本發(fā)明涉及原油開采領(lǐng)域，具體涉及一種化合物及其制備方法與應用。

背景技術(shù)：

1、碳捕捉利用與封存(ccus)的發(fā)展和應用越來越受到重視。在諸多co2利用項目中，co2驅(qū)油已成為強化采油的重要技術(shù)之一。co2來源于煤氣化廠和化肥廠的尾氣，大部分從天然的co2氣藏采集，co2-eor混相驅(qū)油提高采收率范圍在4％-12％之間。

2、美國石油協(xié)會定義0api比重小于20黏度大于100mpa·s的油為稠油，是一種含有較少低分子量揮發(fā)性化合物而相對較高比例低揮發(fā)性高分子量的碳氫化合物，其低流動性與高黏度有關(guān)，黏度高是由不同分子和高熔點高凝點化合物(如石蠟和瀝青質(zhì))復雜組合引起的。稠油資源遍布世界各地，其開采方式主要分熱采與冷采兩種。其中，溶解氣驅(qū)開發(fā)稠油的冷采技術(shù)已在國內(nèi)外油田成功應用。

3、co2作為一種良好的原油可溶氣體或溶劑，常溫下是一種無色無味不可燃氣體，而超臨界co2(scco2)密度近于液體，黏度近于氣體，擴散系數(shù)為液體的100倍，對原油具有很好的溶解能力，是一種理想的驅(qū)替介質(zhì)，對稀油油藏可以實現(xiàn)co2混相驅(qū)，但因稠油富含膠質(zhì)瀝青質(zhì)等極性組分，最小混相壓力(mmp)太高通常無法與co2實現(xiàn)混相。co2驅(qū)或吞吐技術(shù)是目前最為經(jīng)濟有效的稠油冷采方法之一，但還存在co2擴散速度慢，有效作用半徑小等問題。因此，需要添加化學劑來進一步提高co2開采稠油效率。

4、《超稠油hdcs高效開采技術(shù)研究》(李賓飛等人，鉆采工藝，2009)公開了hdcs多元復合吞吐技術(shù)。該技術(shù)通過依次注入油溶性降黏劑，二氧化碳和蒸汽三種段塞，隨后燜井，利用化學劑和二氧化碳的降黏作用，二氧化碳的膨脹作用，蒸汽的熱傳遞作用，來提高原油流動性，擴大波及范圍，降低殘余油飽和度，最后開井回采。借助于該技術(shù)，能夠?qū)μ爻碛筒剡M行開采，且開采效果也較為理想。其中，公開了勝利油田鄭411塊超稠油油藏成功實施hdcs技術(shù)的案例。該技術(shù)的應用使黏度大于300,000mpa/s(50℃)、埋深大于1300m、油層平均厚度小于8m的超稠油藏實現(xiàn)了動用。通過注入勝利石油管理局石油開發(fā)中心研制的slkf系列油溶性降黏劑對稠油進行降黏。至2006年11月為止，先后施工31井次，累計增產(chǎn)原油13268噸，平均單井增油428噸。

5、盡管現(xiàn)有技術(shù)公開了采用油溶性降黏劑輔助二氧化碳開采稠油取得了一定的效果，但油溶性降黏劑往往由芳香烴、溶劑油等低沸點和低閃點小分子化合物混合而成，具有使用濃度大、成本高、易燃易爆、操作風險大等缺點，還需使用蒸汽，在實際應用中受到了較大限制。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)存在的化學劑輔助二氧化碳冷采提升稠油產(chǎn)量使用濃度大、成本高、易燃易爆、操作風險大的問題，提供一種化合物及其制備方法與應用。該化合物中，由于硅原子、氮、氧雜原子以及芳香環(huán)的存在，能夠使得該化合物作為調(diào)節(jié)劑應用于原油開采時，能夠調(diào)節(jié)所述化合物雙親(親co2和親稠油)性能平衡并保證其使用安全性。并且所述化合物在co2中具有好的溶解性，提高二氧化碳在稠油的溶解度。所述化合物作為調(diào)節(jié)劑能夠強化稠油與co2的相互作用，從而提高原油開采效率。

2、為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明第一方面提供一種化合物，所述化合物具有式(i)所示的結(jié)構(gòu)：

3、

4、其中，r1和r2各自獨立地選自取代或未取代的c1-c20烴基或c1-c20烴基硅氧基；r3和r4各自獨立地選自c1-c10亞烴基；

5、a表示聚醚片段，r5選自氫、c1-c24烴基、c1-c24烴基硅氧基或o＝cr8，r8選自氫或c1-c31烴基；

6、r6和r7各自獨立地選自氫或者取代或未取代的c1-c20烴基。

7、本發(fā)明第二方面提供一種化合物的制備方法，所述方法包括：

8、s1、在催化劑cata存在下，將化合物ii與聚醚化合物進行第一反應，得到化合物iv；

9、s2、在催化劑catb存在下，將化合物iv與化合物rv-ch＝chx進行第二反應，得到氰基化合物v-1、酰胺化合物v-2或鹵代化合物v-3；

10、s3a-1、對氰基化合物v-1進行催化還原，得到化合物vi；或，

11、s3a-2、對酰胺化合物v-2進行水解脫除保護基團反應，得到化合物vi；

12、將化合物vi進行烷基化反應，得到所述化合物；或者，

13、s3b、將鹵代化合物v-3進行胺化反應，得到所述化合物；

14、

15、

16、

17、

18、

19、其中，r1和r2各自獨立地選自取代或未取代的c1-c20烴基或c1-c20烴基硅氧基；

20、r5選自氫、c1-c24烴基、c1-c24烴基硅氧基或o＝cr8，其中，r8選自氫、c1-c31烴基；

21、r3’選自(ch2)a，a＝1-3；

22、在式(iv)、式(v-1)、式(v-2)、式(v-3)和式(vi)中，a’的定義與本發(fā)明第一方面所述的a的定義對應相同；

23、r0選自c1-c11烴基；

24、r0’選自氫、甲基或乙基；y選自氯、溴或碘；

25、rv選自氫或c1-c5烴基。

26、本發(fā)明第三方面提供一種由本發(fā)明第二方面所述的制備方法制得的化合物。

27、本發(fā)明第四方面提供一種本發(fā)明第一方面或第三方面所述的化合物在原油開采中作為調(diào)節(jié)劑的應用，所述原油開采為稠油co2驅(qū)或co2吞吐開采。

28、通過上述技術(shù)方案，本發(fā)明提供的化合物及其制備方法獲得以下有益效果：

29、(1)所述化合物中，引入硅原子，能夠降低所述化合物的表面張力，并提高其表界面活性，從而有利于其在co2和原油界面充分吸附。

30、(2)由于氮、氧雜原子以及芳香環(huán)的存在，能夠使得該化合物作為調(diào)節(jié)劑應用于原油開采時，能夠與稠油發(fā)生氫鍵及π-π堆積作用，氮原子能夠與稠油中酸性物質(zhì)發(fā)生酸堿作用，與氧原子協(xié)同調(diào)節(jié)的雙親(親co2和親稠油)性能平衡，同時該化合物具有較高的沸點和閃點，能夠保證其使用安全性。

31、(3)所述化合物在co2中具有好的溶解性，提高二氧化碳在稠油的溶解度。所述化合物作為調(diào)節(jié)劑能夠強化稠油與co2的相互作用，從而提高原油開采效率，具有良好的應用前景。

技術(shù)特征：

1.一種化合物，其特征在于，所述化合物具有式(i)所示的結(jié)構(gòu)：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的化合物，其中，式(i)中，r1和r2各自獨立地選自取代或未取代的c1-c16烴基或c1-c12烴基硅氧基，優(yōu)選選自取代或未取代的c1-c10烴基或c1-c10烴基硅氧基；

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的化合物，其中，在式(i)中，a為-(ch2ch(ra)o)m(ch2ch(ra’)o)n(ch2ch(ra”)o)p-，其中，ra、ra’、ra”各自獨立地選自氫或c1-c5烴基，m、n、p各自獨立地選自0-30，且m、n、p不同時為0。

4.一種化合物的制備方法，其特征在于，所述方法包括：

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制備方法，其中，所述催化劑cata和所述催化劑catb各自獨立地選自含鉑、鈀、銠、銅、鐵、錳、鎳、鈷和鎢元素中的至少一種的化合物或其絡合物，優(yōu)選為含鉑、鈀和銠元素中的至少一種的化合物或其絡合物；

6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的制備方法，其中，所述第一反應的條件包括：反應溫度為30-120℃，優(yōu)選為50-100℃；反應時間為1-12h，優(yōu)選為2-8h；

7.根據(jù)權(quán)利要求4-6中任意一項所述的制備方法，其中，所述第二反應的條件包括：反應溫度為30-200℃，優(yōu)選為60-140℃；反應時間為2-24h，優(yōu)選為3-10h；

8.根據(jù)權(quán)利要求4-7中任意一項所述的制備方法，其中，步驟s3a-1中，所述催化還原采用催化氫化還原、金屬氫化物催化還原或負載型金屬催化還原中的至少一種方式進行；

9.根據(jù)權(quán)利要求4-7中任意一項所述的制備方法，其中，所述水解脫除保護基團反應在堿和小分子醇存在下進行，其中，堿為無機堿或有機堿，優(yōu)選為無機堿，進一步優(yōu)選為naoh和/或koh；

10.根據(jù)權(quán)利要求4-7中任意一項所述的制備方法，其中，所述烷基化反應采用醛催化加氫法；

11.根據(jù)權(quán)利要求4-10中任意一項所述的制備方法，其中，所述胺化反應在堿催化劑和化合物hnr6r7存在下進行；其中，r6和r7各自獨立地選自氫、取代或未取代的c1-c20烴基；

12.一種由權(quán)利要求4-11中任意一項所述的制備方法制得的化合物。

13.權(quán)利要求1-3和12中任意一項所述的化合物在原油開采中作為調(diào)節(jié)劑的應用；

14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的應用，其中，所述調(diào)節(jié)劑的用量為所述稠油的0.5wt％-5wt％，優(yōu)選為0.5wt％-3wt％。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及原油開采領(lǐng)域，公開了一種化合物及其制備方法與應用?；衔锞哂惺?I)所示結(jié)構(gòu)：R<subgt;1</subgt;和R<subgt;2</subgt;各自獨立地選自取代或未取代的C<subgt;1</subgt;?C<subgt;20</subgt;烴基或C<subgt;1</subgt;?C<subgt;20</subgt;烴基硅氧基；R<subgt;3</subgt;和R<subgt;4</subgt;各自獨立地選自C<subgt;1</subgt;?C<subgt;10</subgt;亞烴基；A表示聚醚片段，R<subgt;5</subgt;選自氫、C<subgt;1</subgt;?C<subgt;24</subgt;烴基、C<subgt;1</subgt;?C<subgt;24</subgt;烴基硅氧基或O＝CR<subgt;8</subgt;，R<subgt;8</subgt;選自氫或C<subgt;1</subgt;?C<subgt;31</subgt;烴基；R<subgt;6</subgt;和R<subgt;7</subgt;各自獨立地選自氫或者取代或未取代的C<subgt;1</subgt;?C<subgt;20</subgt;烴基。該化合物中含有硅原子、氮、氧雜原子以及芳香環(huán)能夠調(diào)節(jié)所述化合物雙親性能平衡?；衔镌贑O<subgt;2</subgt;中具有好的溶解性，提高二氧化碳在稠油的溶解度，能夠提高原油開采效率。

技術(shù)研發(fā)人員：沈之芹,李應成,虞辰敏,崔樂雨
受保護的技術(shù)使用者：中國石油化工股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/15