本發(fā)明涉及表面活性劑，具體是涉及一種聚電解質(zhì)表面活性劑及制備方法和應用。

背景技術：

1、我國大多數(shù)陸上油田經(jīng)過幾十年的注水開發(fā)，普遍進入高含水、高采出程度階段。尤其各大老油田都進入二次采油后期，進入高含水、高采出程度的“雙高”階段，水驅穩(wěn)產(chǎn)難度越來越大，油田開發(fā)形勢嚴峻。因此對高溫高鹽油藏、稠油油藏、低滲透油藏等難動用儲量的開采日益緊迫。近年來對高溫高鹽、低滲透油藏化學驅的室內(nèi)研究和現(xiàn)場實踐結果表明，由于受高分子聚合物分子尺度較大及耐溫抗鹽性能尚待攻關提高等問題的困擾，對于上述油藏而言，最具潛力的化學驅技術為表面活性劑驅。

2、目前驅油用表面活性劑的研究重點主要在于表面活性劑的超低界面張力、耐高溫、耐高鹽高鈣鎂等方面。而對于具有增粘功能的表面活性劑的研究在近期逐漸興起，適宜表面活性劑溶液的粘度，可以使相應的表面活性劑驅具有較高的波及能力，相對于水驅或活性水驅可大大提高現(xiàn)場應用時的驅替效率。尤其是此類表面活性劑形成的一元體系則能夠在發(fā)揮復合驅中聚合物和表面活性劑的效能的同時，避免復合驅中色譜分離的問題。

3、cn108559474a提供一種陽離子兩親聚合物超分子驅油體系，可以有效降低聚合物的用量，提高兩親聚合物驅油體系的粘度，提高波及體積和驅油效率。但其體系為聚合物與小分子復配體系，無法避免驅油過程中的色譜分離問題。

4、cn114181685a提供了一種水驅稠油粘性自乳化調(diào)驅體系，該調(diào)驅體系具有一定的粘度，能夠擴大波及體積，能夠應用于普通稠油油藏的開采。但該體系不具備超低界面張力的性能，在三次采油過程中仍需與表面活性劑進行復配。

5、因此，目前亟需一種具備超低界面張力、具有增粘功能且無需復配使用的表面活性劑。

技術實現(xiàn)思路

1、為解決現(xiàn)有技術中存在的問題，本發(fā)明提供了一種聚電解質(zhì)表面活性劑及制備方法和應用。

2、本發(fā)明的目的之一是提供一種聚電解質(zhì)表面活性劑，其選自含有式(i)所示結構的表面活性劑中的至少一種：

3、

4、其中，r選自取代或未取代的c1～c30直鏈烴基、取代或未取代的c4～c30支鏈烴基、取代或未取代的c3～c30環(huán)烷基、c6～c30未取代的芳香基、c1～c30直鏈烴基取代的芳香基、c4～c30支鏈烴基取代的芳香基、c3～c30環(huán)烷基取代的芳香基中的至少一種；n＝6～100，n代表平均聚合度。

5、以上所述的c1～c30直鏈烴基取代的芳香基、c4～c30支鏈烴基取代的芳香基、c3～c30環(huán)烷基取代的芳香基中的芳香基優(yōu)選為c6～c30的芳香基。

6、本發(fā)明的一種優(yōu)選地實施方式中，

7、所述取代的c1～c30直鏈烴基、取代的c4～c30支鏈烴基、取代的c3～c30環(huán)烷基中的取代基分別獨立的選自的c6以上的環(huán)烷基、烷基環(huán)烷基、環(huán)烷基烷基、芳基、烷基芳基、芳基烷基中的至少一種，優(yōu)選自c6～c30的環(huán)烷基、烷基環(huán)烷基、環(huán)烷基烷基、芳基、烷基芳基、芳基烷基中的至少一種；和/或，

8、所述r為c6～c26的直鏈烴基、c6～c26的支鏈烴基、c3～c10環(huán)烷基、c6～c26的環(huán)烷基取代的烴基中的至少一種，優(yōu)選為c8～c22的直鏈烴基、c8～c22的支鏈烴基、c3～c8環(huán)烷基、c8～c22的環(huán)烷基取代的烴基中的至少一種；和/或，n＝6～50。

9、上述技術方案中，所述烴基優(yōu)選為烷基。

10、本發(fā)明的目的之二是提供一種本發(fā)明的目的之一的聚電解質(zhì)表面活性劑的制備方法，包括將包括聚乙烯亞胺和羧化劑在內(nèi)的組分反應后再加入鹵代烷進行反應的步驟。

11、本發(fā)明的一種優(yōu)選地實施方式中，

12、所述方法包括：

13、(1)將聚乙烯亞胺和羧化劑在溶劑a和堿存在下進行反應；

14、(2)向步驟(1)的反應體系中加入鹵代烷和溶劑b混合，進行反應，反應結束得到所述聚電解質(zhì)表面活性劑。

15、本發(fā)明的一種優(yōu)選地實施方式中，

16、步驟(1)中，

17、所述聚乙烯亞胺選自式(ii)所示聚乙烯亞胺中的至少一種：

18、

19、其中，n＝6～100，優(yōu)選n＝6～50，n代表平均聚合度；和/或，

20、所述羧化劑選自含乙酸基化合物，優(yōu)選為鹵代含乙酸基化合物，更優(yōu)選為氯乙酸鈉、氯乙酸乙酯、氯乙酸叔丁酯、氯乙酸甲酯、氯乙酸中的一種或兩種以上；和/或，

21、所述溶劑a選自甲醇、乙醇、異丙醇、乙腈、苯、甲苯、氯仿、n,n-二甲基甲酰胺、氮甲基吡咯烷酮、水中的一種或兩種以上；和/或，

22、所述堿選自氫氧化鋰、氫氧化鈉、氫氧化鉀、碳酸鋰、碳酸鉀、碳酸鈉、碳酸氫鋰、碳酸氫鈉、碳酸氫鉀、磷酸鈉、磷酸鉀、磷酸一氫鈉、磷酸一氫鉀、氫氧化銨、三乙胺、乙二胺、吡啶中的一種或兩種以上。

23、本發(fā)明的一種優(yōu)選地實施方式中，

24、步驟(1)中，

25、所述羧化劑與所述聚乙烯亞胺中重復單元的摩爾比為(1～3):1，優(yōu)選為(1～2):1，更優(yōu)選為(1～1.5):1；和/或，

26、所述溶劑a與所述聚乙烯亞胺的質(zhì)量比為(0.01～100.0):1，優(yōu)選為(1.0～10.0):1；和/或，

27、所述堿與所述聚乙烯亞胺中重復單元的摩爾比為(0.1～5):1，優(yōu)選為(0.8～3):1。

28、本發(fā)明的一種優(yōu)選地實施方式中，

29、步驟(1)中所述反應的溫度為20～100℃，優(yōu)選為30～80℃；和/或，所述反應的時間為30～600分鐘，優(yōu)選為60～300分鐘。

30、本發(fā)明的一種優(yōu)選地實施方式中，

31、步驟(2)中，

32、所述鹵代烷的通式為r1x，其中，r1選自取代或未取代的c1～c30直鏈烴基、取代或未取代的c4～c30支鏈烴基、取代或未取代的c3～c30環(huán)烷基、c6～c30未取代的芳香基、c1～c30直鏈烴基取代的芳香基、c4～c30支鏈烴基取代的芳香基、c3～c30環(huán)烷基取代的芳香基中的一種，優(yōu)選為c6～c26的直鏈烴基、c6～c26的支鏈烴基、c3～c10環(huán)烷基、c6～c26的環(huán)烷基取代的烴基中的至少一種，更優(yōu)選為c8～c22的直鏈烴基、c8～c22的支鏈烴基、c3～c8環(huán)烷基、c8～c22的環(huán)烷基取代的烴基中的至少一種；以上所述的c1～c30直鏈烴基取代的芳香基、c4～c30支鏈烴基取代的芳香基、c3～c30環(huán)烷基取代的芳香基中的芳香基優(yōu)選為c6～c30的芳香基；x為鹵素原子中的一種，優(yōu)選為氟原子、氯原子、溴原子、碘原子中的一種；優(yōu)選地，所述取代的c1～c30直鏈烴基、取代的c4～c30支鏈烴基、取代的c3～c30環(huán)烷基中的取代基分別獨立的選自的c6以上的環(huán)烷基、烷基環(huán)烷基、環(huán)烷基烷基、芳基、烷基芳基、芳基烷基中的至少一種，優(yōu)選自c6～c30的環(huán)烷基、烷基環(huán)烷基、環(huán)烷基烷基、芳基、烷基芳基、芳基烷基中的至少一種；和/或，

33、所述溶劑b選自甲醇、乙醇、異丙醇、乙腈、苯、甲苯、氯仿、n,n-二甲基甲酰胺、氮甲基吡咯烷酮、水中的一種或兩種以上。

34、本發(fā)明的一種優(yōu)選地實施方式中，

35、步驟(2)中，

36、所述鹵代烷與所述聚乙烯亞胺中重復單元的摩爾比為(1～3):1，優(yōu)選為(1～1.5):1；和/或，

37、所述溶劑b與所述聚乙烯亞胺的質(zhì)量比為(0.01～100.0):1，優(yōu)選為(1.0～15.0):1。

38、本發(fā)明的一種優(yōu)選地實施方式中，

39、步驟(2)中所述反應的溫度為50～120℃，優(yōu)選為55～95℃，更優(yōu)選為75～95℃；和/或，所述反應的時間為30～600分鐘，優(yōu)選60～480分鐘。

40、本發(fā)明可采用以下具體技術方案：

41、聚電解質(zhì)表面活性劑的制備方法，包括：

42、(1)將原料聚乙烯亞胺和氯乙酸鈉，在溶劑和堿條件下，加熱進行反應；

43、(2)向步驟(1)的反應體系中加入鹵代烷和溶劑混合，加熱進行反應，反應結束得到所述聚電解質(zhì)表面活性劑。

44、本發(fā)明的目的之三是提供一種本發(fā)明的目的之一的聚電解質(zhì)表面活性劑或者本發(fā)明的目的之二的制備方法所得的聚電解質(zhì)表面活性劑在油田中的應用。

45、根據(jù)本發(fā)明所述的聚電解質(zhì)表面活性劑可在油田中應用，尤其是作為三次采油中驅油劑使用。

46、本發(fā)明提供的聚電解質(zhì)表面活性劑合成路線方便簡單，原子利用率高、經(jīng)濟性高，具有優(yōu)良的油水界面性能和增粘效能，能夠在兩方面擴大驅油波及效率，同時避免在驅替過程中產(chǎn)生色譜分離效應。