[发明专利]烷基酚聚氧乙烯醚羧酸盐型甜菜碱及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种烷基酚聚氧乙烯醚羧酸盐型甜菜碱及其制备方法。

背景技术

我国多数油田现如今处于高含水期开采阶段，仍有六成以上的石油“留守”地下。而且，注水开发的油田大多数都进入高含水、高采出程度的“双高”阶段，“多井低产”的问题难以回避。根据对我国13个主要油田的82个注水开发区进行的调查，目前产出液含水量达90％，产量每年递减1500万吨。面对这些问题，依靠技术的进步，去提高油田采收率，全面增加可采储量，已经势在必行。若把井下剩余石油开采出来，相当于我国的可采储量增加一倍以上。因此，发展三次采油是我国石油开采的必经之路。

所谓三次采油，是对比一次采油、二次采油而言的。通俗地讲，在石油开采初期，只是利用地层的天然能量开采石油，称为一次采油，其采收率仅为10％左右。通过向地层补充能量来开采石油的方法，如注水、注气等，称为二次采油。目前世界上已有大量油田采用二次采油方法，但采收率一般也只能达到25％到40％左右。三次采油，则是利用物理、化学和生物等手段，继续开采地下剩余的石油，以此提高原油采收率的方法。

在三次采油技术手段中，复合驱(聚合物-表面活性剂)已经成为当前研究的热点，并且实践证明此技术可以较好的提高原油采收率。其中活性剂(包括表面活性剂和碱)由于具有降低油水界面张力等作用，使聚合物驱后地下的残余油(油膜、盲端油等)重新启动，从而提高采收率。

根据

E_r＝E_v*E_d

其中E_r表示采收率，％；E_v表示波及系数，％；E_d为洗油效率，％。因此提高采收率，必须提高波及系数及洗油效率。而表面活性剂的性质则直接决定了实际生产中复合驱油剂的洗油效率。因此开发新型的表面活性剂对于我国三次采油产业具有极为重要的意义。目前，在普通油藏(一、二类油藏)中已经有表面活性剂被成功应用(CN1458219A)，但是对于高温、高矿化度的油藏来说，对一、二类油藏来说效果较好的表面活性剂则不能有效降低界面张力，并表现为化学结构易变，严重的色谱分离等等，不能胜任。

发明内容

本发明所要解决的技术问题之一是现有技术中含表面活性剂的驱油剂在高温、高矿化度条件下驱油效率差，同时由于含碱，对地层和油井带来伤害，并腐蚀设备及输送管道的问题，提供一种新型烷基酚聚氧乙烯醚羧酸盐型甜菜碱表面活性剂。烷基酚聚氧乙烯醚羧酸盐型甜菜碱表面活性剂具有在无碱、高温高盐条件下仍可以形成10^-3mN/m的超低界面张力的优点，从而可以提高原油采收率。本发明所解决的技术问题之二为提供与解决技术问题之一相对应的烷基酚聚氧乙烯醚羧酸盐型甜菜碱表面活性剂的制备方法。此方法具有工艺简单、反应条件温和，设备要求较低等特点。

为解决上述问题之一，本发明采用的技术方案如下：一种烷基酚聚氧乙烯醚羧酸盐型甜菜碱表面活性剂，其分子通式为

其中M为碱金属、碱土金属中任意一种，碱金属选自钠、钾、碱土金属选自钙、镁。R为C₁～C₂₀的烃基，优选范围为C₅～C₁₅的烷基、烯基、C₆～C₁₅的芳基中的至少一种。n为1～30中的任意整数，优选范围为2～20之间任意整数。

为解决上述技术问题之二，本发明采用如下技术方案：一种烷基酚聚氧乙烯醚羧酸盐型甜菜碱表面活性剂，包括以下步骤：

a)代烷基酚聚氧乙烯醚的合成：

将烷基酚聚氧乙烯醚与过量亚硫酰氯在摩尔比为0.1～5，反应温度为20～150℃，反应4～12小时，反应结束后经处理后得到卤代烷基酚聚氧乙烯醚；

b)基酚聚氧乙烯醚-N，N-二甲基胺的合成：

将a)中所合成的卤代烷基酚聚氧乙烯醚与二甲胺水溶液，在温度为30～150℃，反应2～20小时，反应结束后经处理后得到烷基酚聚氧乙烯醚-N，N-二甲基胺；

c)基酚聚氧乙烯醚羟基磺酸盐型甜菜碱的合成：

将b)中所合成的烷基酚聚氧乙烯醚-N，N-二甲基胺与氯乙酸钠在60～100℃下，反应2～8小时得到目标产物。