含酯基聚醚阳离子表面活性剂组合物及其制备和应用制造技术

本发明专利技术涉及一种含酯基聚醚阳离子表面活性剂组合物及其制备和应用，主要解决现有表面活性剂与稠油作用效果不佳，降黏效果差、界面效率低的问题。本发明专利技术通过采用一种含酯基聚醚阳离子表面活性剂组合物，以摩尔份数计，包括以下组分：(1)1份酯基聚醚阳离子表面活性剂；(2)1～100份助表面活性剂；其中，所述酯基聚醚阳离子表面活性剂的分子通式为式(I)所示，所述助表面活性剂选自非离子表面活性剂、阴离子表面活性剂、两性表面活性剂、四烃基季铵盐表面活性剂中的至少一种的技术方案，较好地解决了该问题，可用于油田提高稠油产量生产中。或或或或或或或

【技术实现步骤摘要】
含酯基聚醚阳离子表面活性剂组合物及其制备和应用


[0001]本专利技术涉及一种含酯基聚醚阳离子表面活性剂组合物及其制备和应用。

技术介绍

[0002]稠油是指沥青质和胶质含量较高、黏度较大的原油。通常把相对密度大于0.92g/cm3(20℃)、地下黏度大于50mPa
·
s的原油叫稠油，也叫做重油。目前针对稠油的开采方式主要分冷采与热采两种。其中热采方式包括：蒸汽驱、蒸汽吞吐、蒸汽辅助重力泄油(SAGD)；而冷采方式包括：聚驱、表活剂驱、泡沫驱、溶剂萃取(VAPEX)、微生物驱等。
[0003]低渗透油藏一般具有储层物性差、孔隙度低、渗透率低、非均质性严重的特点，油藏初期产能低，产量递减快。注水开发时存在注水井吸水能力低；注水过程中会出现更严重的水锁、水敏、速敏等问题，伤害地层；岩石物性差，孔隙喉道细小，具有严重的贾敏效应。这些问题都导致低渗透油田注水采收率低，开发效果不理想。特别是对于低渗稠油油藏，受渗透率低和原油黏度高双重影响，一些常规方法如蒸汽驱无法实现有效开采。
[0004]表面活性剂作为一个重要的驱油方式，根据其化学组成及分子结构不同，可以分为离子型与非离子型两大类。目前三次采油研究中所用表面活性剂的种类以阴离子型最多，其次是非离子型和两性离子型，应用最少的是阳离子型。美孚石油公司的专利US3927716、US4018281、US4216097相继报道了采用碱水驱油、表面活性剂或碱水驱油及使用两性离子表面活性剂驱油的结果，采用的两性离子表面活性剂为不同链长的羧酸或磺酸盐型甜菜碱表面活性剂，在总矿化62000～160000mg/L，钙镁离子1500～18000mg/L的模拟盐水中，对德克萨斯南部原油的界面张力达10-1
～10-4
mN/m。使用阳离子表面活性剂的亦有报道，如中国专利CN 1528853、CN 1817431、CN 1066137等相继报道了双酰胺型阳离子型、含氟阳离子型及含吡啶基阳离子双子表面活性剂，但由于阳离子具有吸附损耗大、成本高等缺点，限制了其在油田现场的使用。
[0005]不同类型表面活性剂相互复配后往往可以克服单一表面活性剂的缺点，发挥各组分的优点，从而赋予表面活性剂组合物更加优越的性能。中国专利CN1458219A公开了一种三次采油应用的表面活性剂/聚合物二元超低界面张力复合驱配方，其中使用的表面活性剂是石油磺酸盐或以石油磺酸盐为主剂加稀释剂和其它表面活性剂复配的表面活性剂组合物，其组份的重量百分比为石油磺酸盐50～100％，烷基磺酸盐0～50％，羧酸盐0～50％，烷基芳基磺酸盐0～35％，低碳醇0～20％，该表面活性剂体系过于复杂。美国德克萨斯大学的专利US8211837报道了采用简单廉价的线性醇在高温下催化二聚反应得到支链化的长碳醇，与环氧丙烷、环氧乙烷聚合后进行硫酸酯化反应，相对于昂贵的磺酸盐型表面活性剂，低成本合成了大亲水基聚醚硫酸盐表面活性剂，由于大亲水基团的存在，从而使得该硫酸盐表面活性剂在碱性条件下高温稳定性能优良，0.3％的支链醇聚醚硫酸盐(C32-7PO-6EO硫酸盐)与0.3％的内烯烃磺酸盐(C20～24IOS)盐水溶液在85℃与相同量的原油混合，其增溶参数为14。美孚石油公司的专利US4370243报道了采用油溶性的醇、磺酸甜菜碱及季铵盐组成的驱油体系，该体系既可起到表面活性剂的作用，也可起到流度控制剂的作用，其中季
铵盐为亲油基碳链长为16～20的阳离子表面活性剂，采用2％的十八烷基二羟乙基丙基磺酸盐甜菜碱与1.0％的正己醇作为驱油剂，注入1.9PV后，原油即可100％驱出，但表面活性剂的吸附损耗较大达到6mg/g，在此基础上加入价格相对低廉的2.0％四乙基溴化铵作为牺牲剂以降低表面活性剂的吸附量。
[0006]不同类型的表面活性剂之间会存在协同作用，特别是电性相反的表面活性剂复配具有极高的表界面活性，因而具有非常广阔的应用前景。如阎云等(见《物理化学学报》2002年第9期，830～834)研究了规则溶液理论应用于bola型两亲分子[(Me)3N
+
(CH2)6OC6H4O(CH2)6N
+
(Me)3]2Br-与异电性传统表面活性剂十二烷基硫酸钠(SDS)的相互作用，bola分子与SDS混合体系中的协同作用主要是由亲水基之间的静电相互作用产生的，而bola分子结构中疏水部分对相互作用没有显著影响，中国石化胜利油田分公司曹绪龙(见《物理化学学报》2014年第7期，1297～1302)研究了阴阳离子表面活性剂混合体系对原油的乳化及增黏行为，对油水体积比、浓度、温度、pH值、离子强度对乳化增黏的影响进行了系统的研究，得到了具有最佳增黏效果的配方体系,与原油黏度相比，实现了80倍左右的黏度上升。
[0007]国内外研究结果表明，表面活性剂由于使用量大、制备成本高，单一表面活性剂使用效果差，作为驱油剂在实际应用中受到了一定的限制。本专利技术所述的正是这种在油藏条件下结构稳定的表面活性剂组合物、驱油剂及其制备方法和应用。

技术实现思路

[0008]本专利技术所要解决的技术问题之一是现有技术中作为驱油剂体系主要组成的表面活性剂存在的与稠油作用效果不佳，降黏效果差、界面效率低的问题，提供一种新的含酯基聚醚阳离子表面活性剂组合物。以此含酯基聚醚阳离子表面活性剂组合物的水溶液，具有较好的剥离和增溶稠油能力，有效降低稠油黏度，降黏率达到98％以上，从而有利于启动稠油，提高了稠油驱油效率，具有很好的提高采收率应用前景。
[0009]本专利技术所要解决的技术问题之二是提供一种与解决上述技术问题之一相对应的含酯基聚醚阳离子表面活性剂组合物的制备方法。
[0010]本专利技术所要解决的技术问题之三是提供一种与解决上述技术问题之一相对应的含酯基聚醚阳离子表面活性剂组合物的应用。
[0011]为了解决上述技术问题之一，本专利技术采用的技术方案如下：一种含酯基聚醚阳离子表面活性剂组合物，以摩尔份数计，包括以下组分：
[0012](1)1份酯基聚醚阳离子表面活性剂；
[0013](2)1.～100份助表面活性剂；
[0014]表面活性剂组合物还包括小分子醇、小分子胺、盐和无机碱中的至少一种；
[0015]其中，所述酯基聚醚阳离子表面活性剂的分子通式为式(I)所示：
[0016][0017]式(I)中，R1为C2～C
32
的烃基或取代烃基；R2、R3和R4独立选自OH或(CH2)
e
H，e为0～4中的任一整数；R5、R6和R7独立选自氢、C1～C
32
的烃基或取代烃基、(CHR')
f
OH、苄基、萘亚甲基中的一种，R'选自H、CH3或C2H5中的一种，f为1～4中的任一整数；X
j-为负电荷数为j的阴离子或阴离子基团；a为羰基的个数，a＝0或1；b、c和d为聚醚基团的加合数，b＝0～50，c＝0～50，d＝0～50，且b、c和d不同时为0；
[0018]所述助表面活性剂选本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种含酯基聚醚阳离子表面活性剂组合物，以摩尔份数计，包括以下组分：(1)1份酯基聚醚阳离子表面活性剂；(2)1～100份助表面活性剂；其中，所述酯基聚醚阳离子表面活性剂的分子通式为式(I)所示：或或式(I)中，R1为C2～C
32
的烃基或取代烃基；R2、R3和R4独立选自OH或(CH2)
e
H，e为0～4中的任一整数；R5、R6和R7独立选自氢、C1～C
32
的烃基或取代烃基、(CHR')
f
OH、苄基、萘亚甲基中的一种，R'选自H、CH3或C2H5中的一种，f为1～4中的任一整数；X
j-为负电荷数为j的阴离子或阴离子基团；a为羰基的个数，a＝0或1；b、c和d为聚醚基团的加合数，b＝0～50，c＝0～50，d＝0～50，且b、c和d不同时为0；所述助表面活性剂选自非离子表面活性剂、阴离子表面活性剂、两性离子表面活性剂、四烃基季铵盐表面活性剂中的至少一种。2.根据权利要求1所述的含酯基聚醚阳离子表面活性剂组合物，其特征在于所述非离子表面活性剂或阴离子表面活性剂具有式(II)所示结构、所述两性离子表面活性剂具有式(III)所示结构、所述四烃基季铵盐表面活性剂具有式(IV)所示结构：式(II)中，R8为C8～C
30
的烃基或取代烃基中的一种，或由C4～C
20
烃基或枯基取代的苯环或萘环，或R8O为松香酸根；m1、m2为乙氧基团的加合数，m1＝0～50、m2＝0～50；n为丙氧基团的加合数，n＝0～100；k＝0或1；k＝1时，Y为氢或R”Z，R”为C1～C5的亚烷基或羟基取代亚烷基，Z为COOM、SO3M
’
、OSO3M”或氢中的一种，M、M
’
和M”任意选自氢离子、阳离子或阳离子基团；k＝0时，Y为COOM、SO3M
’
、OSO3M”中的一种，M、M
’
和M”任意选自氢离子、阳离子或阳离子基团；
式(III)中，R9选自C1～C
30
的烃基中的任意一种；R
10
选自C1～C
30
的烃基或选自C1～C5的烃基或取代烃基中的任意一种；R
11
选自C1～C5的烃基或取代烃基中的任意一种；R
12
选自C1～C5的亚烃基或取代亚烃基中的任意一种；A-选自使式(III)所示分子呈电中性的阴离子或阴离子基团；式(IV)中，R
13
选自C1～C
30
的烃基中的任意一种；R
14
选自C1～C
30
的烃基中的任意一种或选自C1～C5的烃基或取代烃基中的任意一种；R
15
和R
16
独立选自氢、(CH R
”’
)
g
OH、苄基、萘亚甲基中的一种，R
”’
选自H、CH3或C2H5中的一种，g为1～4中的任一整数；B-选自使式(IV)所示分子呈电中性的阴离子或阴离子基团。3.根据权利要求1所述的含酯基聚醚阳离子表面活性剂组合物，其特征在于所述R1为C
12
～C
24
的脂肪基或取代脂肪基、或由C4～C
20
直链或支链的饱和及不饱和烃基或枯基取代的苯环或萘环，R5、R6和R7为C8～C
24
的烃基或取代烃基、甲基、乙基、丙基、丁基、苄基、萘亚甲基中的一种，e＝0～2，f＝1～2；b＝0～20，c＝0～20，d＝0～20，且b、c和d不同时为0。4.根据权利要求2所述的含酯基聚醚阳离子表面活性剂组合物，其特征在于所述R8为C8～C
24
的烷基、或由C4～C
20
直链或支链的饱和及不饱和烷基或枯基取代的苯环或萘环；R
’
为C1～C3的亚烷基；m1＝0～10，m2＝0～10，n＝0～20；所述R9为C8～C
24
的烷基中的任意一种...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈之芹，李应成，何秀娟，李斌，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司上海石油化工研究院，
类型：发明
国别省市：