑DSQ-01是包含以下組分(質(zhì)量百分?jǐn)?shù))的組合物復(fù)合離子頭雙尾表面活性劑DS-100(30～50％)、C12-C22烷基苯磺酸鈉(5～20％)、C8-C18烷基酚聚氧乙烯醚(5～10％)、C1-C8低分子醇(10～20％)、水(30～40％)。
其生產(chǎn)步驟為 1)烷基聚氧乙烯基胺化物的制備 (1)烷基聚氧乙烯基醚A的制備
以脂肪醇、環(huán)氧乙烷為原料，按照摩爾比1∶(39～99)加入高壓反應(yīng)釜中，充氮至常壓，在堿性催化劑的條件下，升溫至120℃，緩慢滴加環(huán)氧乙烷，保持反應(yīng)溫度在120～160℃之間，反應(yīng)壓力≤0.3Mpa，滴加后保溫反應(yīng)1～1.5小時，真空15分鐘，降溫至70～98℃，加入乙酸1.0‰～7.5‰，攪拌20分鐘，制成中間體烷基聚氧乙烯基醚A； (2)烷基聚氧乙烯基胺化物的制備
以烷基聚氧乙烯基醚A及二甲胺、三甲胺或它們的衍化物為原料，按照摩爾比1∶1加入高壓反應(yīng)釜中，在鹵化劑存在下，溫度控制在50～70℃，反應(yīng)壓力保持在0.13Mpa以下，進(jìn)行胺化反應(yīng)，制得烷基聚氧乙烯基胺化物； 2)烷基聚氧乙烯基硫酸酯鹽的制備
(1)烷基聚氧乙烯基醚B的制備 以脂肪醇和環(huán)氧乙烷為原料，按照摩爾比1∶(20～50)加入高壓反應(yīng)釜中，充氮至常壓，在堿性催化劑的條件下，升溫至120℃，緩慢滴加環(huán)氧乙烷，保持反應(yīng)溫度在120～160℃之間，反應(yīng)壓力≤0.3Mpa，滴加后保溫反應(yīng)1～1.5小時，真空15分鐘，降溫至70～98℃，加入乙酸1.0‰～7.5‰，攪拌20分鐘，制成中間體烷基聚氧乙烯基醚B中間體； (2)烷基聚氧乙烯基硫酸酯鹽的制備
以烷基聚氧乙烯基醚B、氯磺酸(或三氧化硫等)為原料，按照摩爾比1∶1加入高壓反應(yīng)釜中，溫度控制在10～25℃，反應(yīng)壓力保持在常壓，進(jìn)行磺化反應(yīng)，制得烷基聚氧乙烯基硫酸酯鹽； 3)復(fù)合離子頭雙尾表面活性劑DS-100的制備
以烷基聚氧乙烯基胺化物及烷基聚氧乙烯基硫酸酯鹽為原料，按照摩爾比1∶1加入反應(yīng)釜中，在50～70℃條件下，攪拌保溫反應(yīng)1.5小時，制得復(fù)合離子頭雙尾表面活性劑DS-100。
復(fù)合離子頭雙尾表面活性劑DS-100為
m＝2～20，n＝3～15； R1＝C5～C18直鏈或支鏈烷烴；R2＝C7～C16直鏈或支鏈烷烴；R3＝C0～C3.直鏈或支鏈烷烴； C12-C22烷基苯磺酸鈉為C12-C22烷基苯磺酸與氫氧化鈉在30～50℃下反應(yīng)制得； C8-C18烷基酚聚氧乙烯醚為C8-C18烷基酚與環(huán)氧乙烷在堿性催化劑，110～140℃下開環(huán)聚合制得； C1-C8低分子醇采用工業(yè)級產(chǎn)品。
實例一 復(fù)合離子頭雙尾表面活性劑DS-100(m＝5，n＝10，R1＝C9，R2＝C8，R3＝C2)30％，C16直鏈烷基苯磺酸鈉5％，C8烷基酚聚氧乙烯醚15％，乙醇10％，異丙醇3％，水37％。
將C16直鏈烷基苯磺酸鈉、C8烷基酚聚氧乙烯醚、復(fù)合離子頭雙尾表面活性劑DS-100按比例加入反應(yīng)器中，加入乙醇攪拌20min，加入異丙醇，然后緩慢加入水，攪拌30min，取樣檢測。產(chǎn)品為黃色均勻液體，水溶性良好，固含量50％，pH＝8-9。
實例二 復(fù)合離子頭雙尾表面活性劑DS-100(m＝10，n＝5，R1＝C8，R2＝C8，R3＝C1)40％，C12支鏈烷基苯磺酸鈉7％，C9烷基酚聚氧乙烯醚3％，乙醇8％，異丙醇8％，水34％。
將C12支鏈烷基苯磺酸鈉、C9烷基酚聚氧乙烯醚、復(fù)合離子頭雙尾表面活性劑DS-100按比例加入反應(yīng)器中，加入乙醇攪拌20min，加入異丙醇，然后緩慢加入水，攪拌30min，取樣檢測。產(chǎn)品為淡黃色均勻液體，水溶性良好，固含量50％，pH＝8-10.5。
實例三 復(fù)合離子頭雙尾表面活性劑DS-100(m＝2，n＝5，R1＝C12，R2＝C10，R3＝C0)50％，C18支鏈烷基苯磺酸鈉5％，C10烷基酚聚氧乙烯醚5％，乙醇15％，異丙醇5％，水20％。
將C18支鏈烷基苯磺酸鈉、C10烷基酚聚氧乙烯醚、復(fù)合離子頭雙尾表面活性劑DS-100按比例加入反應(yīng)器中，加入乙醇攪拌20min，加入異丙醇，然后緩慢加入水，攪拌30min，取樣檢測。產(chǎn)品為黃色均勻液體，水溶性良好，固含量60％，pH＝7.5-9。
通過該方法復(fù)配而成的DSQ-01產(chǎn)品，從其主劑復(fù)合離子頭雙尾表面活性劑DS-100分子結(jié)構(gòu)即可以看出，在同一分子組成中，集陽離子、陰離子、非離子及兩條長碳鏈烷基于一體，即它的親水基為非離子-陽離子-陰離子-非離子組成的復(fù)合離子頭，疏水基為兩條同非離子段相連接的長碳鏈烷基，因而其親水性和疏水性都得到了加強(qiáng)。
由主劑復(fù)合離子頭雙尾表面活性劑DS-100的結(jié)構(gòu)特點，決定了本產(chǎn)品具有如下特殊性質(zhì) 1.具有極高的表面活性，臨界膠束濃度(CMC)很低，在低濃度下表(界)面張力可實現(xiàn)超低。
2.電性(或離子性)不明顯，可避免陽離子表面活性劑的地層吸附損耗以及陰、非離子表面活性劑溶解性差等缺陷。
3.分子同其它各類表面活性劑具有很高的相似相容性，因而可同其它各類表面活性劑復(fù)配，充分發(fā)揮協(xié)同效應(yīng)。
4.本劑在合成過程中，分子中的碳鏈長度、非離子段多少可調(diào)可控，提高了本劑對不同油藏原油的普適性能及對使用區(qū)塊同原油的構(gòu)效關(guān)系對應(yīng)性。
5.本劑為化合物，在地層條件下不會發(fā)生色譜分離，保持結(jié)構(gòu)性能穩(wěn)定。
同時，DSQ-01驅(qū)油用復(fù)合離子頭雙尾表面活性劑還具有以下特點 在0.05～0.1％的添加量時，油水界面張力即可達(dá)到10-3mN/m，吸附量明顯低于石油磺酸鹽類，產(chǎn)品用量小，成本低、效果顯著；避免了有堿條件下聚合物的降解而導(dǎo)致聚合物的效率下降；不產(chǎn)生嚴(yán)重的油水乳化現(xiàn)象以及地層或采油管線內(nèi)結(jié)垢現(xiàn)象，為后期的油水分離減輕壓力，減小了相關(guān)處理費用。
權(quán)利要求
1.驅(qū)油用復(fù)合離子頭雙尾表面活性劑的制備方法，其特征在于驅(qū)油用復(fù)合離子頭雙尾表面活性劑DSQ-01是包含以下組分(質(zhì)量百分?jǐn)?shù))的組合物復(fù)合離子頭雙尾表面活性劑DS-100(30～50％)、C12-C22烷基苯磺酸鈉(5～20％)、C8-C18烷基酚聚氧乙烯醚(5～10％)、C1-C8低分子醇(10～20％)、水(30～40％)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的驅(qū)油用復(fù)合離子頭雙尾表面活性劑的制備方法，其特征在于其生產(chǎn)步驟為
1)烷基聚氧乙烯基胺化物的制備
(1)烷基聚氧乙烯基醚A的制備
以脂肪醇、環(huán)氧乙烷為原料，按照摩爾比1∶(39～99)加入高壓反應(yīng)釜中，充氮至常壓，在堿性催化劑的條件下，升溫至120℃，緩慢滴加環(huán)氧乙烷，保持反應(yīng)溫度在120～160℃之間，反應(yīng)壓力≤0.3Mpa，滴加后保溫反應(yīng)1～1.5小時，真空15分鐘，降溫至70～98℃，加入乙酸1.0‰～7.5‰，攪拌20分鐘，制成中間體烷基聚氧乙烯基醚A；
(2)烷基聚氧乙烯基胺化物的制備
以烷基聚氧乙烯基醚A及二甲胺、三甲胺或它們的衍化物為原料，按照摩爾比1∶1加入高壓反應(yīng)釜中，在鹵化劑存在下，溫度控制在50～70℃，反應(yīng)壓力保持在0.13Mpa以下，進(jìn)行胺化反應(yīng)，制得烷基聚氧乙烯基胺化物；
2)烷基聚氧乙烯基硫酸酯鹽的制備
(1)烷基聚氧乙烯基醚B的制備
以脂肪醇和環(huán)氧乙烷為原料，按照摩爾比1∶(20～50)加入高壓反應(yīng)釜中，充氮至常壓，在堿性催化劑的條件下，升溫至120℃，緩慢滴加環(huán)氧乙烷，保持反應(yīng)溫度在120～160℃之間，反應(yīng)壓力≤0.3Mpa，滴加后保溫反應(yīng)1～1.5小時，真空15分鐘，降溫至70～98℃，加入乙酸1.0‰～7.5‰，攪拌20分鐘，制成中間體烷基聚氧乙烯基醚B中間體；
(2)烷基聚氧乙烯基硫酸酯鹽的制備
以烷基聚氧乙烯基醚B、氯磺酸(或三氧化硫等)為原料，按照摩爾比1∶1加入高壓反應(yīng)釜中，溫度控制在10～25℃，反應(yīng)壓力保持在常壓，進(jìn)行磺化反應(yīng)，制得烷基聚氧乙烯基硫酸酯鹽；
3)復(fù)合離子頭雙尾表面活性劑DS-100的制備
以烷基聚氧乙烯基胺化物及烷基聚氧乙烯基硫酸酯鹽為原料，按照摩爾比1∶1加入反應(yīng)釜中，在50～70℃條件下，攪拌保溫反應(yīng)1.5小時，制得復(fù)合離子頭雙尾表面活性劑DS-100。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的驅(qū)油用復(fù)合離子頭雙尾表面活性劑的制備方法，其特征在于
復(fù)合離子頭雙尾表面活性劑DS-100為
m＝2～20，n＝3～15；
R1＝C5～C18直鏈或支鏈烷烴；R2＝C7～C16直鏈或支鏈烷烴；R3＝C0～C3.直鏈或支鏈烷烴；
C12-C22烷基苯磺酸鈉為C12-C22烷基苯磺酸與氫氧化鈉在30～50℃下反應(yīng)制得；
C8-C18烷基酚聚氧乙烯醚為C8-C18烷基酚與環(huán)氧乙烷在堿性催化劑，110～140℃下開環(huán)聚合制得；
C1-C8低分子醇采用工業(yè)級產(chǎn)品。
全文摘要
本發(fā)明提供驅(qū)油用復(fù)合離子頭雙尾表面活性劑的制備方法，驅(qū)油用復(fù)合離子頭雙尾表面活性劑DSQ-01是包含以下組分(質(zhì)量百分?jǐn)?shù))的組合物復(fù)合離子頭雙尾表面活性劑DS-100(30～50％)、C12-C22烷基苯磺酸鈉(5～20％)、C8-C18烷基酚聚氧乙烯醚(5～10％)、C1-C8低分子醇(10～20％)、水(30～40％)；具有產(chǎn)品率高，產(chǎn)品質(zhì)量好，提高了洗油能力和抗吸附性能，同時也具備了抗高礦化度和高鈣、鎂的能力。
文檔編號C09K8/58GK101735790SQ20091025602
公開日2010年6月16日 申請日期2009年12月21日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月21日
發(fā)明者孫永強(qiáng), 谷之輝, 郭鑫, 李猛 申請人:山東德仕化工集團(tuán)有限公司