一种单磺酸盐和甜菜碱二元复配体系及其制备方法和应用

技术领域

本发明涉及油田开发技术领域，具体涉及一种单磺酸盐和甜菜碱二元复配体系及其制备方法和应用。

背景技术

化学驱是提高油田采收率的重要技术手段，在油田开发后期发挥着重要作用。在化学驱领域，表面活性剂驱油是最常用的一种方法。为了获得优异的驱油性能，油田科技工作者一直在致力于表面活性剂的研制和应用等研究工作，并获得了显著进展。然而，单一表面活性剂体系由于其自身的局限性，难以得到理想的驱油效果，因此为了更有效的提高采收率，对表面活性剂进行复配是一种可行的实施途径。磺酸盐是应用最为广泛的一种表面活性剂，也与其它表面活性剂如烷醇酰胺、聚氧乙烯醚脂肪醇、甜菜碱等进行复配使用。不管是磺酸盐单一体系，还是磺酸盐复配体系，油水界面张力往往较高，难以达到甚至接近超低界面张力数值(～1×10

中国发明专利CN112011326B公开了一种具有超低油水界面张力的复配表面活性剂及其制备方法，该复配表面活性剂由以下组分复配而成：0.1～0.3％的轻烷基苯磺酸盐、0.1～0.3％的重烷基苯磺酸盐、0.1～0.2％的甜菜碱，余量为盐水。其中，其所述轻烷基苯磺酸盐是由烷基苯和发烟硫酸反应而得，该反应很难避免多磺反应的发生，所得轻烷基苯磺酸盐包含单磺酸盐和多磺酸盐；同时采用化学反应的方法制备轻烷基苯磺酸盐，产生大量废水，对环境不友好并且还需除杂步骤，制备过程较为复杂。

发明内容

为解决以上所述问题，本发明提供一种单磺酸盐和甜菜碱二元复配体系及其制备方法和应用。本发明所述复配体系可使油水界面张力降至超低数值(<1×10

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明提供一种单磺酸盐和甜菜碱二元复配体系，以质量百分比计，包括单磺酸盐组合物0.01％～0.3％，甜菜碱0.05～0.3％，余量为矿化水。

进一步地，所述单磺酸盐组合物包含多种单磺酸盐同分异构体。

进一步地，所述单磺酸盐分子量为400～480。

进一步地，所述矿化水的矿化度分别为500-10000mg/L。

更进一步地，所述矿化水的矿化度分别为1000-8000mg/L。

本发明还提供所述单磺酸盐和甜菜碱二元复配体系的制备方法，包括以下步骤：

单磺酸盐组合物的制备：采用制备液相色谱技术对烷基苯磺酸盐工业品进行组分切割；所述制备液相色谱条件为：以甲醇和水为流动相，流速为5～10mL/min，收集15～30min区间的流出液；将流出液烘干，所得即为包含多种同分异构体的单磺酸盐组合物；

将单磺酸盐组合物与甜菜碱分别按质量百分比溶于矿化水中，即得。

所述单磺酸盐组合物还可以将商业化单磺酸盐与其多种同分异构体产品进行混合得到。

本发明还提供所述单磺酸盐和甜菜碱二元复配体系在提高原油采收率中的应用，所述原油包括胜利油田原油、长庆油田原油、新疆油田原油、辽河油田原油。

与现有技术相比，本发明具有以下优势：

本发明所述单磺酸盐和甜菜碱二元复配体系首次采用单磺酸盐以及其多种同分异构体，为超低油水界面张力表面活性剂的配制提供新的思路。本发明所述超低油水界面张力的磺酸盐和甜菜碱二元复配体系具有优异的界面活性，油水界面张力可降至超低(<1×10

本发明所述单磺酸盐和甜菜碱二元复配体系的制备方法简单、环保。

附图说明

图1为本发明实施例1所述磺酸盐组合物制备液相色谱图；其中，A为所用烷基苯磺酸盐工业品的色谱图，峰1对应的是单磺酸盐，峰2对应的是双磺酸盐；B为磺酸盐组合物色谱图；

图2为本发明实施例1所述单磺酸盐组合物各组分的色谱图以及对应的质谱图；

图3为不同复配体系的界面张力测试结果图；

图4为不同矿化度条件下界面张力测试结果；

图5为本发明实施例1所述单磺酸盐和甜菜碱二元复配体系在不同原油条件下界面张力测试结果。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”、“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作以及它们的组合。

为了使得本领域技术人员能够更加清楚地了解本发明的技术方案，以下将结合具体的实施例详细说明本发明的技术方案。

使用的仪器：界面张力仪TX-500，北京盛维基业科技有限公司；制备液相色谱仪Agilent 1100系列，美国安捷伦公司。

使用的试剂：氯化钠，分析纯，天津百世化工有限公司；甲醇，色谱纯，北京迈瑞达科技有限公司；月桂基甜菜碱，杭州莫洛特化学科技有限公司。烷基苯磺酸盐工业品，甘肃兴荣精细化工有限公司。

实施例1

所述单磺酸盐和甜菜碱二元复配体系，以质量百分比计，包括单磺酸盐组合物0.05％，月桂基甜菜碱0.1％，余量为矿化水。

所述单磺酸盐组合物的制备：采用制备液相色谱法对烷基苯磺酸盐工业品进行处理，制备型液相色谱柱规格为210*250mm，粒径为8μm，85％甲醇为流动相，流速为10mL/min，进样量为10mL，收集20～25min区间的流出液，置于110℃烘箱中烘干，即为得。

所述矿化水为矿化度8000mg/L的氯化钠溶液。

烷基苯磺酸盐工业品以及所述单磺酸盐组合物的制备液相色谱图如图1所示。所述单磺酸盐组合物只含有单磺酸盐，几乎不含双磺酸盐。在制备液相色谱分离过程中，双磺酸盐由于极性较大，在目标磺酸盐收集之前，双磺酸盐已经先流出了色谱柱。

如图2所示，质谱图中标记为3的离子流色谱峰对应的十八烷基苯磺酸盐，但该离子流色谱峰对应的色谱峰却有好几个，这几个色谱峰的分子量相同但结构不同，表明所述单磺酸盐组合物含有的较多的同分异构体结构。质谱图中有3个响应较大的色谱峰，标记为2、3、4，对应的分子量分别为395、409、423，对应的烷基苯磺酸盐分别为十七烷基、十八烷基、十九烷基苯磺酸盐。

将本实施例所述单磺酸盐/甜菜碱复配体系、烷基苯磺酸盐/甜菜碱复配体系、烷基苯磺酸盐、甜菜碱分别进行界面张力测试，考察不同体系的界面张力差异。测试条件为：温度70℃、密度差0.143、转速6000转/min、测试时间120min。所得结果如图3所示。

由图3可知，烷基苯磺酸盐和甜菜碱工业样品的界面张力均较高，在1×10

实施例2

所述单磺酸盐和甜菜碱二元复配体系，以质量百分比计，包括单磺酸盐组合物0.01％，甜菜碱0.05％，余量为矿化水。

所述单磺酸盐组合物的制备：采用制备液相色谱法对烷基苯磺酸盐工业品进行处理，制备型液相色谱柱规格为210*250mm，粒径为10μm，85％甲醇为流动相，流速为5mL/min，进样量为5mL，收集15～30min区间的流出液，置于110℃烘箱中烘干，即为得。

所述矿化水为矿化度1000mg/L的氯化钠溶液。

实施例3

所述单磺酸盐和甜菜碱二元复配体系，以质量百分比计，包括单磺酸盐组合物0.3％，甜菜碱0.3％，余量为矿化水。

所述单磺酸盐组合物的制备：采用制备液相色谱法对烷基苯磺酸盐工业品进行处理，制备型液相色谱柱规格为210*250mm，粒径为8μm，85％甲醇为流动相，流速为10mL/min，进样量为10mL，收集20～25min区间的流出液，置于110℃烘箱中烘干，即为得。

所述矿化水为矿化度5000mg/L的氯化钠溶液。

实施例4

所述单磺酸盐和甜菜碱二元复配体系，与实施例1的区别在于，所述矿化水为矿化度500mg/L的氯化钠溶液，其它均与实施例1相同。

实施例5

所述单磺酸盐和甜菜碱二元复配体系，与实施例1的区别在于，所述矿化水为矿化度1000mg/L的氯化钠溶液，其它均与实施例1相同。

实施例6

所述单磺酸盐和甜菜碱二元复配体系，与实施例1的区别在于，所述矿化水为矿化度2000mg/L的氯化钠溶液，其它均与实施例1相同。

实施例7

所述单磺酸盐和甜菜碱二元复配体系，与实施例1的区别在于，所述矿化水为矿化度5000mg/L的氯化钠溶液，其它均与实施例1相同。

实施例8

所述单磺酸盐和甜菜碱二元复配体系，与实施例1的区别在于，所述矿化水为矿化度10000mg/L的氯化钠溶液，其它均与实施例1相同。

如图4所示，实施例4-8在不同矿化度条件下的界面张力测试结果，结果表明本发明所述复配体系适用的矿化度范围为500-10000mg/L，在此区间油水界面张力均可达到超低(<1×10

如图5所示，实施例1所述复配体系在不同原油条件下的界面张力测试结果，结果表明该复配体系可以获得超低界面张力(<1×10

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。