[發明專利]可用于低滲透油藏的陰陽體系表面活性劑及制備方法

有效

• 申請號: 201310044456.3
• 申請日: 2013-02-05
• 公開（公告）號: CN103965854B
• 公開（公告）日: 2017-07-14
• 發明（設計）人: 沈之芹;李慧琴;王輝輝;翟曉東;許曉菁
• 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

本發明涉及一種可用于低滲透油藏的陰陽體系表面活性劑及制備方法。

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。針對低滲透油藏通過化學驅提高采收率的可行性研究表明，化學驅同樣可以用于低滲油藏提高原油采收率。低滲油藏具有低孔低滲的特點，存在啟動壓力梯度。對低滲油藏而言，表面活性劑具有降低界面張力、改變潤濕性、引起乳化作用、減少巖石顆粒對油的吸附力，增加油在水中溶解度，降低原油的粘度，減少啟動壓力梯度，增加原油可流動性等作用。目前國內驅油用表面活性劑的篩選主要依據其降低油水界面張力的能力，通常使用的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。

復配表面活性劑在三次采油中的應用主要為陰離子與非離子復配表面活性劑，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復配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復配的復合表面活性劑，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。陰陽離子復配表面活性劑亦是學者們熱衷研究的課題。由于兩者接近等比例混合時其水溶液容易形成沉淀，從而導致陰陽離子表面活性劑混合體系在應用中收到限制，如北京大學化學系趙國璽等（見《日用化學工業》1997年第2期，1～3）研究認為陰陽離子表面活性劑混合體系普遍具有濁點現象，顯示非離子表面活性劑的特點；但陰陽離子表面活性劑混合體系水溶液又具有很多優良性質, 如無錫輕工大學鄒利宏等（見《日用化學工業》2001年10月第5期，37～40）綜合介紹了陰- 陽離子表面活性劑復配體系在各種物化性能的增效效應, 例如降低表面張力的效能、表面張力的效率、降低臨界膠束濃度的能力、改善表面吸附的能力, 以及這些增效效應在去污、增溶、泡沫、潤濕、乳化等方面的應用，討論了提高陰陽離子表面活性劑之間的可配伍性之對策, 諸如采用非等摩爾比復配、在離子型表面活性劑中引入聚氧乙烯鏈及加入非離子或兩性表面活性劑進行調節等手段以優化配方性能和提高綜合經濟效益；黃宏度等（見《石油天然氣學報》2007年8月第29卷第4期，101～104）研究了石油磺酸鹽、石油羧酸鹽、烷基苯磺酸鹽等陰離子表面活性劑與十六烷基三甲基溴化銨、堿復配體系的界面張力并發現：陽離子表面活性劑的加入使石油羧酸鹽、烷基苯磺酸鹽、石油磺酸鹽的界面活性得到改善。

上述研究結果表明，陰陽離子表面活性劑復合體系具有良好的降低表面張力等效能，但前者研究結果未涉及到油水界面性能的研究，而后者在體系中依然采用了堿，從而無法避免堿對地層和油井帶來傷害，腐蝕設備和管道及破乳困難等問題。因此，針對高溫低鹽低滲透油藏，我們理應尋求一種在高溫 (地層溫度大于80℃)下結構穩定，并能與原油形成10^-2～10^-4mN/m低界面張力的陰陽體系表面活性劑。本發明所述的正是這種適用于低滲透油藏的陰-非離子與陽離子表面活性劑形成的陰陽體系表面活性劑及制備方法。

發明內容