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超低界面张力环保型高温高盐油藏的驱油表面活性剂配方比例及制备(二)
来源:汇通路桥集团试验检测有限公司 保定职业技术学院 浏览 556 次 发布时间:2025-11-14
实施例1
一种环保型表面活性剂组合物,按重量份数计,包括以下组分:阳离子表面活性剂58份、乳化剂42份(蓖麻油聚氧乙烯醚EL-40)、N,N-二羟乙基甘氨酸2份、溶剂(水)23份;
所述阳离子表面活性剂的制备方法如下:
(1)将维生素E、碳酸钾、碘化钾加入至无水N,N-二甲基甲酰胺,然后在室温下滴加2-溴乙基丙烯酸酯,其中,维生素E、碳酸钾、碘化钾、2-溴乙基丙烯酸酯的摩尔比为1:2.2:0.3:1.6;所述维生素E和无水N,N-二甲基甲酰胺的用量比为10mmol:55mL,搅拌均匀后升温至55℃反应2.5h;随后将混合物冷却至室温,用乙酸乙酯萃取,合并有机层,依次用5%氢氧化钠水溶液和水洗涤、无水硫酸钠干燥、过滤、浓缩后即得中间体1;HRMS-ESI(m/z):[M+H]+calcd for C34H56O4,529.42;found,529.48.
(2)将N-苄基D-葡糖胺、中间体1和三乙胺加入至甲苯中,所述中间体1、N-苄基D-葡糖胺和三乙胺的摩尔比为5:7:6.5;中间体1和甲苯的用量比为5mmol:55mL,于室温下反应14h;浓缩反应液后经硅胶柱层析(石油醚/乙酸乙酯=5:1)纯化,即得中间体2;1H NMR(400 MHz,DMSO-d6):7.30-7.22(m,5H),4.50-4.38(m,8H),3.95(s,1H),3.62-3.41(m,8H),2.85-2.75(m,4H),2.62-2.41(m,4H),2.08(s,9H),2.01-1.81(m,2H),1.62-1.57(m,3H),1.42-1.40(m,5H),1.26-1.20(m,16H),0.90(t,12H);HRMS-ESI(m/z):[M+H]+calcd for C47H77NO9,800.56;found,800.56.
(3)将中间体2置于二氯甲烷中,加入碘甲烷,其中,中间体2、碘甲烷的摩尔比为1:3.5;所述中间体2和二氯甲烷的用量比为5mmol:55mL,于常温下反应28h;浓缩反应液后经蒸馏纯化,即得阳离子表面活性剂;1H NMR(400 MHz,DMSO-d6):7.25-7.17(m,5H),4.50-4.38(m,10H),4.14-4.12(m,1H),3.95(s,1H),3.63-3.50(m,6H),3.43-3.41(m,2H),3.35(s,3H),3.25-3.23(m,1H),2.85-2.69(m,4H),2.08(s,9H),2.01-1.81(m,2H),1.62-1.57(m,3H),1.42-1.40(m,5H),1.26-1.20(m,16H),0.90(t,12H);HRMS-ESI(m/z):[M]calcd for C48H80NO9,814.58;found,814.58.
本实施例还提供环保型表面活性剂组合物的制备过程为:将阳离子表面活性剂、乳化剂、N,N-二羟乙基甘氨酸、溶剂混合均匀即可。
实施例2
一种环保型表面活性剂组合物,按重量份数计,包括以下组分:阳离子表面活性剂55份、乳化剂40份(蓖麻油聚氧乙烯醚EL-40)、N,N-二羟乙基甘氨酸1份、溶剂20份(乙醇);
所述阳离子表面活性剂的制备方法如下:
(1)将维生素E、碳酸钾、碘化钾加入至无水N,N-二甲基甲酰胺,然后在室温下滴加2-溴乙基丙烯酸酯,其中,维生素E、碳酸钾、碘化钾、2-溴乙基丙烯酸酯的摩尔比为1:2:0.2:1.5;所述维生素E和无水N,N-二甲基甲酰胺的用量比为10mmol:50mL,搅拌均匀后升温至50℃反应3h;随后将混合物冷却至室温,用乙酸乙酯萃取,合并有机层,依次用5%氢氧化钠水溶液和水洗涤、无水硫酸钠干燥、过滤、浓缩后即得中间体1;HRMS-ESI的表征结果同实施例1;
(2)将N-苄基D-葡糖胺、中间体1和三乙胺加入至甲苯中,所述中间体1、N-苄基D-葡糖胺和三乙胺的摩尔比为5:5:5.5;中间体1和甲苯的用量比为5mmol:50mL,于室温下反应12h;浓缩反应液后经硅胶柱层析(石油醚/乙酸乙酯=5:1)纯化,即得中间体2;1
H NMR和HRMS-ESI的表征结果同实施例1;
(3)将中间体2置于二氯甲烷中,加入碘甲烷,其中,中间体2、碘甲烷的摩尔比为1:3;所述中间体2和二氯甲烷的用量比为5mmol:50mL,于常温下反应24h;浓缩反应液后经蒸馏纯化,即得阳离子表面活性剂;1
H NMR和HRMS-ESI表征结果同实施例1。
本实施例还提供环保型表面活性剂组合物的制备过程为:将阳离子表面活性剂、乳化剂、N,N-二羟乙基甘氨酸、溶剂混合均匀即可。
实施例3
一种环保型表面活性剂组合物,按重量份数计,包括以下组分:阳离子表面活性剂60份、乳化剂45份(蓖麻油聚氧乙烯醚EL-40)、N,N-二羟乙基甘氨酸3份、溶剂25份(水);
所述阳离子表面活性剂的制备方法如下:
(1)将维生素E、碳酸钾、碘化钾加入至无水N,N-二甲基甲酰胺,然后在室温下滴加2-溴乙基丙烯酸酯,其中,维生素E、碳酸钾、碘化钾、2-溴乙基丙烯酸酯的摩尔比为1:2.5:0.5:1.8;所述维生素E和无水N,N-二甲基甲酰胺的用量比为10mmol:60mL,搅拌均匀后升温至60℃反应2h;随后将混合物冷却至室温,用乙酸乙酯萃取,合并有机层,依次用5%氢氧化钠水溶液和水洗涤、无水硫酸钠干燥、过滤、浓缩后即得中间体1;HRMS-ESI的表征结果同实施例1;
(2)将N-苄基D-葡糖胺、中间体1和三乙胺加入至甲苯中,所述中间体1、N-苄基D-葡糖胺和三乙胺的摩尔比为5:8:8;中间体1和甲苯的用量比为5mmol:60mL,于室温下反应16h;浓缩反应液后经硅胶柱层析(石油醚/乙酸乙酯=5:1)纯化,即得中间体2;1
H NMR和HRMS-ESI的表征结果同实施例1;
(3)将中间体2置于二氯甲烷中,加入碘甲烷,其中,中间体2、碘甲烷的摩尔比为1:4;所述中间体2和二氯甲烷的用量比为5mmol:60mL,于常温下反应36h;浓缩反应液后经蒸馏纯化,即得阳离子表面活性剂;1
H NMR和HRMS-ESI表征结果同实施例1。
本实施例还提供环保型表面活性剂组合物的制备过程为:将阳离子表面活性剂、乳化剂、N,N-二羟乙基甘氨酸、溶剂混合均匀即可。
对比例1
对比例1和实施例1的区别在于:将阳离子表面活性剂替换为维生素E,其它和实施例1保持一致。
对比例2
对比例2和实施例1的区别在于:省去N,N-二羟乙基甘氨酸,其它和实施例1保持一致。
试验例1
1、抗盐性测试:配制高盐模拟盐水:矿化度32000mg/L,Ca2+、+Mg2+为1500mg/L;收集上述实施例1-3以及对比例1-2中制得的表面活性剂组合物,采用高盐模拟盐水将其配置成质量浓度为0.3%的表面活性剂组合物溶液,根据《SYT 5755-2016压裂酸化用助排剂性能评价方法》中的方法测量溶液与原油(黏度为12mPa·s,温度为45℃)之间的界面张力,测量温度为25℃。
2、热稳定性测试:收集上述实施例1-3以及对比例1-2中制得的表面活性剂组合物,采用高盐模拟盐水(矿化度32000mg/L,Ca2+
+Mg2+
为1500mg/L)将其配制成质量浓度为0.3%的水溶液,在80℃条件下放置20天后取出根据《SYT 5755-2016压裂酸化用助排剂性能评价方法》中的方法检测其界面张力,以界面张力评价样品的热稳定性。
上述测试结果记录在表1中。
由表1的测试结果可知,本发明实施例1-3所得表面活性剂组合物具有良好的界面张力,并且热稳定性和抗盐性良好。相较于实施例1,对比例1将阳离子表面活性剂替换为维生素E,对比例2省去N,N-二羟乙基甘氨酸,二者的界面张力均下降。说明本发明所得阳离子表面活性剂在提升表面活性剂的热稳定性和抗盐性方面具有重要作用,并且能够和N,N-二羟乙基甘氨酸二者协同作用,稳定阳离子表面活性剂的正电荷形态,促进油-水乳化,并降低界面张力。
试验例2收集实施例1-3和对比例1-2所得表面活性剂组合物,分别采用矿化度32000mg/L,Ca2+、+Mg2+为1500mg/L的盐水制成浓度为0.3wt%的表面活性剂组合物溶液;采用SY/T 6424-2014复合驱油体系性能测试方法模拟驱油效果测试。
实验步骤为:①采用矿化度32000mg/L,Ca2+、+Mg2+为1500mg/L的注入水将岩心(长度为30厘米,直径为2.5厘米,渗透率为1.5µm2
)饱和,测量饱和水量,计算岩心孔隙体积(PV);②恒温箱加热至60℃,老化岩心24 h;③将岩心以原油(温度45℃时黏度为12mPa·s)进行饱和,并计算饱和油量及含油饱和度,然后将岩心静置在地层温度(60℃)环境中;④注入水进行恒速水驱,水驱至含水98%;计算水驱采收率;⑤水驱结束后,转注0.5PV(岩心孔隙体积)的实施例1-3和对比例1和2所得表面活性剂组合物溶液,然后水驱至含水99%,计算注入表面活性剂组合物水驱后提高原油采收率。
由表2的测试结果可知,本发明采用实施例1-3的表面活性剂组合物进行水驱后提高采收率均为23%以上,明显高于对比例1和2。这一结果说明本发明表面活性剂组合物中的阳离子表面活性剂和N,N-二羟乙基甘氨酸能够共同作用,提高原油的采收率。





