本发明专利技术涉及一种表面活性剂混合物，其包含至少三种就烃基结构部分(R1)(R2)-CH-CH2-而言不同且具有通式(I)的离子型表面活性剂，其中R1、R2、A0、k、X、o、Y、a、b、M各自如说明书和权利要求书中所定义。本发明专利技术还涉及其用途和制备方法，以及涉及含有所述混合物的含水表面活性剂配制剂，涉及通过Winsor III型微乳液驱油开采矿物油的方法，其中将所述含水表面活性剂配制剂经由注入井注入矿物油藏中，并经由采出井从所述油藏中抽出原油。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】使用基于含C24格尔伯特-、C26格尔伯特-、C28格尔伯特-烃烷氧基化物的混合物的表面活性剂开采矿物油的方法本专利技术涉及一种表面活性剂混合物，涉及其用途和制备方法，以及涉及含有所述混合物的含水表面活性剂配制剂，涉及通过WinsorIII型微乳液驱油开采矿物油的方法，其中将所述含水表面活性剂配制剂经由注入井注入矿物油藏中，并经由采出井从所述油藏中抽出原油。在天然矿物油藏中，矿物油存在于多孔储集岩的孔隙中，其在朝向地面一侧被不透顶层所密封。所述孔隙可为极细孔隙、毛细管、孔等。细孔颈例如可具有仅约1μm的直径。除了矿物油(包括天然气成分)之外，油藏还包含具有或高或低盐含量的水。在矿物油开采中，通常分为一次开采、二次开采和三次开采。在一次开采中，矿物油由于油藏的自生压力，在油藏钻探开始后经由钻孔自动流动至表面。因此在一次开采后使用二次开采。在二次开采中，除了用于开采矿物油的钻孔、即所谓的采出井之外，还在含矿物油的地层中钻入其他钻孔。经由这些所谓的注入井向油藏中注入水以维持压力或使其再次升高。由于注入水之故，矿物油由注入井沿采出井的方向经由孔隙被缓慢压入地层中。然而，这仅在孔隙完全被油填充且更粘稠的油被水推动前进的情况下才起作用。一旦运动的水穿透孔隙，其沿着此时阻力最小的路径流动，即流经形成的通道，且不再推动油前进。一次开采和二次开采通常仅可开采所述油藏中所存在的矿物油量的约30-35％。已知矿物油产量可通过三次采油措施进一步提高。三次采油的综述可参见例如“JournalofPetroleumScienceofEngineering19(1998)”，第265-280页。三次采油包括例如热方法，其中将热水或蒸汽注入油藏中。这使油的粘度降低。所用的流动介质同样可为气体，例如CO2或氮气。三次矿物油开采还包括其中使用合适的化学品作为采油助剂的方法。这些可用于影响水流动末端的状况，且因此也用于开采仍牢固保持于岩层中的矿物油。在邻近二次开采末期，粘性力和毛细力作用于被捕集在储集岩孔中的矿物油上，其中这两种力彼此相对的比率取决于微观油分离。这些力借助无量纲参数、即所谓的毛细管数描述。粘性力(速度×驱动相的粘度)对毛细力(油水之间的界面张力×岩石的润湿)的比率：在该式中，μ为驱使矿物油运动的流体的粘度，ν为达西速度(单位面积的流量)，σ为驱使矿物油运动的液体与矿物油之间的界面张力，且θ为矿物油与岩石之间的接触角(C.Melrose，C.F.Brandner，J.CanadianPetr.Techn.58，1974年10-12月)。毛细管数越高，油的运动性就越高，因此油去除程度也就越大。已知邻近二次矿物油开采末期的毛细管数为约10-6，必须使毛细管数升高至约10-3-10-2，从而能够使额外的矿物油运动。为此，可实施特定形式的驱油方法—称为WinsorIII型微乳液驱油。在WinsorIII型微乳液驱油中，注入的表面活性剂应与油藏中所存在的水相和油相形成WinsorIII型微乳液。WinsorIII型微乳液并非具有特定小液滴的乳液，而是水、油和表面活性剂的热力学稳定的液体混合物。其三个优点为：-由此获得矿物油与水相之间的极低界面张力σ；-其通常具有极低的粘度且因此不被多孔基体所捕集；-其甚至在最低的能量输入下形成且可在无限长的时间内保持稳定(与此相反，常规乳液需要通常不在油藏中出现的高剪切力，且仅是动力学稳定化的)。WinsorIII型微乳液是过量水与过量油的平衡体系。在形成微乳液的这些条件下，表面活性剂覆盖油-水界面，且将界面张力σ更优选降低到<10-2mN/m(超低界面张力)的值。为了获得最佳结果，在确定量的表面活性剂下，所述水-微乳液-油体系中的微乳液比例自然应为最大值，因为这能获得更低的界面张力。以此方式可改变油滴形状(油水之间的界面张力降至如此程度以至于最小的界面状态不再有利且球状不再是优选的)，且它们可被驱油水驱动经过毛细管开孔。在过量表面活性剂存在下，当所有油-水界面被表面活性剂覆盖时，形成WinsorIII型微乳液。其因此构成导致油相与水相之间的极低界面张力的表面活性剂储层。由于WinsorIII型微乳液具有低粘度，其也在驱油过程中迁移通过多孔储集岩(与此相反，乳液被捕集于多孔基体中并堵塞油藏)。当WinsorIII型微乳液与尚未被表面活性剂所覆盖的油-水界面相遇时，所述微乳液的表面活性剂可显著降低该新界面的界面张力，并导致油运动(例如通过油滴变形)。所述油滴随后可与连续油储层合并。这具有两个优点：首先，由于所述连续油储层向前推进经过新的多孔岩石，存在于其中的油滴可与所述储层合并。此外，油滴合并形成油储层使油-水界面显著减小，且因此将不再需要的表面活性剂再次释放出来。其后，如上所述释放出的表面活性剂可驱使地层中残留的油滴运动。因此，WinsorIII型微乳液驱油是一种特别有效的方法，且与乳液驱油方法相比需要少得多的表面活性剂。在微乳液驱油中，通常将表面活性剂任选与助溶剂和/或碱性盐(任选在螯合剂的存在下)一起注入。随后，注入增稠聚合物的溶液以控制流动性。另一方案是注入增稠聚合物、表面活性剂、助溶剂和/或碱性盐(任选与螯合剂一起)的混合物，然后注入增稠聚合物的溶液以控制流动性。这些溶液通常应为澄清的，以防止堵塞油藏。对用于三次矿物油开采的表面活性剂的要求与对用于其它应用场合的表面活性剂的要求存在显著差异：用于三次采油的合适表面活性剂应将水与油之间的界面张力(通常为约20mN/m)降至小于10-2mN/m的特别低的值，从而能够使矿物油充分流动。这必须在通常为约15-130℃的油藏温度且在高盐含量的水存在下实现，更特别地也在高比例钙和/或镁离子存在下实现；因此所述表面活性剂也必须可溶于高盐含量的油藏水中。为了满足这些要求，时常提出表面活性剂的混合物，尤其是阴离子和非离子型表面活性剂的混合物。US7,119,125B1描述了一种用于采油中的硫酸化格尔伯特(Guerbet)醇烷氧基化物与低分子量硫酸化烷基烷氧基化物的混合物。特别良好的乳化性能归因于双峰分布。然而，这些乳化性能在WinsorIII型微乳液驱油中不起主要作用。油的乳化需要过多的表面活性剂，且所需的剪切力仅存在于驱油操作中(除了注入机周围的区域)。US-A2008/217064描述了一种钻井流体溶液，其包含：非离子型表面活性剂，其由至少一种支化的烷基乙氧基化物和封端的烷基乙氧基化物组成；以及助洗剂和增粘剂。所述非离子型表面活性剂可为C10格尔伯特醇乙氧基化物。US-A2009/270281描述了表面活性剂混合物在矿物油开采中的用途，所述表面活性剂混合物包含至少一种具有12-30个碳原子的烷基的表面活性剂和具有6-11个碳原子的烷基的支化辅助表面活性剂。所述辅助表面活性剂中的烷基支化度为1-2.5，因此其可包括2-乙基己基或2-丙基庚基型的格尔伯特醇。所述辅助表面活性剂可为醇乙氧基化物或阴离子改性的醇乙氧基化物(如烷基醚硫酸盐)。其它表面活性剂混合物描述在WO2011/037975A2、WO2011/110501A1、WO2011/110502A1、WO201本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种表面活性剂混合物，其含有至少三种就烃基结构部分(R1)(R2)‑CH‑CH2‑而言不同且具有如下通式(I)的离子型表面活性剂：其中R1是具有10‑12个碳原子的直链或支化的饱和或不饱和脂族烃基；R2是具有12‑14个碳原子的直链或支化的饱和或不饱和脂族烃基；每个A0各自独立地是亚乙基、亚丙基或亚丁基；k为1‑99的整数；X是具有1‑10个碳原子的支化或未支化的亚烃基，其可以被OH基团取代；o是0或1；Mb+是阳离子；Ya‑是硫酸根、磺酸根、羧酸根或磷酸根；b是1、2或3；和a是1或2。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.10.24 EP 11186285.01.一种表面活性剂混合物，其含有至少三种就烃基结构部分(R1)(R2)-CH-CH2-而言不同且具有如下通式(I)的离子型表面活性剂：其中R1是具有10或12个碳原子的直链的饱和或不饱和脂族烃基；R2是具有12或14个碳原子的直链的饱和或不饱和脂族烃基；其中R1和R2的选择使得至少三种通式(I)的离子型表面活性剂获得具有24个碳原子、26个碳原子和28个碳原子的烃基(R1)(R2)CHCH2-；其中具有通式(I)的C24表面活性剂在40-60％的范围内，具有通式(I)的C26表面活性剂在30-50％的范围内，具有通式(I)的C28表面活性剂在1-20％的范围内，基于从这三种表面活性剂形成的摩尔总量计；每个A0各自独立地是亚乙基、亚丙基或亚丁基；k为1-99的整数；X是具有1-10个碳原子的支化或未支化的亚烃基，其可以被OH基团取代；o是0或1；Mb+是阳离子；Ya-是硫酸根、磺酸根、羧酸根或磷酸根；b是1、2或3；和a是1或2。2.根据权利要求1的表面活性剂混合物，其中k为4-50的整数。3.根据权利要求1或2的表面活性剂混合物，其中在式(I)中的(OX)oYa-基团是OS(O)2O-、OCH2CH2S(O)2O-、OCH2CH(OH)CH2S(O)2O-、O(CH2)3S(O)2O-、S(O)2O-、CH2C(O)O-或CH2CH(R‘)C(O)O-，其中R‘是氢或具有1-4个碳原子的烷基。4.根据权利要求1或2的表面活性剂混合物，其中在式(I)中的(OA)k表示n个亚丁氧基、m个亚丙氧基和l个亚乙氧基，其中n+m+l＝k。5.根据权利要求4的表面活性剂混合物，其中n个亚丁氧基、m个亚丙氧基和l个亚乙氧基是按照嵌段排列。6.根据权利要求5的表面活性剂混合物，其中在式(I)中的(R1)(R2)-CH-CH2-基团...
【专利技术属性】
技术研发人员：C·比特纳，G·奥特，J·廷斯利，C·施平德勒，G·阿尔瓦雷斯于尔根森，S·迈特罗沃格尔，
申请(专利权)人：巴斯夫欧洲公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE
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