[发明专利]含有芳香基团的氧化胺类两性表面活性剂及其制法与应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种含有芳香基团的氧化胺类两性表面活性剂及其制法与应用，属于石油开采领域中的表面活性剂技术领域。

背景技术

国际上把渗透率在0.1毫达西至50毫达西之间的油藏界定为低渗透油藏。随着勘探开发程度的不断提高，老区稳产难度越来越大，开发动用低渗、特低渗油藏成为我国陆上石油工业增储上产的必经之路。但是目前绝大部分低渗油田，平均标定采收率仅为20%左右；并且采出程度低，部分区块实现标定采收率的目标难度大；而且2020年后将陆续进入水驱后期，因此，亟需发展大幅度增产的技术。

压裂酸化改造技术是低渗透油田提高单井产量和增加可采储量的关键技术，在低渗、特低渗油田的开发中具有极其重要的地位。国内外常用的压裂液为水基压裂液。国外统计资料表明，水基压裂液对储层渗透伤害率平均达30%-45%，最高可达60%以上；对裂缝支撑带伤害率则达70%以上（Sammel M M,Card R J,et al.Polymer-free fluid for fracturing applications,Langmuir,1999(2):217-219）。粘弹性表面活性剂（Visco-Elasitic Surfactant，简称VES）压裂液（张朝举，何兴贵，关兴华等.国外低中温清洁压裂液研究进展及应用展望，钻采工艺，2009，32（3）：93-96；胡忠前，马喜平，何川等.国外低伤害压裂液研究新进展，海洋石油，2007，27（3）：93-97），又称清洁压裂液，其流动摩阻小，能有效控制缝高，不含聚合物，破胶后不像胍胶压裂液那样残留大量的残渣，在低渗储层中滤失量小，对储层伤害小，有效携砂黏度低，组成简单，是优良的低伤害压裂液。氧化胺是一大类具备粘弹性能的两性表面活性剂，有文献报道（卢拥军，方波等.粘弹性表面活性剂胶束体系及其流变特性，油田化学，2003，20（3）：291-295），浓度为100mM的N-十二烷基-N-八烷基甲基氧化胺（C₁₂C₈MAO）水溶液体系在弱酸性条件下（HCl浓度为0.007%）以乳液体系存在，体系的粘度（剪切频率=1Hz）为10cp；随着酸性的不断增强，体系粘度也逐渐增加，当HCl浓度为0.35%时，体系粘度可以高达10000cp（剪切频率=1Hz）。但是这类清洁压裂液因具有制作费用昂贵、耐高温能力比改性胍胶低等缺点，而限制其在三次采油中的应用。

因此，基于氧化胺类表面活性剂的特殊流变学性质，如何研发出一种能够提高石油采收率的氧化胺类表面活性剂仍是本领域亟待解决的问题之一。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种含有芳香基团的氧化胺类两性表面活性剂。该表面活性剂为侧链含有芳香基团与酰胺基团的氧化胺类两性表面活性剂，具有良好的界面活性与增粘性能，应用于三次采油中能够提高石油采收率。

本发明的目的还在于提供一种包括上述含有芳香基团的氧化胺类两性表面活性剂的表面活性剂组合物。

本发明的另一目的在于提供上述含有芳香基团的氧化胺类两性表面活性剂的制备方法。

本发明的又一目的在于提供上述含有芳香基团的氧化胺类两性表面活性剂，或上述表面活性剂组合物在三次采油中的应用。

为达到上述目的，本发明提供一种含有芳香基团的氧化胺类两性表面活性剂，其结构如式1所示，

其中，m为0或1，n为0或1。

根据本发明的具体实施方式，优选地，上述氧化胺类两性表面活性剂的结构如式2所示，

根据本发明的具体实施方式，优选地，上述氧化胺类两性表面活性剂的结构如式3所示，

根据本发明的具体实施方式，优选地，上述氧化胺类两性表面活性剂的结构如式4所示，

本发明还提供一种表面活性剂组合物，其包括两种以上式1所示的含有芳香基团的氧化胺类两性表面活性剂。

本发明通过改变氧化胺类表面活性剂的疏水基团，引入芳香环，增大疏水链的支化程度，而得到侧链含有芳香基团和酰胺基团的氧化胺类两性表面活性剂。由于石油中含有大量的芳香族化合物，本发明在碳原子骨架上引入芳香基团，使得到的氧化胺类两性表面活性剂具有提高界面活性，降低界面张力的作用，能够提高其与原油的相容性。此外，该表面活性剂的亲水基团为氧化胺结构，因此其可以在溶液中自聚集成空间网络结构，提高体系的粘弹性，达到控制驱替液流度的效果。