[发明专利]一种用于采油的表面活性剂的制备及应用

说明书

技术领域

本发明涉及提高油藏原油采收率的化学驱用新型表面活性剂制备方法，具体是若干现代经典化学反应将传统驱油用表面活性剂连接成Gemini型表面活性剂。

背景技术

我国目前面临着能源短缺与大量石油资源未能高效开发的突出问题。据预测，到2010～2020年，我国每年石油缺口将达到1.6～2.7亿吨，进口依存度达47%～60%，将面临着重大的经济和国家能源安全问题。但是由于技术水平的制约，目前平均采收率不到35%。化学驱是大幅度提高采收率的有效手段，化学驱的核心问题是化学剂与体系，因此，研发性能高效、价格经济、界面友好的驱油化学剂和新型驱油体系日益成为我们研究的重大课题，在众多的化学剂与体系中，表面活性剂驱技术被认为是可以较大幅度提高采收率、适用范围广且最具发展前景的技术。随着三次采油技术快速发展，表面活性剂在油田得到了广泛使用，对于只含有一个亲水和一个亲油基团分子组成的传统表面活性剂来说，很难找到在表面活性、克拉夫特点（Krafft点）以及水溶性等指标均比较理想的表面活性剂，而孪连型表面活性剂（也称双子表面活性剂，Gemini）是近年来提出的一类性能优良的含有多个亲水亲油基团的新型表面活性剂，其各项性能均明显优于传统的表面活性剂，能够同时具备上述特点，因此被称为90年代的新型表面活性剂，在表面活性剂驱油中具有极大的潜力。为了进一步增强表面活性剂的驱油效率，提高原油的采收率，开发一种比较好的新型孪连型表面活性剂就显得比较重要。随着中国东部老油田开发逐渐进入高含水阶段，化学驱将成为提高采收率的一种重要技术，但现在所使用的表面活性剂（如石油磺酸盐）已不能满足“苛刻”油藏的要求，主要面临着以下几个方面的问题：一是界面活性不高，二是耐温抗盐性能不强；三是抗二价离子性能差；四是驱油效果差；五是后处理难度大。因此，开发新型表面活性剂就显得非常必要。双子型表面活性剂有望能够解决上述问题而日益受到人们的重视因此，开发新型表面活性剂就显得非常必要。

发明内容

本发明的技术任务是针对上述驱油用表面活性剂性能不足，提供一种驱油效果好，与原油可形成超低界面张力的应用于三次采油用的高效驱油用的Gemini型单剂。

本发明应用于三次采油用的单一的驱油剂，其合成方法主要包括以下几个部分：

N，N’双脂肪酰基乙二胺二丙酸钠盐类的Gemini型表面活性剂的合成可分为四步，具体如下：

1. 脂肪酰氯制备

在装有电动搅拌器、滴液漏斗和温度计的三口烧瓶中，加入0.1mol脂肪醇与过量的二氯亚砜，油浴加热至回流，产生的气体用NaOH稀溶液吸收，6小时后终止反应，除去多余的二氯亚砜，剩余的即为产物，不用纯化即可进行下步反应。化学方程式如下：

2. 乙二胺二丙酸的合成

在装有电动搅拌器、滴液漏斗和温度计的三口烧瓶中，加入0.1mol的无水乙二胺，三口烧瓶用水浴加热，水浴温度控制在50℃～55℃间，在温度稳定半小时后，用恒压漏斗慢慢地滴加丙烯酸(乙二胺与丙烯酸摩尔比为1：2)，1小时滴加完毕，继续搅拌3小时，然后常压蒸馏出未反应物，得到乙二胺二丙酸。具体化学反应式如下：

3. N，N’-双脂肪酰基乙二胺二丙酸的合成

在装有电动搅拌器、滴液漏斗和温度计的四口烧瓶中，先加入20ml丙酮溶解乙二胺二丙酸，并不断搅拌，用恒压漏斗滴加1步制备的脂肪酰氯(乙二胺二丙酸甲酯与脂肪酰氯的摩尔比为1：2)，半小时滴加完毕，继续反应5小时。反应完成后，蒸去多余溶剂，可得到稠状液体，即为N，N’-双脂肪酰基乙二胺二丙酸甲酯。反应方程式如下：

4.  N，N’-双脂肪酰基乙二胺二丙酸钠的合成

N，N’-双脂肪酰基乙二胺二丙酸在80~90⁰C之间，用质量浓度为40%氢氧化钠水溶液中和，即可得到N，N’-双脂肪酰基乙二胺二丙酸钠。化学方程式如下：

本发明应用于三次采油的新型驱油剂，在研制及应用具有以下几个突出的优点：

（1）一是性能高效，从单一表面活性剂驱油效果来说，表现出非常高的界面活性，使胜利油田孤东地区的原油油水界面张力均能达到10^－3mM/m数量级。

（2）二是易于降解，即此种表面活性剂分子结构含有易于降解的酰胺基团，不仅具有良好驱油效果，而且后处理简单，大大降低了原油的开发成本。