本發(fā)明涉及油氣藏開采和表面活性劑，具體涉及一種多親水基表面活性劑及其制備方法、表面活性劑組合物和驅(qū)油劑及其應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、開發(fā)以化學(xué)驅(qū)為主要手段的三次采油技術(shù)在進(jìn)一步穩(wěn)定并提升原油產(chǎn)量方面越發(fā)重要。

2、在化學(xué)驅(qū)提高采收率技術(shù)中，黏彈性表面活性劑由于其同時具有界面活性以及一定的增黏性能，近年來受到研究人員的重視，并有望發(fā)展成為前景巨大的一元驅(qū)技術(shù)。與一般表面活性劑體系不同，黏彈性表面活性劑在濃度達(dá)到臨界膠束濃度時先形成球狀膠束，隨著濃度增大球狀膠束開始向蠕蟲狀膠束轉(zhuǎn)變，蠕蟲狀膠束快速生成、增長并形成柔性長棒狀膠束，棒狀膠束相互粘附、纏繞形成與締合聚合物相似的超分子網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。但是，現(xiàn)階段研究及應(yīng)用較多的黏彈性表面活性劑體系多以陽離子表面活性劑為主，其使用濃度較高、界面性能和增黏性能有限，同時其在砂巖油藏吸附損耗嚴(yán)重，進(jìn)一步影響了其在實(shí)際油藏應(yīng)用中的驅(qū)油效果。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)存在的工業(yè)應(yīng)用中的驅(qū)油劑產(chǎn)品多為石油基表面活性劑，具有潛在環(huán)境友好性風(fēng)險，以及常規(guī)表面活性劑型驅(qū)油劑不具備增黏性能，無法作為一元驅(qū)體系用于現(xiàn)場驅(qū)油的問題，提供一種多親水基表面活性劑及其制備方法、表面活性劑組合物和驅(qū)油劑及其應(yīng)用；本發(fā)明以生物基原料合成一種多親水基表面活性劑，其具有多個陰離子型親水基團(tuán)。采用陰陽離子表面活性劑復(fù)合增效的方式，一是通過協(xié)同增效作用，大幅提升表面活性劑的界面性能；另一方面通過多陰離子頭基與陽離子基團(tuán)的相互作用，形成超分子網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，大幅提升體系的增黏性能。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明第一方面提供一種多親水基表面活性劑，分子通式如式(1)所示，

3、

4、式(1)中，r1為碳原子數(shù)為1-50的飽和或不飽和脂肪基；

5、r2為碳原子數(shù)為1-8的亞烷基或芳香基取代的亞烷基；

6、x選自陰離子型親水基團(tuán)的任意一種；

7、polya為box1、poy1、eoz1中的一種或多種；

8、polyb為box2、poy2、eoz2中的一種或多種；

9、polyc為box3、poy3、eoz3中的一種或多種；

10、polyd為box4、poy4、eoz4中的一種或多種；

11、x1、x2、x3、x4、y1、y2、y3、y4、z1、z2、z3、z4不同時取值為0。

12、本發(fā)明第二方面提供一種所述多親水基表面活性劑的制備方法，該方法包括：

13、(1)在催化劑存在下，以分子式為r1c(oh)c(nh2)ch2oh化合物作為初始原料，與環(huán)氧乙烷、環(huán)氧丙烷和環(huán)氧丁烷中的至少一種進(jìn)行烷氧基化反應(yīng)，得到多頭基的聚醚非離子表面活性劑；

14、(2)將多頭基聚醚非離子表面活性劑與如式(2)所示的試劑接觸，酸化、油水分離，再中和得到所述的多親水基表面活性劑；

15、y-r2x’(2)，

16、式(2)中，y為鹵素，r2為碳原子數(shù)為1-8的亞烷基或芳香基取代的亞烷基；x’選自酸性陰離子型親水基團(tuán)的任意一種。

17、本發(fā)明第三方面提供一種表面活性劑組合物，該組合物包括本發(fā)明所述多親水基表面活性劑和陽離子表面活性劑。

18、本發(fā)明第四方面提供一種驅(qū)油劑，所述驅(qū)油劑包括本發(fā)明所述表面活性劑組合物和水。

19、本發(fā)明第五方面提供一種本發(fā)明所述的驅(qū)油劑在油田采油中的應(yīng)用。

20、通過上述技術(shù)方案，本發(fā)明所述多親水基表面活性劑，其原料為生物來源，是一類鞘氨醇同系物，分子式為r1c(oh)c(nh2)ch2oh；以生物來源的原料合成生物基表面活性劑，具有更好的環(huán)境友好性，同時其多親水基的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)使其適用于黏彈性表面活性劑體系的進(jìn)一步制備。

21、本發(fā)明提供的表面活性劑組合物，通過將兩種表面活性劑進(jìn)行組合，能夠使得各組分之間相互作用，協(xié)同增效。既能大幅提升表面活性劑體系的界面性能，又能大幅提升體系的增黏性能。特定配比的多親水基表面活性劑和陽離子表面活性劑復(fù)配使用時，復(fù)合體系在氣液界面的排布相較于單一表面活性劑更加緊密，可以大幅提升體系的界面性能。此外，陽離子表面活性劑的陽離子基團(tuán)與多親水基表面活性劑多個陰離子基團(tuán)結(jié)合，易于形成空間網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，在較低的使用濃度下即可具備較高體系黏度，形成高活性黏彈性表面活性劑體系。

22、本發(fā)明采用了生物基原料合成多親水基表面活性劑，具有綠色環(huán)保的優(yōu)勢。采用具有多親水基表面活性劑與陽離子表面活性劑構(gòu)建組合物，兩種表面活性劑復(fù)配后，可避免傳統(tǒng)表面活性劑因同種電荷間靜電斥力導(dǎo)致的界面膜排布疏松等問題，進(jìn)而增強(qiáng)復(fù)配劑界面活性，提高驅(qū)油效率。同時，本發(fā)明采用的多親水基表面活性劑由于具有多個陰離子基團(tuán)，其與陽離子表面活性劑更易形成超分子網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，提升表面活性劑體系黏度，形成一種高活性黏彈性表面活性劑。此外，表面活性劑組合物由于分子間的較強(qiáng)相互作用，可以有效避免體系在地層中的吸附損耗，使其具備了在油藏中驅(qū)油應(yīng)用的可行性。

23、采用本發(fā)明的表面活性劑組合物，采用中國東部某油田區(qū)塊的原油和地層水(總礦化度為50000～100000mg/l，鈣鎂離子1000～2000mg/l)，以用量為0.01～3wt％的表面活性劑組合物開展性能評價，可以大幅降低油水界面張力，同時體系保持較高黏度，巖心驅(qū)替實(shí)驗展現(xiàn)出大幅提高采收率的性能，取得了較好的技術(shù)效果，可用于提高原油采收率。

技術(shù)特征：

1.一種多親水基表面活性劑，其特征在于，分子通式如式(1)所示，

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多親水基表面活性劑，其中，

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的多親水基表面活性劑，其中，

4.權(quán)利要求1-3中任意一項所述多親水基表面活性劑的制備方法，其特征在于，該方法包括：

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制備方法，其中，

6.一種表面活性劑組合物，其特征在于，該組合物包括權(quán)利要求1-3中任意一項所述多親水基表面活性劑和陽離子表面活性劑。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的表面活性劑組合物，其中，

8.一種驅(qū)油劑，其特征在于，所述驅(qū)油劑包括權(quán)利要求6或7所述表面活性劑組合物和水。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的驅(qū)油劑，所述表面活性劑組合物占驅(qū)油劑總質(zhì)量的0.01wt％-3wt％；水占驅(qū)油劑總質(zhì)量的97wt％-99.99wt％。

10.權(quán)利要求8或9所述的驅(qū)油劑在油田采油中的應(yīng)用。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及油氣藏開采和表面活性劑技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種多親水基表面活性劑及其制備方法、表面活性劑組合物和驅(qū)油劑及其應(yīng)用，所述多親水基表面活性劑分子通式如式(1)所示，式(1)中，R1為碳原子數(shù)為1?50的飽和或不飽和脂肪基；R2為碳原子數(shù)為1?8的亞烷基或芳香基取代的亞烷基；X選自陰離子型親水基團(tuán)的任意一種。所述多親水基表面活性劑，其原料為生物來源，具有更好的環(huán)境友好性，同時其多親水基的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)使其適用于黏彈性表面活性劑體系的進(jìn)一步制備。

技術(shù)研發(fā)人員：孟勇,李應(yīng)成,吳欣悅,張衛(wèi)東,鮑新寧
受保護(hù)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