一种功能性高分子表面活性剂及其用途制造技术

本发明专利技术涉及一种功能性高分子表面活性剂，其具有通式（１），其中Ｒ↓［１］、Ｒ↓［２］、Ｒ↓［３］、Ｒ↓［４］各自独立地选自：Ｈ、巯基、苯基、磺酸基、苯磺酸基、含氮巯基杂环、季铵盐、咪唑或噻吩。该高分子表面活性剂适用于开采石油、含油污水处理、含油污泥处理、含油海水处理、或海水净化等等。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及石油化工领域，具体涉及一种功能性高分子表面活性剂及其用 途，该高分子表面活性剂适用于采油、含油污水处理、含油污泥处理、含油海 水处理、或海水净化等等。
技术介绍
迄今为止，中国乃至世界上大多数大型油田都经历了自喷和水驱两个开采阶 段。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。二次釆油是指通过向地层补充能量来开釆石 油的方法，如注水、注气等。经历这两个开釆阶段后，原油产量都有不同程度 的递减，并且勘探成本和难度也越来越大。数据显示，依靠目前已有的技术，油田的平均采收率只有32.2%，还有超过2/3的原油滞留在地下无法采出。为 此，石油开采行业内又开发出了多种技术，来开采留存的原油，称为三次开采。 具体类型如下所述。(1)气体驱油，代表性开采方法是二氧化碳驱油，其驱油机理是向油层 中注入二氧化碳，起到在油层里膨胀原油、降低原油粘度，因而驱替原油的效 果。该技术的缺陷是地面工程设备投入过高，需要巨额投资输气管道，且操作 成本和安全措施投入过高。许多油田附近往往缺乏足够的二氧化碳气源,在采收 效果方面有很强的滞后性。(2) 微生物驱油，其驱油机理是向油藏注入合适的菌种及营养物，使菌株在油藏中繁殖，代谢石油，产生气体或活性物质，可以降低油水界面张力， 以提高石油采收率。该技术的缺陷是技术尚不成熟。微生物受环境因素影响极多，因此见效很 慢，采收效率低下。(3) 热力采油，其代表性开采方法是蒸汽吞吐。蒸汽吞吐又叫周期性注蒸汽、蒸汽浸泡、蒸汽激产等，主要是针对稠油油藏提高采收率的开采技术。所谓蒸汽吞吐就是先向油井注入一定量的蒸汽，关井一段时间，待蒸汽的热能向 油层扩散后，再开井生产的一种开采重油的增产方法。该技术的缺陷是地面工程设备和安全设施投入巨大，操作运营成本过高。 (4)化学驱油，其代表性开采方法是聚合物驱油，其机理是聚合物驱主 要靠增加驱替液粘度，降低驱替液和被驱替液的流度比，从而扩大波及体积； 在微观上，聚合物由于其固有的粘弹性，在流动过程中产生对油膜或油滴的拉 伸作用，增加了携带力，提高了微观洗油效率。该技术的缺陷是地面配注系统工艺复杂、用泵量多而导致工程投资较大。 日常操作成本高,且高分子聚合物不耐温，不抗盐，无法在高温、高矿化度油区 应用。油田产出水无法重新配注，必须作为污水处理掉。由此可知，各种三次釆油技术或方法都有其缺陷，本行业内仍需求能够提高 石油采收率和采油速度的新方法，同时还要求其降低污染、保护环境。
技术实现思路
由此，本专利技术的目的是提供一种新型功能性高分子表面活性剂，它能够提 高石油采收率和釆油速度，同时降低污染程度、保护环境等。本专利技术的第一方面涉及一种功能性高分子表面活性剂，其具有通式(1):<formula>formula see original document page 5</formula>式(1)其中R,、 R2、 R3、 R4各自独立地选自H、巯基、苯基、磺酸基、苯磺酸基、含氮巯基杂环、季铵盐、咪唑或噻吩。在一个优选实施方式中，其中所述的季铵盐带有官能团。官能团优选选自以下中的一种或多种羧酸基、磺酸基、环烷基、烷基、吡啶、吡咯、羧酸垸基、磺酸垸基、环垸基垸基、吡啶烷基、吡咯烷基，其中所述的环烷基是5元 或6元的环烷基，所述烷基是3-18个碳原子的烷基。其中所述的烷基优选是 3-16个碳原子的烷基，更优选是8-16个碳原子的烷基。在另一个优选实施方式中，所述的Ri、 R2、 R3、 R4各自独立地选自巯基、 苯基、磺酸基、含氮巯基杂环、季铵盐、咪唑或噻吩，更优选各自独立地选自 磺酸基或季铵盐。在再一个优选实施方式中，所述的含氮巯基杂环是巯基咪唑。在本专利技术的第二方面，涉及本专利技术的功能性高分子表面活性剂的一种用 途，其用于三次石油开采、含油污水处理、含油污泥处理、含油海水处理、海 水净化，或用作钻井泥浆添加剂、纺织工业加工助剂、造纸用增强剂、粘土防 膨剂、胶粘剂、填缝剂、柔韧剂、降粘剂、或洗涤剂。在一个优选实施方式中，本专利技术的高分子表面活性剂用于三次石油开采、 含油污水处理、含油污泥处理、含油海水处理、或海水净化。采用本专利技术的新型功能性高分子表面活性剂，能够显著提高石油采收率和 采油速度。而且非常好地、也非常意外地，它还适用于各种条件和状况不好的 油井，例如稠油油藏、废弃油井、油砂矿、低渗透油藏以及高温、高矿化度 油藏。它可以在符合经济效益的范围内，将废井的地下储油持续不断地、最大 程度地采出。附图说明图1是本专利技术实施例1中制备的TBF-I高分子聚合物的红外图谱。 具体实施例方式在本专利技术的功能性高分子表面活性剂中，含有多个取代基，包括R,、 R2、R:i、 R4、磺酸基、羧酸基、酰胺基。其中R,、 R2、 R3、 R4各自独立地选自H、巯 基、苯基、磺酸基、苯磺酸基、含氮巯基杂环、季铵盐、咪唑或噻吩。在这些基团中，其中所述的季铵盐还优选带有官能团，选自羧酸基、磺酸基、环烷基、烷基、吡啶、吡咯、羧酸烷基、磺酸垸基、环垸基烷基、吡啶垸基和吡咯烷基中的一种或多种。其中所述的环垸基优选5元或6元的环烷基， 所述垸基优选3-18个碳原子的垸基，更优选5-16个碳原子的烷基，再优选8-16 个碳原子的垸基，再优选10-16个碳原子的烷基，再优选8-12个碳原子的烷基。<formula>formula see original document page 7</formula>式(1)在上述取代基和官能团中，有阳离子基团、阴离子基团、和非离子基团。 它们赋予高分子表面活性剂以各种功能和作用。具体如下表所示。<table>table see original document page 7</column></row><table>其中季铵盐中的官能团含有C8—C12的垸基时，抗盐、抗钙、镁离子、 抗生物降解最好；当含有C10—C16的烷基时，抗生物降解最好。取代基中包含苯磺酸盐时，具有抗盐、抗钙、镁离子性能，优选对苯磺酸 基，效果更好。取代基中包含苯基时，抗盐、抗钙、镁离子性能最佳；为巯基杂环时，具 有抗氧化降解性能，优选巯基咪唑基，其效果最佳。当取代基中包含咪唑、噻吩基时，抗氧化降解性能最佳。 本专利技术带有上述取代基和官能团的高分子表面活性剂具有很好的功能和作用。尤其在采油中，具有以下功能和作用(1) 具有抗高温、抗高盐和抗生物降解、抗氧化降解的"四抗"功能， 可用于油田采出污水配制驱替溶液；(2) 具有高效乳化、高效洗油、高效调剖的"三高"功能，驱替过程中， 可以有序自动进行，实现高效驱油；(3) 具有注入井易注入、采出乳液易破乳的"两易"功能，便于现场使 用、操作成本低；(4) 其分子主链上的重复单体单元为相同的单一组分，可以称为一元化 学驱，实质是高分子胶束驱，可用于三次采油或聚驱后的四次采油。盐的存在一般使表面活性剂水溶液的粘度降低。这是因为溶解的离子使 分子链蜷曲，末端距减少，因而粘度随盐的浓度增加而减少。而本专利技术表面活 性剂的抗盐性是通过以下因素而得以实现的，由此能够实现采用污水配制驱替 溶液-利用内盐键在碳本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种功能性高分子表面活性剂，其具有通式（１）：　＊＊＊　式（１）　其中Ｒ↓［１］、Ｒ↓［２］、Ｒ↓［３］、Ｒ↓［４］各自独立地选自：Ｈ、巯基、苯基、磺酸基、苯磺酸基、含氮巯基杂环、季铵盐、咪唑或噻吩。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张蕊，
申请(专利权)人：上海美亚企业集团能源发展有限公司，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]