一种复配超低界面张力表面活性剂及其制备方法

摘要

本发明公开了一种复配超低界面张力表面活性剂，包括以下以重量百分比为100％计的原料组成，0.1％‑2％含氟双子表面活性剂，10％‑30％α‑烯基磺酸盐，1％‑5％平平加O‑20，10％‑20％十六/十八烷基甜菜碱，其余为水。本发明的超低界面张力表活剂与水互溶，溶解速度快，抗矿化度能力强，只要使用0.1％的含量就能使水的表面张力从73.4mN·m‑1降低到15.3mN·m‑1；原油与水的界面张力降低到0.008mN·m‑1以下，达到超低界面张力。另外，该超低界面张力表活剂呈中性，与杀菌剂、絮凝剂等药剂具有良好的配伍性，对设备和管道无腐蚀性。

权利要求

1.一种复配超低界面张力表面活性剂，其特征在于：包括以下以重量百分比为100%计的原料组成，含氟双子表面活性剂 0.1%‑2%

α‑烯基磺酸盐10%‑30%

平平加O‑20 1%‑5%

十六/十八烷基甜菜碱10%‑20%

其余为水；

所述含氟双子表面活性剂的结构式如下

其中Rf为C8F17，n为2或5。

2.根据权利要求1所述的一种复配超低界面张力表面活性剂，其特征在于：所述十六/十八烷基甜菜碱为十六烷基二甲基羟丙基磺基甜菜碱和十八烷基二甲基羟丙基磺基甜菜碱，二者比例为1:7。

3.一种制备如权利要求1‑2任一所述的复配超低界面张力表面活性剂的制备方法，其特征在于：包括如下步骤，将水置于反应釜内，搅拌加热，再依次加入含氟双子表面活性剂、α‑烯基磺酸盐、平平加O‑20和十六\十八烷基甜菜碱，搅拌均匀后降温，得到产品。

4.根据权利要求3所述的一种制备复配超低界面张力表面活性剂的制备方法，其特征在于：加热温度为50℃，降温温度为30℃。

说明书

一种复配超低界面张力表面活性剂及其制备方法

技术领域

[0001] 本发明涉及表面活性剂技术领域，具体涉及一种复配超低界面张力表面活性剂及其制备方法。

背景技术

[0002] 随着油田的开采，水驱采油已经变得很困难，由于水驱的采收率低，采用化学驱来提高原油的采收率已经成为油田开发的主要研究方向。化学驱中的表面活性剂驱更受到人们的青睐，在油田的三次采油应用中具有极大的应用前景。

[0003] 双子表面活性剂是一种新型表面活性剂，其分子中至少含有2个亲水基和2 个疏水基，在其亲水基或靠近亲水基处，由联接基团通过化学键联接在一起。亲水基可以是阳离子、阴离子、两性离子或极性基团；联接基团种类繁多，可以是烃链或极性基团；疏水部分一般为碳氢链及碳氟链等。与传统的表面活性剂相比，双子表面活性剂具有形成胶束能力强，临界胶束浓度低，降低表面张力效率高，Kraft点低，水溶性好，与其它表面活性剂配伍性好等优点，被称为新一代表面活性剂。

[0004] 含氟表面活性剂是指碳氢链疏水基中的氢原子部分或全部被氟原子所取代了的表面活性剂，是迄今为止表面活性剂里表面活性最高的一种。氟表面活性剂具有“三高和两憎”(高表面活性、高热稳定性、高化学稳定性，憎水、憎油)的独特性能。

[0005] 含氟双子表面活性剂同时具有碳氢类双子表面活性剂和普通含氟表面活性剂的优点，而且能克服两者的缺点，具有更高的表面活性，正受到越来越广泛的关注。

[0006] 目前对于含氟双子表面活性剂的研究较多，但其在油田开发的实际应用组较少。因此，基于含氟双子表面活性剂的特殊性能，发明出一种复合表面活性剂，具有超低的界面张力，能应用于油田开采中。

发明内容

[0007] 本发明的目的是针对上述背景技术中存在的不足，提供一种超低界面张力表面活性剂，能极大的降低水的表面张力和油水界面张力，降低注水压力，启动残余油的驱替，提高采油率。

[0008] 为实现上述目的，本发明一种复配超低界面张力表面活性剂，采用了如下技术方案：

[0009] 一种复配超低界面张力表面活性剂，包括以下以重量百分比为100％计的原料组成，

[0010]

[0011] 具体的，含氟双子表面活性剂的结构式如下，

[0012]

[0013] 其中Rf为C8F17，n为2或5。

[0014] 具体的，十六/十八烷基甜菜碱为十六烷基二甲基羟丙基磺基甜菜碱和十八烷基二甲基羟丙基磺基甜菜碱，二者比例为1:7。

[0015] 与现有技术相比，本发明的有益效果是：

[0016] 本发明的超低界面张力表活剂与水互溶，溶解速度快，抗矿化度能力强，只要使用‑1 ‑10.1％的含量就能使水的表面张力从73.4mN·m 降低到15.3mN·m ；原油与水的界面张力‑1
降低到0.008mN·m 以下，达到超低界面张力。另外，该超低界面张力表活剂呈中性，与杀菌剂、絮凝剂等药剂具有良好的配伍性，对设备和管道无腐蚀性。

[0017] 氟碳表面活性剂中C‑H中的H被F取代，C‑F之间键能比较大，不容易被极化，且由于氟离子的半径比氢离子大，使得C‑C键因氟原子的屏蔽作用而得到保护，因此该表面活性剂具有极高的表面活性，比碳氢类表面活性剂更有效地降低液体的表面张力。双子表面活性剂比传统表面活性剂的CMC值低1‑3个数量级，因此双子表面活性剂具有比传统表面活性剂高得多的降低表面张力的效率。本发明中采用氟碳双子表面活性剂，具备普通氟碳表面活性和双子表面活性剂的优点，两个离子头基是靠联接基团通过化学键联接的,由此造成了两个表面活性剂离子头基的紧密联接,致使其碳氢链间更容易产生强相互作用,即加强了碳氢链间的疏水结合力,而且离子头基间的排斥倾向受制于化学键力而被大大削弱，形成超高的表面活性。因此，添加极少的量就能有效降低表面张力。氟碳双子表面活性剂与碳氢表面活性剂复配后产生协调效应，使得体系表面张力进一步降低。

[0018] 提高原油的洗油效率是表面活性剂驱提高采收率主要途径之一。通常通过增加毛细管数来实现的，而毛细管数与油水界面张力成反比关系。在驱油过程中将油水界面张力降低至超低水平，毛细管数提高了数个数量级，使滞留下的原油开始流动，提高原油驱油效率。

[0019] 岩石孔隙内的残余油与注入的表面活性剂相遇后，表面活性剂吸附到油水面上，有效降低油水界面张力，使油水界面膜的弹性增强，这样油滴就更容易发生变形，贾敏效应得到削弱，岩石孔隙中的油滴就容易发生运移并聚集成油带，有利于驱油效率的提高。

具体实施方式

[0020] 下面将结合本发明实施例中，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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

[0021] 本发明涉及的复配超低界面张力表面活性剂主要应用于油田技术领域，具体的，通过改善地层润湿性，降低油水界面张力，剥离孔道上的油膜，增大有效注水通道，从而改善渗流环境，提高水相渗透率，降低注水压力，达到增注的目的。

[0022] 该复配超低界面张力表面活性剂，包括以下以重量百分比为100％计的原料组成，[0023]

[0024] 其中，含氟双子表面活性剂的结构式如下，

[0025]

[0026] 其中Rf为C8F17，n为2或5。

[0027] 优选的，十六/十八烷基甜菜碱为十六烷基二甲基羟丙基磺基甜菜碱和十八烷基二甲基羟丙基磺基甜菜碱，二者比例为1:7。

[0028] 该复配超低界面张力表面活性剂的制备方法包括，

[0029] 实施例1，

[0030] 首先将72Kg的水加入反应釜，升温到50℃，打开搅拌，搅拌速度保持 100‑200rpm，依次加入15kg的α‑烯基磺酸盐、1kg的平平加O‑20、6kg十六烷基二甲基羟丙基磺基甜菜碱和6kg的十八烷基二甲基羟丙基磺基甜菜碱，搅拌均匀后降温至30℃，得到超低界面张力表活剂。

[0031] 实施例2，

[0032] 首先将71.8Kg的水加入反应釜，升温到50℃，打开搅拌，搅拌速度保持 100‑200rpm，依次加入0.2kg含氟双子表面活性剂、15kg的α‑烯基磺酸盐、1kg 的平平加O‑20、
6kg十六烷基二甲基羟丙基磺基甜菜碱和6kg的十八烷基二甲基羟丙基磺基甜菜碱，搅拌均匀后降温至30℃，得到超低界面张力表活剂。

[0033] 实施例3，

[0034] 首先将68.8Kg的水加入反应釜，升温到50℃，打开搅拌，搅拌速度保持 100‑200rpm，依次加入0.2kg含氟双子表面活性剂、20kg的α‑烯基磺酸盐、3kg 的平平加O‑20、
1kg十六烷基二甲基羟丙基磺基甜菜碱和7kg的十八烷基二甲基羟丙基磺基甜菜碱，搅拌均匀后降温至30℃，得到超低界面张力表活剂。

[0035] 实施例4，

[0036] 首先将60.5Kg的水加入反应釜，升温到50℃，打开搅拌，搅拌速度保持 100‑200rpm，依次加入0.5kg含氟双子表面活性剂、20kg的α‑烯基磺酸盐、3kg 的平平加O‑20、
2kg十六烷基二甲基羟丙基磺基甜菜碱和8kg的十八烷基二甲基羟丙基磺基甜菜碱，搅拌均匀后降温至30℃，得到超低界面张力表活剂。

[0037] 实施例5，

[0038] 首先将64Kg的水加入反应釜，升温到50℃，打开搅拌，搅拌速度保持 100‑200rpm，依次加入1kg含氟双子表面活性剂、15kg的α‑烯基磺酸盐、4kg 的平平加O‑20、2kg十六烷基二甲基羟丙基磺基甜菜碱和8kg的十八烷基二甲基羟丙基磺基甜菜碱，搅拌均匀后降温至30℃，得到超低界面张力表活剂。

[0039] 对上述实施例1‑5制备的超低界面张力表面活性剂进行表面张力和油水界面张力进行测试，表面张力采用吊片法，油水界面张力采用旋转液滴法。采用江苏油田的现场水配制成0.1％的溶液进行测试表面张力和油水界面张力。

[0040]

[0041] 对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何标记视为限制所涉及的权利要求。