[发明专利]长链脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐与两性表面活性剂的复配及其在三次采油中的应用

说明书

技术领域

本发明涉及长链脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐与两性表面活性剂的复配及其在三次采油中的应用。 

背景技术

非离子-阴离子表面活性剂的最大特点是抗盐能力强。另外，针对不同盐含量的地层水，通过调节烷氧基表面活性剂分子中氧乙烯链节的大小，可以调节表面活性剂的亲水亲油平衡。因此作为驱油剂，非离子-阴离子表面活性剂表现出比磺酸盐表面活性剂和羧酸盐表面活性剂更大的优势。Dahanyak等制备了含有一个乙氧基的脂肪醇醚磺酸盐并研究了它的表面活性，而具有多乙氧基数的醇醚磺酸盐表面活性剂可用于高含盐量，高温地下岩层的三次采油。王业飞等由AES为原料在反应温度196℃、反应压力1.2MPa下，以亚硫酸钠和亚硫酸氢钠为混合磺化剂，生成脂肪醇聚氧乙烯醚磺酸钠的收率可达60％(w)以上，而原料AES的水解率低于8％(w)。 

随着三次采油技术研究不断深入的过程中，人们希望驱油用表面活性剂能够满足越来越高的驱油用要求，不仅要求它能够使油水界面张力降低至超低，在岩石上的吸附损失小，与油藏流体有较好的配伍性和对油藏有较小的损坏性，并且希望其成本低廉，经济可行。由于考虑成本问题，目前开发出的三次采油 

用表面活性剂都具有价廉的特征。然而它们都存在一个共同的缺陷，就是只适用于低矿化度和Ca²⁺、Mg²⁺不超过500mg/L的油藏地质条件。 

东部各油田对驱油剂都有比较迫切的需求。大庆油田和胜利油田是我国最大的两个油田，其原油产量占国内总产量的一半以上，稳定这两个油田的原油产量是稳定全国原油产量的关键。而这两个油田对驱油剂的需求也最为迫切。仅大庆油田在未来5～10年内年需求量将达到15～30万吨/年(100％活性物)，据此预测，胜利油田的需求量也将达到8～15万吨/年。东部其它油田如中原油田、辽河油田、大港油田、江汉油田等都在开展室内试验研究，预计在未来5-10年内驱油剂总需求量将达到30-60万吨(100％活性物)。考虑到成本因素和实际地质条件，脂肪醇聚氧乙烯醚磺酸盐单独使用的可能性仍然不大，但将其与廉价表面活性剂复配，可以大大提高现有廉价驱油剂的耐盐能力，从而改善驱油剂的性能，扩大使用范围(李立勇.脂肪醇聚氧乙烯醚磺酸盐耐温、耐盐性及驱油体系的研究[M])。 

长链脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐表面活性剂完全不同于常规的非离子和阴离子驱油用表面活性剂，其具有高表面活性，很好的热稳定性和抗盐能力，而且具有配伍性好，生物降解性能好等特点。 

发明内容

本发明的目的是，提供能够应用在油田中的具有来源广泛、低界面张力、性能高效、产品稳定、成本低廉、制备简单、实用、易于工业化生产的长链脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐。 

这种长链脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐表面活性剂完全不同于常规的非离子和阴离子驱油用表面活性剂，它是在阴离子表面活性剂长烷基链中嵌入乙氧基团，分子结构上同时含有抗温和抗盐能力的基团，其具有高表面活性，很好的抗盐能力，而且具有配伍性好，生物降解性能好等特点。用这种长链脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐与两性表面活性剂复配，有很好的协同效应，加入电解质后可以与原油形成超低界面张力。 

本发明是通过如下技术方案来实现上述目的的： 

本发明制备的长链脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐表面活性剂具有如下化学结构通式： 

RO(CH₂CH₂O)_nSO₄M 

式中：R分别为C_16-22长链烷基，n＝2-3，M碱离子(Na⁺，NH⁺(CH₂CH₂OH))。 

本发明技术所采用的制备方法包括以下步骤： 

在250mL三颈烧瓶加入一定量的长链脂肪醇聚氧乙烯醚，升温至40-60℃并开动搅拌，再缓慢滴加ClSO₃H，反应投料量为n(脂肪醇醚)∶n(ClSO₃H)＝1∶1-1.1，加料时间1h左右，反应生成的HCl通过装有碱液的吸收瓶而被吸收，加料结束，继续反应20-60min，反应结束后，取样测定反应液的中和值和长链脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸酯的含量，按测定的中和值，计算加碱量，滴加5％-25％氢氧化钠(三乙醇胺)溶液，摩尔比为1∶1～1∶3，搅拌，加热，控制回流温度在60～100℃，调至pH值为8～10，结束反应，将产品进行真空干燥去水，再用大量乙醇溶解除去无机盐，除去乙醇后得浅黄色固体。