一种三次采油用表面活性剂组合物及制备方法
技术领域
本发明涉及表面活性剂技术领域，尤其涉及一种三次采油用表面活性剂组合物及制备方法。
背景技术
脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸盐是一类新型阴离子表面活性剂，是由非离子表面活性剂改性而来的，因而具备了许多传统的阴离子和非离子表面活性剂所不具备的优良特性，被称为新的一类绿色表面活性剂。
脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸盐的化学结构可表示为：
RO(CH2CH2O)nCH2CH2COOM(M为碱金属元素)
由于其分子结构中同时含有聚氧乙烯基和羧甲基，所以兼具非离子和阴离子表面活性剂的特性，而且产品的某一表面特性可以通过改变疏水基链(R)的长度、环氧乙烷(EO)加合数n进行调节。
脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸盐具有以下各种优良的表面活性和实际应用性能：一、优良的去污性能；二、优良的润湿性能和渗透性能；三、良好的低温水溶性、耐硬水性和化学稳定性，耐酸、碱、盐；四、良好的配伍性能，能与阴离子、阳离子及非离子表面活性剂进行复配；脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸盐可以作为洗涤剂、乳化剂、表面活性剂。
近年来，随着东部油田开采程度的加深，油田当年新增可采储量低于产油量，储采失衡，，急需三次采油提高采收率新技术以保持原油产量的增长和稳定。由于三次采油周期长，深层油井温度高，因此，三次采油用聚合物必须有良好的增粘、耐温、抗盐性，性能稳定。
现有技术中目，工业合成脂肪醇聚氧羧酸盐主要有两个途径都存在以下问题：产物的转化率不高、生成物的副产物水和无机盐不易除去，且工艺复杂成本较高。
现有技术中脂肪醇聚氧羧酸盐表面活性剂，没有具备耐高温、耐盐的稳定性能，并且界面张力难以达到0.001mN/m数量级以下。
综上所述，急需一种表面活性剂组合物及制备方法以解决现有技术中存在的问题。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种三次采油用表面活性剂组合物及制备方法。
本发明提出的一种三次采油用表面活性剂组合物，包括阳离子表面活性剂和阴离子-非离子表面活性剂，所述阳离子表面活性剂与阴离子-非离子表面活性剂的摩尔比为1∶0.01～1∶100，其中阳离子表面活性剂选自季铵盐或季胺碱中的至少一种，阴离子-非离子表面活性剂为一种脂肪醇聚氧丙烯醚羧酸钠表面活性剂与重烷基苯磺酸盐的组合,所述脂肪醇聚氧丙烯醚羧酸钠表面活性剂为式(I)：
所述重烷基苯磺酸盐，主要构成是A、B、C、D的组合物：
A的分子式：
B的分子式：
C的分子式：
D的分子式：
一种三次采油用表面活性剂组合物的制备方法，包括以下步骤：
S1将脂肪醇聚氧乙烯醚、环氧丙烷、催化剂加入反应釜，于100～200℃反应1～10小时；
S2而后加入磺化试剂或羧化试剂，其中脂肪醇聚氧乙烯醚：磺化试剂或羧化试剂的摩尔比为1∶1～4，于50～100℃继续反应1～20小时；
S3而后加入盐酸中和至pH<3，并进行油水分离，油相加入碱液进行中和，最后得到脂肪醇聚氧丙烯醚羧酸盐；
S4将阳离子表面活性剂及按照步骤S1得到的阴离子－非离子表面活性剂分别溶解于水中，而后按照摩尔比1∶0.1～1∶10混合均匀；
S5混合结束后加入碱金属氢氧化钠的乙醇溶液调整pH范围，并于乙醇中滤去无机盐干燥后得到所需的组合物。
优选的，所述催化剂为乙醇钠，催化剂与脂肪醇聚氧丙烯醚的重量比为1∶1.0～2.2。
优选的，所述步骤S1反应在惰性气体的保护下运用了催化剂使脂肪醇聚氧乙烯醚发生羧甲基化反应，羧甲基化反,应的反应时间为3.5～10小时，反应在搅拌下进行，搅拌速度为300～1200r/min。
本发明中，所述一种三次采油用表面活性剂组合物及制备方法，采用复合型表面活性剂组合物，具有界面活性高：复合型表面活性剂组合物用量为0.01～0.05％条件下仍能与地下原油形成10-3～10-4毫牛/米的超低界面张力；洗油能力强：复合型表面活性剂组合物对原油的洗油率超过40％；表面活性剂组合物体系简单，由于体系不含无机碱，因而避免了现场应用时无机碱对地层造成的伤害、对设备造成的腐蚀以及由此引起的破乳困难的问题，取得了较好的技术效果；
本发明组合物用量低，采用了新的高效催化剂，产物的转化率高，设备投资较省，催化剂配比的合理调整、反应温度和时间的优化选择，相应的投资成本降低，制作简单，可以广泛用于油田的三次采用阶段。
附图说明
图1实施例3二元体系及聚合物空白一元体系油水粘度测试结果(大庆四厂)。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
实施例一
参照图1，一种三次采油用表面活性剂组合物，包括阳离子表面活性剂和阴离子-非离子表面活性剂，所述阳离子表面活性剂与阴离子-非离子表面活性剂的摩尔比为1∶0.01～1∶100，其中阳离子表面活性剂选自季铵盐或季胺碱中的至少一种，阴离子-非离子表面活性剂为一种脂肪醇聚氧丙烯醚羧酸钠表面活性剂与重烷基苯磺酸盐的组合,所述脂肪醇聚氧丙烯醚羧酸钠表面活性剂为式(I)：
所述重烷基苯磺酸盐，主要构成是A、B、C、D的组合物：
A的分子式：
B的分子式：
C的分子式：
D的分子式：
一种三次采油用表面活性剂组合物的制备方法，包括以下步骤：
S1将脂肪醇聚氧乙烯醚、环氧丙烷、催化剂加入反应釜，于100～200℃反应1～10小时；
S2而后加入磺化试剂或羧化试剂，其中脂肪醇聚氧乙烯醚：磺化试剂或羧化试剂的摩尔比为1∶1～4，于50～100℃继续反应1～20小时；
S3而后加入盐酸中和至pH<3，并进行油水分离，油相加入碱液进行中和，最后得到脂肪醇聚氧丙烯醚羧酸盐；
S4将阳离子表面活性剂及按照步骤S1得到的阴离子－非离子表面活性剂分别溶解于水中，而后按照摩尔比1∶0.1～1∶10混合均匀；
S5混合结束后加入碱金属氢氧化钠的乙醇溶液调整pH范围，并于乙醇中滤去无机盐干燥后得到所需的组合物。
本发明中，所述催化剂为乙醇钠，催化剂与脂肪醇聚氧丙烯醚的重量比为1∶1.0～2.2。
本发明中，所述步骤S1反应在惰性气体的保护下运用了催化剂使脂肪醇聚氧乙烯醚发生羧甲基化反应，羧甲基化反,应的反应时间为3.5～10小时，反应在搅拌下进行，搅拌速度为300～1200r/min。
实施例二
二元表面活性剂体系对大庆油田四厂、一厂油水的动态界面张力测定：
抗盐聚合物KYPAM，北京恒聚化工厂生产，水解度约25％，平均分子量为2500万。界面张力测试采用TEXAS-500C旋转滴界面张力仪，界面张力测试温度为45℃，界面张力测试时间为2小时，大庆四厂、一厂原油。含有实施例1的二元表面活性剂配方体系：复合表面活性剂0.025％～0.3％，聚合物0.001％，其余为大庆四厂、一厂油田注入水。
实施例三
配方体系稳定性能测定：
应聚丙烯酰胺HPAM，大庆炼化公司生产，水解度约20％，平均分子量为2500万。界面张力测试采用TEXAS-500C旋转滴界面张力仪，界面张力测试温度为45℃，界面张力测试时间为2小时，大庆四厂原油。粘度测定采用布式粘度计测定，转速6r/min。
本发明二元复合表面活性剂组合物体系：复合表面活性剂0.25％，聚合物HPAM0.25％，其余为大庆四厂油田注入水；聚合物为聚丙烯酰胺，其中复合表面活性剂中，所述复合表面活性剂为一种脂肪醇聚氧丙烯醚羧酸钠表面活性剂与重烷基苯磺酸盐的组合，所述脂肪醇聚氧丙烯醚羧酸钠表面活性剂为式(I)所示化合物中的一种化合物，脂肪醇聚氧丙烯醚羧酸钠表面活性剂与重烷基苯磺酸盐的重量比为50∶50。
将上述配方配制的二元体系及聚合物空白一元体系，至于45℃烘箱中，定期取样测定粘度，表征可判断二元表面活性剂组合物体系稳定性能。
本发明：将脂肪醇聚氧乙烯醚、环氧丙烷、催化剂加入反应釜，于100～200℃反应1～10小时；而后加入磺化试剂或羧化试剂，其中脂肪醇聚氧乙烯醚：磺化试剂或羧化试剂的摩尔比为1∶1～4，于50～100℃继续反应1～20小时；而后加入盐酸中和至pH<3，并进行油水分离，油相加入碱液进行中和，最后得到脂肪醇聚氧丙烯醚羧酸盐；将阳离子表面活性剂及按照步骤S1得到的阴离子－非离子表面活性剂分别溶解于水中，而后按照摩尔比1∶0.1～1∶10混合均匀；混合结束后加入碱金属氢氧化钠的乙醇溶液调整pH范围，并于乙醇中滤去无机盐干燥后得到所需的组合物。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
