本发明涉及三次采油领域，特别涉及一种驱油用表面活性剂及驱油剂。
背景技术：
：三次采油化学驱技术是提高原油采收率的重要手段，通常所用驱油剂为聚合物水溶液(例如聚丙烯酰胺水溶液)和表面活性剂，表面活性剂能够降低油水界面张力，同时增加与原油的相溶性，进而使驱油剂携带不易流动的原油流动，以提高原油的采收率。可见，表面活性剂降低油水界面张力能力以及其增溶效果的好坏，对能否提高原油开采效率具有重要的意义。基于上述，提供一种驱油用表面活性剂是十分必要的。现有技术提供了一种驱油用表面活性剂，该驱油用表面活性剂为阴非离子复合型磺酸盐。在应用时，向质量浓度为2000mg/l的聚丙烯酰胺溶液中添加复合磺酸盐，使复合磺酸盐的质量百分比为0.2～0.4％，以配制得到二元驱油剂混合物。将此二元驱油剂用于三次采油中，复合型磺酸盐能够起到降低油水界面张力及增溶作用，可提高驱油效率。发明人发现现有技术至少存在以下问题：现有技术提供的驱油用表面活性剂针对常规稀油油水界面张力能达到超低(10-3mn/m，)，但遇到稠油油藏(原油粘度50-300mpa.s)，油水界面张力无法达到超低(10-1-10-2mn/m)，同时乳化增溶效果不佳，提高驱油效率幅度会被大大削弱，在一定程度上制约了二元驱技术适用的油藏范围。技术实现要素：本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供了一种驱油用表面活性剂及驱油剂，可解决稠油降低油水界面张力及乳化增溶效果等问题。具体技术方案如下：第一方面，本发明实施例提供了一种驱油用表面活性剂，所述驱油用表面活性剂通过以下方法制备得到：向第一反应器中加入1～10重量份烷醇酰胺和0.2～5重量份催化剂，并混合均匀，控制所述第一反应器的温度为第一预设温度；向所述第一反应器中滴加10～100重量份环氧乙烷进行聚合反应，控制反应压力为0.2～1.2mpa，经硅胶柱层析分离法分离得到中间产物；取3～7重量份的所述中间产物置于第二反应器中，控制所述第二反应器的温度为第二预设温度；向所述第二反应器内滴加4～10重量份氯磺酸溶液进行磺化反应，经中和、过滤得到所述驱油用表面活性剂。在一种可能的实现方式中，所述驱油用表面活性剂为第一类表面活性剂和第二类表面活性剂的混合物；所述第一类表面活性剂的化学结构式为：所述第二类表面活性剂的化学结构式为：其中，r为包含7～15个碳原子的烷基，6≤n≤18，6≤m≤18，且n和m均为整数。在一种可能的实现方式中，在向所述第一反应器中加入1～10重量份所述烷醇酰胺和0.2～5重量份所述催化剂后，以及，在进行所述聚合反应之前，对所述第一反应器内的空气进行2～4次氮气置换。在一种可能的实现方式中，所述催化剂选自氢氧化钠、碳酸氢钠、碳酸钠、氢氧化钾、碳酸氢钾、碳酸钾、氢氧化钙、碳酸钙、碳酸氢钙、氢氧化镁、碳酸氢镁、碳酸镁、氢氧化铝、碳酸氢铝、碳酸铝中的至少一种。在一种可能的实现方式中，所述第一预设温度为110℃～130℃。在一种可能的实现方式中，所述第二预设温度为50℃～80℃。在一种可能的实现方式中，所述氯磺酸溶液的质量浓度为85％～95％。在一种可能的实现方式中，向所述第二反应器内加入4-10重量份的碱性溶液，进行所述中和。第二方面，本发明实施例提供了一种驱油剂，所述驱油剂包括：上述驱油用表面活性剂、聚丙烯酰胺、水；所述驱油用表面活性剂的质量百分比为0.1％～0.5％；所述聚丙烯酰胺的质量浓度为1900mg/l～2600mg/l。本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：本发明实施例提供的驱油用表面活性剂能够改变油水界面分子排布，使油水界面张力降低到10-4mn/m，乳化增溶率达到80％以上。并且，该驱油用表面活性剂无毒、无污染、满足环保要求。该驱油用表面活性剂的制备工艺简单，将其应用于石油开采中作为驱油剂使用，能够显著提高原油采收率。具体实施方式除非另有定义，本发明实施例所用的所有技术术语均具有与本领域技术人员通常理解的相同的含义。为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施方式作进一步地详细描述。第一方面，本发明实施例提供了一种驱油用表面活性剂，该驱油用表面活性剂通过以下方法制备得到：向第一反应器中加入1～10重量份烷醇酰胺和0.2～5重量份催化剂，并混合均匀，控制第一反应器的温度为第一预设温度；向第一反应器中滴加10～100重量份环氧乙烷进行聚合反应，控制反应压力为0.2～1.2mpa，经硅胶柱层析分离法分离得到中间产物；取3～7重量份的中间产物置于第二反应器中，控制第二反应器的温度为第二预设温度；向第二反应器内滴加4～10重量份氯磺酸溶液进行磺化反应，经中和、过滤得到驱油用表面活性剂。本发明实施例提供的驱油用表面活性剂能够改变油水界面分子排布，使油水界面张力降低到10-4mn/m，乳化增溶率达到80％以上。并且，该驱油用表面活性剂无毒、无污染、满足环保要求。该驱油用表面活性剂的制备工艺简单，将其应用于石油开采中作为驱油剂使用，能够显著提高原油采收率。具体地，该驱油用表面活性剂为第一类表面活性剂和第二类表面活性剂的混合物；第一类表面活性剂的化学结构式为：第二类表面活性剂的化学结构式为：其中，r为包含7～15个碳原子的烷基，例如r为包含7、8、9、10、11、12、13、14、或者15个碳原子的烷基，6≤n≤18，6≤m≤18，n和m均为整数，例如n可以为6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、或者18，m可以为6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、或者18。需要说明的是，该驱油用表面活性剂为上述任一类表面活性剂，或者为上述两类表面活性剂的混合物。该驱油用表面活性剂中的磺酸基团或者醇基的亲水性以及烷基的疏水性优异，能够使油水界面的张力降低到10-4mn/m，乳化增溶率达到80％以上。为了避免烷醇酰胺和环氧乙烷在聚合反应时，被空气氧化生成副产物，在向第一反应器中加入1～10重量份烷醇酰胺和0.2～5重量份催化剂后，以及，在进行聚合反应之前，对第一反应器内的空气进行2～4次氮气置换，使第一反应器内的气氛为氮气气氛。用于催化烷醇酰胺和环氧乙烷发生聚合反应的催化剂有多种，在基于成本低廉，不易发生副反应，催化效果好的前提下，催化剂选自氢氧化钠、碳酸氢钠、碳酸钠、氢氧化钾、碳酸氢钾、碳酸钾、氢氧化钙、碳酸钙、碳酸氢钙、氢氧化镁、碳酸氢镁、碳酸镁、氢氧化铝、碳酸氢铝、碳酸铝中的至少一种。举例来说，催化剂可以选自上述多种催化剂中的任意一种、两种、三种、四种、……、或者全部催化剂。当催化剂为上述催化剂中的至少两种混合物时，对于各个催化剂的具体比例不作限定，满足其总的重量份数为0.2～5重量份即可。为了便于使烷醇酰胺与环氧乙烷在催化剂的作用下高效进行催化反应，控制第一反应器的第一预设温度为110℃～130℃，例如可以为110℃、112℃、115℃、117℃、120℃、122℃、125℃、127℃、130℃等。在本发明实施例中，使1～10重量份烷醇酰胺与10～100重量份环氧乙烷在0.2～5重量份催化剂的催化作用下发生聚合反应。举例来说，烷醇酰胺的重量份数可以为1份、2份、3份、4份、5份、6份、7份、8份、9份、10份等。环氧乙烷的重量份数可以为10份、20份、30份、40份、50份、60份、70份、80份、90份、100份等。催化剂的重量份数可以为0.2份、0.7份、1.2份、1.7份、2.2份、2.7份、3.2份、3.7份、4.2份、4.7份、5份等。如此设置上述组分的重量份数，便于使烷醇酰胺在催化剂作用下充分、完全地与环氧乙烷发生聚合反应，避免浪费烷醇酰胺原料。其中，烷醇酰胺的化学结构式如下：r为包含7～15个碳原子的烷基，例如r为包含7、8、9、10、11、12、13、14、或者15个碳原子的烷基。环氧乙烷的化学式为c2h4o。烷醇酰胺与环氧乙烷聚合反应时，在催化剂作用下，环氧乙烷中的碳-氧键断开，多个环氧乙烷聚合成一个或者多个环氧乙烷单元。一个环氧乙烷单元嵌入烷醇酰胺中一个羟基的氧原子和氢原子之间。或者，两个环氧乙烷单元分别嵌入烷醇酰胺中两个羟基的氧原子与氢原子之间。即形成了上述两种化学结构的中间产物。具体反应方程式如下：或者，通过向第一反应器中滴加环氧乙烷的方式，便于使烷醇酰胺高效地、均匀地、充分地与环氧乙烷发生聚合反应，而且还可以控制烷醇酰胺与环氧乙烷聚合反应的速率，便于得到成分均一的中间产物。通过控制反应压力为0.2～1.2mpa，例如可以为0.2mpa、0.4mpa、0.6mpa、0.8mpa、1.0mpa、1.2mpa等，如此设置反应压力，有利于烷醇酰胺与环氧乙烷在上述重量份数，以及滴加方式下，充分地发生聚合反应。烷醇酰胺与环氧乙烷聚合反应后生成粘稠膏状物质，通过硅胶柱层析分离法将中间产物分离出，以得到纯品。其中，硅胶柱层析分离法为：通过硅胶柱吸附烷醇酰胺、环氧乙烷、以及中间产物。因烷醇酰胺、环氧乙烷、和中间产物在洗脱剂中吸附解吸速率不同而达到彼此分离的。在一种可能的实现方式中，采用柱层析的方法将反应后的产物进行分离，将反应后混合物混拌硅胶粉，然后平铺到硅胶色谱柱上，用洗脱剂进行淋洗，混合物中未反应完的原料和生成的中间产物在洗脱剂的吸附解吸速率存在一定差异，流出色谱柱的时间不等，从而达到彼此相互分离，最终得到中间产物。使3～7重量份的中间产物与4～10重量份的氯磺酸溶液反应，可以使中间产物能够完全进行磺化反应，避免浪费中间产物。其中，中间产物的重量份数可以为3份、4份、5份、6份、7份等，氯磺酸溶液的重量份数可以为4份、5份、6份、7份、8份、9份、10份等。通过向第二反应器内滴加氯磺酸溶液进行磺化反应的方式，便于使中间产物充分地、高效地、均匀地与氯磺酸溶液进行磺化反应，还便于控制磺化反应的速率，以得到成分均一、性能稳定的本发明实施例提供的驱油用表面活性剂。其中，烷醇酰胺与环氧乙烷聚合后，氯磺酸中的磺酸基团取代该聚合物中断键的氢得到该驱油用表面活性剂。具体化学反应方程式如下：或者，为了便于使中间产物能够与氯磺酸溶液高效地进行磺化反应，控制第二反应器内的第二预设温度为50℃～80℃，例如可以为50℃、52℃、55℃、57℃、60℃、62℃、65℃、67℃、70℃、72℃、75℃、77℃、80℃等。进一步地，为了便于使中间产物能够与氯磺酸溶液高效地进行磺化反应，氯磺酸溶液的质量浓度为85％～95％，例如可以为85％、86％、87％、88％、89％、90％、91％、92％、93％、94％、95％等。为了便于祛除进行磺化反应后驱油用表面活性剂中的氯磺酸和生成的盐酸溶液，向第二反应器内加入4-10重量份的碱性溶液，进行中和。其中，碱性溶液的重量份数可以为4份、5份、6份、7份、8份、9份、10份等，碱性溶液可以为氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液、碳酸钠溶液、碳酸钾溶液、氨水等。碱性溶液的质量百分比为8％～15％，例如可以为8％、9％、10％、11％、12％、13％、14％、15％等。在中和反应后，将混合体系中的粘稠状物过滤出来，得到本发明实施例提供的驱油用表面活性剂。在上述制备方法中，第一反应器为反应釜，第二反应器为三颈烧瓶。第二方面，本发明实施例提供了一种驱油剂，该驱油剂包括：上述驱油用表面活性剂、聚丙烯酰胺、水；驱油用表面活性剂的质量百分比为0.1％～0.5％，例如可以为0.1％、0.2％、0.3％、0.4％、0.5％等；聚丙烯酰胺的质量浓度为1900mg/l～2600mg/l，例如可以为1900mg/l、2000mg/l、2100mg/l、2200mg/l、2300mg/l、2400mg/l、2500mg/l、2600mg/l等。将上述驱油剂用于三次采油中，可以降低油水界面张力，驱油剂与原油之间的互溶效果好，可高效提高原油采收率。以下将通过具体实施例进一步地描述本发明。在以下具体实施例中，所涉及的操作未注明条件者，均按照常规条件或者制造商建议的条件进行。所用原料未注明生产厂商及规格者均为可以通过市购获得的常规产品。烷醇酰胺购自日油科技公司，环氧乙烷购自海安石化公司，氨水购自联顺公司，氢氧化钠购自皓隆公司，氯磺酸购自兴萌化工公司。实施例1本实施例提供了一种驱油用表面活性剂，该驱油用表面活性剂通过以下方法制备得到：向反应釜中加入1重量份烷醇酰胺、0.2重量份氢氧化钠并混合均匀，用氮气置换反应釜内的空气3次，控制反应釜内的温度为120℃，然后向反应釜内缓慢滴加10重量份环氧乙烷，控制反应压力为0.2mpa，聚合反应3h后得到粘稠膏状物，经硅胶柱层析分离法分离得到中间产物。将3重量份中间产物置于三颈烧瓶中，对三颈烧瓶加热，使其温度为50℃，向三颈烧瓶中缓慢滴加4重量份质量浓度为95％氯磺酸溶液进行磺化反应。最后，向三颈烧瓶中加入5重量份质量浓度为10％的氨水进行中和反应，过滤得到粘稠状物，即得到本实施例提供的驱油用表面活性剂。其中，烷醇酰胺的化学结构式如下：实施例2本实施例提供了一种驱油用表面活性剂，该驱油用表面活性剂通过以下方法制备得到：向反应釜中加入5重量份烷醇酰胺、3重量份碳酸钠并混合均匀，用氮气置换反应釜内的空气3次，控制反应釜内的温度为120℃，然后向反应釜内缓慢滴加40重量份环氧乙烷，控制反应压力为0.8mpa，聚合反应4h后得到粘稠膏状物，经硅胶柱层析分离法分离得到中间产物。将5重量份中间产物置于三颈烧瓶中，对三颈烧瓶加热，使其温度为60℃，向三颈烧瓶中缓慢滴加7重量份质量浓度为97％氯磺酸溶液进行磺化反应。最后，向三颈烧瓶中加入6重量份质量浓度为8％的氨水进行中和反应，过滤得到粘稠状物，即得到本实施例提供的驱油用表面活性剂。其中，烷醇酰胺的化学结构式如下：实施例3本实施例提供了一种驱油用表面活性剂，该驱油用表面活性剂通过以下方法制备得到：向反应釜中加入10重量份烷醇酰胺、5重量份碳酸氢钠并混合均匀，用氮气置换反应釜内的空气3次，控制反应釜内的温度为120℃，然后向反应釜内缓慢滴加100重量份环氧乙烷，控制反应压力为1.2mpa，聚合反应5h后得到粘稠膏状物，经硅胶柱层析分离法分离得到中间产物。将7重量份中间产物置于三颈烧瓶中，对三颈烧瓶加热，使其温度为80℃，向三颈烧瓶中缓慢滴加10重量份质量浓度为98％氯磺酸溶液进行磺化反应。最后，向三颈烧瓶中加入9重量份质量浓度为12％的氨水进行中和反应，过滤得到粘稠状物，即得到本实施例提供的驱油用表面活性剂。其中，烷醇酰胺的化学结构式如下：实施例4本实施例提供了一种驱油剂，该驱油剂包括：实施例1提供的驱油用表面活性剂、聚丙烯酰胺、水。其中，驱油用表面活性剂的质量百分比为0.3％，聚丙烯酰胺的质量浓度为2500mg/l。实施例5本实施例提供了一种驱油剂，该驱油剂包括：实施例2提供的驱油用表面活性剂、聚丙烯酰胺、水。其中，驱油用表面活性剂的质量百分比为0.3％，聚丙烯酰胺的质量浓度为2500mg/l。实施例6本实施例提供了一种驱油剂，该驱油剂包括：实施例3提供的驱油用表面活性剂、聚丙烯酰胺、水。其中，驱油用表面活性剂的质量百分比为0.3％，聚丙烯酰胺的质量浓度为2500mg/l。应用实施例1本应用实施例对实施例1～3提供的驱油用表面活性剂降低油水界面张力的效果进行评价。具体评价过程为：将实施例1提供的驱油用表面活性剂分别与矿化度为5890mg/l，温度为58℃的油井采出水配制为质量百分比为0.1％、0.2％、0.3％、0.4％、0.5％、0.6％的驱油用表面活性剂水溶液，并顺次编号为1a、1b、1c、1d、1e、1f。将实施例2提供的驱油用表面活性剂分别与上述油井采出水配制为质量百分比为0.1％、0.2％、0.3％、0.4％、0.5％、0.6％的驱油用表面活性剂水溶液，并顺次编号为2a、2b、2c、2d、2e、2f。将实施例3提供的驱油用表面活性剂分别与上述油井采出水配制为质量百分比为0.1％、0.2％、0.3％、0.4％、0.5％、0.6％的驱油用表面活性剂水溶液，并顺次编号为3a、3b、3c、3d、3e、3f。然后用tx-550型旋转滴界面张力仪分别测试驱油用表面活性剂水溶液与脱气脱水且粘度为73mpa·s的原油之间的界面张力，具体数据详见表1。表1编号1a1b1c1d1e1f界面张力/10-4mn/m2.153.313.382.634.795.13编号2a2b2c2d2e2f界面张力/10-4mn/m6.514.382.971.017.096.88编号3a3b3c3d3e3f界面张力/10-4mn/m7.421.785.263.583.425.08由表1可知，实施例1～3提供的驱油用表面活性剂可与原油之间形成超低界面张力10-4mn/m，满足作为驱油剂的成分而对稠油进行驱替的使用要求。可见，本发明实施例提供的驱油用表面活性剂能够使油水界面的张力降低至10-4mn/m，满足作为驱油剂的成分而对稠油进行驱替的使用要求。应用实施例2本应用实施例对实施例1～3提供的驱油用表面活性剂的乳化效果进行评价。具体评价过程为：分别将实施例1～3提供的驱油用表面活性剂与应用实施例1中所述的油井采出水配制成质量百分比为0.1％、0.2％、0.3％、0.4％、0.5％、0.6％的驱油用表面活性剂水溶液，并将配制成的18份驱油用表面活性剂水溶液分别与粘度为73mpa·s的原油以3:1体积比配制成油水混合溶液。其中，将实施例1提供的质量百分比为0.1％、0.2％、0.3％、0.4％、0.5％、0.6％的驱油用表面活性剂水溶液配制的油水混合溶液顺次编号为1a、1b、1c、1d、1e、1f，相应地，采用实施例2和实施例3提供的驱油用表面活性剂配制的油水混合溶液顺次编号为2a、2b、2c、2d、2e、2f、3a、3b、3c、3d、3e、3f。将前述18份油水混合溶液放置在58℃的恒温箱中，老化1h后震荡，记录乳化后混合溶液中原油的体积。根据公式(1)计算每个混合溶液中原油的增溶率，具体参数详见表2。其中，η为混合溶液中原油的增溶率，ni为乳化后混合溶液中原油的体积，单位为ml，n0为乳化前混合溶液中原油的体积，单位为ml。表2编号1a1b1c1d1e1f增溶率/％264066707579编号2a2b2c2d2e2f增溶率/％243044505868编号3a3b3c3d3e3f增溶率/％263450727884由表2可知，实施例1～3提供的驱油用表面活性剂乳化增溶的效果好，满足应用于驱油剂而对稠油驱替的使用要求。可见，本发明实施例提供的驱油用表面活性剂乳化增溶的效果好，满足应用于驱油剂而对稠油驱替的使用要求。应用实施例3本应用实施例对实施例4～6提供的驱油剂驱替原油的效果进行评价。具体评价过程为：选取四支如表3所示参数的岩心，顺次采用2pv水驱、1pv水驱、2pv水驱对第一支岩心进行驱替，顺次采用2pv水驱、1pv实施例4提供的驱油剂、2pv水驱对第二支岩心进行驱替，顺次采用2pv水驱、1pv实施例5提供的驱油剂、2pv水驱对第三支岩心进行驱替，顺次采用2pv水驱、1pv实施例6提供的驱油剂、2pv水驱对第四支岩心进行驱替。其中，pv表示为相应岩心孔隙体积的倍数。驱替后，通过油水分离器计量水驱或者化学驱过程中产出的原油量，根据公式(2)计算每支岩心经首次2pv水驱后的采出率a、每支岩心经共5pv水驱和化学驱后的采出率b、经过后3pv水驱或者化学驱比首次2pv水驱的提高值(即b与a之差c)、c与5pv水驱后的第一支岩心采出率的差值e(化学驱的提高值)，具体参数详见表4。其中，w为采出率，wi为产出油量，单位为l，w0为饱和油量，单位为l。表3表4岩心方案a/％b/％c/％e/％第一支水驱43.9247.03.08-第二支二元驱43.4979.3635.8729.79第三支二元驱45.3471.9826.6420.03第四支二元驱42.9872.2130.0927.02由表4中的c值可知，第二支岩心、第三支岩心、第四支岩心分别在经过2pv水驱+1pv化学驱+2pv水驱后，比仅通过2pv水驱得到的采出率高35.87％、26.64％、30.09％，而第一支岩心在经过2pv水驱+1pv水驱+2pv水驱后，比仅通过2pv水驱的采出率高3.08％。而且，由表4中的e值可知，第二支岩心、第三支岩心、第四支岩心分别在经2pv水驱+1pv化学驱+2pv水驱后与经2pv水驱后采出率的差值，比第一支岩心在5pv水驱后与2pv水驱后的差值分别大29.79％、20.03％、27.02％。可见，实施例4～6提供的驱油剂的驱油效果好，能够提高原油的采收率。由此可知，本发明实施例提供的驱油剂的驱油效果好，能大大提高原油的采收率，满足稠油驱替的使用要求。以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。当前第1页12