烷基酚醚羧酸鹽及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種烷基酚醚羧酸鹽及其制備方法，主要解決現(xiàn)有技術(shù)中油基鉆井液乳化劑乳化性能差，不耐鹽、不耐溫的問題，本發(fā)明通過采用分子通式為（1）的烷基酚醚羧酸鹽：（1）其中，M為選自鈣、鎂、鋇、鋅、鋁、或鐵中的任意一種離子，R為C8～C20的烷基，m為乙氧基團(tuán)EO的加合數(shù)，其取值范圍為0～10中的任意一個(gè)整數(shù)，n為丙氧基團(tuán)PO的加合數(shù)，其取值范圍為0～30中的任意一個(gè)整數(shù)，x取值范圍為1～3中任意一個(gè)整數(shù)的技術(shù)方案，較好地解決了該問題，可用于油基鉆井液乳化劑生產(chǎn)中。
【專利說明】烷基酚醚羧酸鹽及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種烷基酚醚羧酸鹽及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著石油儲(chǔ)量的不斷減少且開采困難，世界各國紛紛加大了對深部地層油氣資源勘探開發(fā)的投入，開發(fā)新的油藏已經(jīng)成為當(dāng)今各大石油公司發(fā)展的迫切要求。我國待探明的油氣資源主要分布在塔里木、準(zhǔn)噶爾、柴達(dá)木、吐哈、四川等盆地，其資源量的73%埋藏在深層，且地下條件異常復(fù)雜，因此深井和超深井油氣鉆探及配套的開發(fā)技術(shù)已成為制約油氣資源開發(fā)的關(guān)鍵因素。隨著地層深度的增加，深井、超深井的地層溫度也會(huì)越來越高，地層的高溫環(huán)境給鉆井液能否維持穩(wěn)定的性能帶來了極大的挑戰(zhàn)。
[0003]鉆井液作為鉆井工程的重要組成部分，其性能直接關(guān)系到深井、超深井的鉆井質(zhì)量、鉆井成本和鉆井周期。相對于水基鉆井液，油基鉆井液具有較強(qiáng)的防塌抑制性、潤滑性和良好的儲(chǔ)層保護(hù)性能，尤其可滿足強(qiáng)水敏及高溫、超高溫地層，或者需要鉆大位移特殊井及海上水平井等特殊轉(zhuǎn)鉆井需要。油基鉆井液，又稱油包水鉆井液，是由油、水、乳化劑、降濾失劑、活度平衡劑、流型調(diào)節(jié)劑等組成。通常使用的油包水鉆井液含水量在5~30 %之間(含水量在5%以內(nèi)的一般叫做全油基鉆井液，不稱為油包水鉆井液)，但抗高溫達(dá)180°C以上的油包水鉆井液中水的含量一般在5~10 %，很少超過15%。水的含量增大，攜屑性、降濾失性和懸浮性、流變性都變好，但熱穩(wěn)定性和電穩(wěn)定性都變差，如CN1660958報(bào)道了一種合成基鉆井液，使用的主乳化劑為脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸銨和壬基酚聚氧乙烯醚的混合物，盡管在150°C老化16小時(shí)后仍有良好的流變性和破乳電壓，水含量最高為25%，但更高溫度和水含量下的性能未見報(bào)道。油基鉆井液由于基液以油為主，因此價(jià)格昂貴，成本高，全油基鉆井液更是如此，如CN101215461報(bào)道了一種全油合成基鉆井液，使用的乳化劑為長碳鏈脂肪酸酰胺、長碳鏈烷基苯磺酸鈣、聚烯烴羧酸酯中的一種或多種的混合物，盡管具有低毒、環(huán)保、對儲(chǔ)層傷害小等優(yōu)點(diǎn)，但其制備成本高，限制了其推廣使用。
[0004]目前市場上提供用作油基鉆井液乳化劑的品種較少，而報(bào)道用于強(qiáng)化采油用的乳化劑品種相對較多，如US4545912、CN100531884等報(bào)道了雙尾鏈聚氧乙烯磺酸鹽、烷基芳芐基聚氧乙烯醚陰離子表活劑在強(qiáng)化采油方面的應(yīng)用，但未涉及到其在鉆井液乳化劑方面的用途。
[0005]油基鉆井液由于受到成本、環(huán)保要求的限制一直發(fā)展比較緩慢，應(yīng)用的區(qū)塊也較少，隨著現(xiàn)有油田儲(chǔ)量日益下降，并且新探區(qū)的開采會(huì)遇到各種復(fù)雜地層及環(huán)境，急需進(jìn)行滿足制備穩(wěn)定高效油基鉆井液用乳化劑的研究，以解決油基鉆井液乳化劑品種少，乳化性能差，不耐鹽、不耐溫的問題，通過提高油基鉆井液中水的比例達(dá)到降低油基鉆井液的成本問題，為廣泛應(yīng)用油基鉆井液作業(yè)提供技術(shù)支撐。
[0006]發(fā)明所述的正是這種高含水量情況下，適合于制備穩(wěn)定高效油基鉆井液用的乳化劑及其制備方法。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題之一是現(xiàn)有技術(shù)中油基鉆井液乳化劑品種少，乳化性能差，不耐鹽、不耐溫的問題，提供一種新的烷基酚醚羧酸鹽。該烷基酚醚羧酸鹽具有油溶性好、乳化性好、抗溫抗鹽、制備簡單等優(yōu)點(diǎn)。
[0008]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題之二是提供一種與解決技術(shù)問題之一相對應(yīng)的烷基酚醚羧酸鹽的制備方法。
[0009]為了解決上述技術(shù)問題之一，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:一種烷基酚醚羧酸鹽，其分子通式為:
【權(quán)利要求】
1.一種烷基酚醚羧酸鹽，其分子通式為:
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的烷基酚醚羧酸鹽，其特征在于所述離子M為鈣、鎂或鋅。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的烷基酚醚羧酸鹽，其特征在于所述的R為C8~C16的烷基。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的烷基酚醚羧酸鹽，其特征在于所述的m為I~6中的任意整數(shù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的烷基酚醚羧酸鹽，其特征在于所述的η為I~25中的任意整數(shù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的烷基酚醚羧酸鹽，其特征在于所述的X為I或2。
7.權(quán)利要求1所述的烷基酚醚羧酸鹽的制備方法，包括以下步驟: (a)烷基酚聚氧乙烯聚氧丙烯醚的制備: 將烷基酚和環(huán)氧乙烷、環(huán)`氧丙烷按所需配比在反應(yīng)溫度為85~160°C，壓力小于0.SOMPa表壓條件下，堿性化合物為催化劑，反應(yīng)得烷基酚聚氧乙烯聚氧丙烯醚；其中堿性化合物為氧化鈣、氫氧化鈣或氧化鎂，烷基酚與環(huán)氧乙烷、環(huán)氧丙烷的摩爾比為1:1~30:1~50，催化劑用量為烷基酚質(zhì)量的1.0~8.0 % ； (b)烷基酚聚氧乙烯聚氧丙烯醚羧酸的制備: 將步驟(a)所合成的烷基酚聚氧乙烯聚氧丙烯醚按所需配比與氯乙酸鈉、堿性化合物混合，以甲苯或苯為溶劑，在反應(yīng)溫度60~120°C，反應(yīng)3~15小時(shí)，反應(yīng)結(jié)束后經(jīng)后處理得烷基酚聚氧乙烯聚氧丙烯醚羧酸；其中，堿性化合物為氫氧化鈉或氫氧化鉀，烷基酚聚氧乙烯聚氧丙烯醚、氯乙酸鈉和堿性化合物的摩爾比為1:1~4: I~5 ; (c)烷基酚聚氧乙烯聚氧丙烯醚羧酸鹽的制備 將步驟(b)所合成的烷基酚聚氧乙烯聚氧丙烯醚羧酸按所需配比和水、乙醇、堿性化合物分別加入反應(yīng)釜中，在反應(yīng)溫度為50~120°C，反應(yīng)時(shí)間為0.5~5小時(shí)，反應(yīng)得烷基酚聚氧乙烯聚氧丙烯醚羧酸鹽；其中堿性化合物為氫氧化鈣或氧化鈣，烷基酚聚氧乙烯聚氧丙烯醚羧酸與氫氧化物或氧化物的摩爾比為1.5~3: 1，水占反應(yīng)總物料的質(zhì)量百分比為30~80%，乙醇占反應(yīng)總物料的質(zhì)量百分比為20~60%。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的烷基酚醚羧酸鹽的制備方法，其特征在于，步驟a)中烷基酚與環(huán)氧乙烷、環(huán)氧丙烷的摩爾比為1:1~20: I~30，催化劑用量為烷基酚質(zhì)量的1.0~`5.0 %。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的烷基酚醚羧酸鹽的制備方法，其特征在于，步驟b)中烷基酚聚氧乙烯聚氧丙烯醚、氯乙酸鈉和堿性化合物的摩爾比為1: 2~3: 2~4。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的烷基酚醚羧酸鹽的制備方法，其特征在于，步驟c)中烷基酚聚氧乙烯聚氧丙烯醚羧酸與氫氧化物或氧化物的摩爾比為2~3: 1，水占反應(yīng)總物料的質(zhì)量百分比為40~60%，乙醇占反應(yīng)總`物料的質(zhì)量百分比為30~50%。
【文檔編號(hào)】C09K8/035GK103772698SQ201210412586
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2012年10月25日 優(yōu)先權(quán)日:2012年10月25日
【發(fā)明者】高磊, 沈之芹, 李應(yīng)成, 何秀娟 申請人:中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司上海石油化工研究院