[發明專利]組合表面活性劑及其制備方法

有效

• 申請號: 201310044455.9
• 申請日: 2013-02-05
• 公開（公告）號: CN103965853A
• 公開（公告）日: 2014-08-06
• 發明（設計）人: 沈之芹;張慧;陳安猛;李斌
• 申請（專利權）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
• 主分類號: C09K8/584
• 分類號: C09K8/584
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種組合表面活性劑及其制備方法。

背景技術

隨著世界能源需求的增加,石油的合理開發利用已引起人們的極大重視，在能源日趨緊張的今天，提高采收率已成為石油開采研究的重大課題，水驅后約有2/3的油滯留在較細的或喉徑較窄的毛細孔道中，處于高分散狀態，因油水間的界面張力約30mN/m，要驅替這部分油，單靠增大壓差難度很大。因驅動所需壓差為9806.7Kpa，而注水時壓差僅為196.1～392.3Kpa，遠小于驅動壓差。

化學驅是三次采油的主要方法，而表面活性劑驅在化學驅中占有重要地位，表面活性劑無論是作為主劑還是作為助劑驅油，對大幅度提高采收率均起到不可估量的作用。使用表面活性劑能提高原油采收率的主要機理是：在油田進入高含水期后，剩余油以不連續的油膜被圈閉在油藏巖石的孔隙中，作用于油珠上的兩個主要力是粘滯力和毛細管力，如果選用合適的表面活性劑體系，降低油水間的界面張力，使儲油層油水間的界面張力從20～30mN/m降至較低或超低值(10^-3～10^-4mN/m)，便能減少使剩余油移動時油珠變形所帶來的阻力，從而大幅提高驅油效率。表面活性劑驅提高原油采收率主要決定于表面活性劑在油層中的波及效率和驅油效率。

即Ｅｒ=Ｅυ·Ｅｄ

式中：Ｅｒ表示采收率，%；Ｅυ表示波及效率，%；Ｅｄ表示驅油效率，%。

　因此，提高Ｅｒ必須從提高Ｅｖ和Ｅｄ入手。活性劑(包括表面活性劑和堿)由于具有降低油水界面張力等作用，能夠提高Ｅｄ(驅油效率)。這一效應可由綜合效應參數毛管數(Ｎ)來描述:

Ｅｄ∝Ｎ

Ｎ=驅動力/粘滯力∝μ·υ/ Ｙ_ｏｗ

式中：μ表示注入相粘度；υ表示注入相液流速度；Ｙ_ｏｗ表示油水間界面張力。

實踐已證明，要有效地降低殘余油飽和度，必須將毛管數提高3～4個數量級。由于油層注入量和壓力有限，因此單靠提高μ和υ是不夠的，但可以將油水界面張力Ｙ_ｏｗ降低3個或更高的數量級，從而大大提高毛管數并使Ｅｄ(驅油效率)顯著提高，這也是活性劑主要的驅油機理。而要提高波及效率，主要辦法是減小驅替液的流度，這一點可以通過加入聚合物增加驅替液粘度來實現。在三采作業中，運用ＡＳＰ三元復合驅驅油體系，通過加入表面活性劑可以得到油水間的超低界面張力使驅油效(Ｅｄ)率增加，通過注入聚合物以增加注入液粘度提高波及效率(Ｅｖ)，注入堿以減少表面活性劑的吸附。充分利用ＡＳＰ有益的協同組合效應，提高原油采收率(Ｅｒ)。

目前驅油用表面活性有陰離子表面活性劑，如石油磺酸鹽、烷基磺酸鹽、烯基磺酸鹽和木質素磺酸鹽等。使用陽離子表面活性劑的亦有報道，如中國專利CN 1528853、CN 1817431、CN 1066137等相繼報道了雙酰胺型陽離子型、含氟陽離子型及含吡啶基陽離子雙子表面活性劑，但由于陽離子具有吸附損耗大、成本高等缺點，限制了其在油田現場的使用。國外研究報道的微乳液驅油，如Kraft等考察了在水質礦化度高達220 g/L的條件下，5%聚氧乙烯醚烷基羧甲基鈉的微乳體系相態、相變溫度(PIT)規律和界面張力，結果表明，該表面活性劑在95℃下3周內基本不分解，吸附損失0.4 mg/g，且無明顯的色譜分離，但由于表面活性劑使用量大、成本高，微乳液驅油作為驅油劑受到了限制。

組合表面活性劑在三次采油中的應用主要為陰離子與非離子組合表面活性劑，在使用中往往需要加入助劑堿，以達到超低油/水界面張力，但由于非離子的耐溫性能較差，往往在高溫時即失去作用。不同陰離子表面活性劑組合后作為驅油用表面活性劑也有報導，如中國專利CN1458219A公開了一種三次采油應用的表面活性劑/聚合物二元超低界面張力復合驅配方，其中使用的表面活性劑是石油磺酸鹽或以石油磺酸鹽為主劑加稀釋劑和其它表面活性劑組合的組合表面活性劑，其組份的重量百分比為石油磺酸鹽50～100%，烷基磺酸鹽0～50%，羧酸鹽0～50%，烷基芳基磺酸鹽0～35%，低碳醇0～20%，該面活性劑活性差、驅油效率低，表面活性劑體系過于復雜。 張雪琴等（2002年第3期第20卷，膠體與聚合物，P1～5）研究了陰離子表面活性劑十二烷基硫酸鈉（SDS）和兩性離子表面活性劑月桂酰胺丙基甜菜堿（LMB）的形成膠束能力和降低表面張力能力的協同增效作用，發現SDS和LMB質量比在7：3至3：7范圍內增效作用顯著，低濃度的無機鹽會使表面活性劑組合體系表面張力和臨界膠束濃度下降。