驱油组合物、其制备方法及其应用技术

本发明专利技术涉及驱油组合物、其制备方法及其应用。主要解决现有技术中含表面活性剂的驱油剂在高温、高盐油藏下驱油效果差、以及碱对地层和油井造成污染伤害、并严重腐蚀设备和输送管道的问题。本发明专利技术通过用于大幅度提高原油采收率的组合物，包括含聚氧乙烯醚羟丙基苯胺基甜菜碱表面活性剂、聚合物和水；所述甜菜碱表面活性剂选自羧酸盐甜菜碱、磺酸盐甜菜碱中的至少一种，分别如式（I）和式（II）所示；R1和R3独立选自C16~C32的烷基、烯基中的任意一种；R2和R4独立选自C1~C5的亚烷基、羟基取代亚烷基中的任意一种；n和m独立选自1~8的技术方案，较好地解决了该问题，可用于强化采油生产中。 （Ⅰ） （Ⅱ）

【技术实现步骤摘要】
驱油组合物、其制备方法及其应用
本专利技术涉及驱油组合物、其制备方法及其应用。
技术介绍
目前，碱/表面活性剂/聚合物三元复合驱充分利用化学剂之间的协同作用，在大幅度提高原油采收率方面发挥了一定的作用。但是，随着三元复合驱在矿场的不断开展，越来越的问题也随之暴露了出来。特别是强碱的使用，引起地层粘土分散、运移，导致地层渗透率下降，给地层带来了极大的伤害，严重影响了原油的后续开采工作。同时，碱的大量使用也带来了现场施工工艺复杂、油藏及井底结垢、生产井产液能力下降、检泵周期缩短等一系列的问题。此外，由于高温高盐油藏含有大量的钙镁离子，容易产生碱沉淀。因此，开展无碱的表面活性剂/聚合物二元复合驱油技术研究显得尤为重要。在聚表二元复合驱油技术中，聚合物和表面活性剂是实现大幅度提高原油采收率的两种关键化学驱油剂。一方面通过聚合物具有良好的流度控制作用，实现扩大波及体积的目的；另一方面通过表面活性剂降低油水之间的界面张力，达到提高微观驱油效率的目的。但是，随着油田的不断开采，三次采油面临着越来越苛刻的油藏环境，一些在常规油藏中适用的表面活性剂在高温高盐条件下化学结构不稳定，出现严重的色谱分离现象，不能与原油形成超低界面张力，导致驱油效率变差。为了更大限度地降低油/水界面张力，往往加入高浓度的碱，如氢氧化钠、碳酸钠等。碱可与原油中的酸性物质反应就地生成新的表面活性剂，与外加表面活性剂起协同效应。文献CN1439689A公开了一种碱-混合表面活性剂-聚合物的三元复合驱油体系及其应用，其中选用的碱为Na2CO3。但是在使用过程中，碱对地层和油井等带来巨大伤害，设备和管道腐蚀严重，在维修、维护上花费大量资金。文献CN102220122A公开了一种甜菜碱型二元驱油剂、制备方法及其应用，虽然在无碱条件下能与原油形成超低界面张力，但是适用的油藏温度只有45~65℃，矿化度只有4000~6000mg/L，范围比较小，难以在更高温度更高矿化度的油藏中发挥作用。文献CN1566256A公开了烷基芳基烷基甜菜碱型表面活性剂组合物及其在三次采油中的应用，实施例中的实验温度都是在较低的油藏温度45℃下进行的。所以针对目前苛刻的驱油环境，我们理应寻求一种在无碱、耐温抗盐、结构稳定，并能与原油形成10－3～10－4mN/m超低界面张力，有效提高原油采收率的表面活性剂驱油体系。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题之一是现有技术中含表面活性剂的驱油组合物在高温高盐油藏条件下驱油效率差，使用浓度高以及三元复合驱中碱对地层和油井带来的腐蚀和积垢伤害等问题，提供一种新的驱油组合物。该组合物将具有在高温高盐油藏条件下驱油效果好、不存在碱对油井和地层带来腐蚀和积垢伤害的特点。本专利技术所要解决的技术问题之二是提供一种与解决技术问题之一相对应的用驱油组合物的制备方法。本专利技术所要解决的技术问题之三是技术问题之一所述的驱油组合物在三次采油中的应用。为解决上述技术问题之一，本专利技术采用的技术方案如下：一种驱油组合物，以质量份计包括以下组份：（1）含聚氧乙烯醚羟丙基苯胺基甜菜碱表面活性剂0.01~5.0份；（2）聚合物0.01~3.0份；（3）水92.0~99.98份；其中，含聚氧乙烯醚羟丙基苯胺基甜菜碱表面活性剂选自羧酸盐甜菜碱、磺酸盐甜菜碱中至少一种，所述羧酸盐甜菜碱和磺酸盐甜菜碱分子通式分别如式（I）和式（II）所示：（Ⅰ）（Ⅱ）所述的R1和R3独立选自C16~C32的烷基、烯基中的任意一种；所述的R2和R4独立选自C1~C5的亚烷基、羟基取代亚烷基中的任意一种；所述的n和m独立选自1~8；所述的聚合物选自超高分子量聚丙烯酰胺、耐温抗盐聚合物或黄原胶中的至少一种。上述技术方案中R1、R3独立优选为C20~C30的烷基、烯基中的任意一种，R2、R4独立优选为C1~C3的亚烷基、羟基取代亚烷基中的任意一种，n、m独立优选为1~6。本领域技术人员知道，所谓超高分子量聚丙烯酰胺是指粘均分子量达到2500万以上的聚丙烯酰胺。超高分子量聚丙烯酰胺均可用于本专利技术，但所述的超高分子量聚丙烯酰胺的粘均分子量优选为2500万～4000万；耐温抗盐聚合物在本领域具有明确的技术涵义，本领域常用的耐温抗盐聚合物均可用于本专利技术，可以为本领域熟知的疏水缔合聚合物、梳型聚合物或两性离子聚合物中的任意一种，优选为N，N-二乙基丙烯酰胺和丙烯酰胺通过自由基聚合得到的N，N-二乙基丙烯酰胺－丙烯酰胺共聚物；更优选由N，N-二乙基丙烯酰胺与丙烯酰胺以1:(2~20)的摩尔比组成混合单体自由基共聚而成的N，N-二乙基丙烯酰胺－丙烯酰胺共聚物，其粘均分子量优选为1200~2000万。上述技术方案中，所述的水可以是去离子水、河水、地下水、海水，出于施工方便、节约水资源等方面的考虑，优选油田注入水，更优选为总矿化度为0~150000mg/L，钙镁离子浓度为0~4000mg/L的油田注入水。上述技术方案中式（I）所述的甜菜碱表面活性剂优选由包括以下步骤的方法制得：(a)将脂肪醇R1OH与环氧乙烷在温度85~160℃，压力0~0.80MPa表压下，在碱性催化剂作用下反应得到脂肪醇聚氧乙烯醚R1O（CH2CH2O）nH，其中环氧乙烷与脂肪醇的摩尔比为(1~8):1；(b)将R1O（CH2CH2O）nH与环氧氯丙烷和碱金属氢氧化物固体颗粒在40~110℃反应3~10小时，所得混合物减压蒸馏得到脂肪醇聚氧乙烯缩水甘油醚，其中，脂肪醇聚氧乙烯醚与环氧氯丙烷的摩尔比为1:(1~2)；(c)将脂肪醇聚氧乙烯缩水甘油醚与N,N-二甲基对苯二胺在70~160℃反应3~20小时，得到脂肪醇聚氧乙烯醚羟丙基叔胺，其中，脂肪醇聚氧乙烯缩水甘油醚与N,N-二甲基对苯二胺摩尔比为1:(1~3)；(d)用步骤(c)制得的脂肪醇聚氧乙烯醚羟丙基叔胺与羧化试剂XR2COOM于50~100℃继续反应2~20小时，得到式（I）所述的羧酸盐甜菜碱表面活性剂；其中，脂肪醇聚氧乙烯醚羟丙基叔胺:羧化试剂的摩尔比为1:（1~4）；X选自Br或Cl，M选自K或Na。式（II）所述的甜菜碱表面活性剂优选由包括以下步骤的方法制得：(a)将脂肪醇R1OH与环氧乙烷在温度85~160℃，压力0~0.80MPa表压下，在碱性催化剂作用下反应得到脂肪醇聚氧乙烯醚R1O（CH2CH2O）nH，其中环氧乙烷与脂肪醇的摩尔比为(1~8):1；(b)将R1O（CH2CH2O）nH与环氧氯丙烷和碱金属氢氧化物固体颗粒在40~110℃反应3~10小时得到脂肪醇聚氧乙烯缩水甘油醚，其中，脂肪醇聚氧乙烯醚与环氧氯丙烷的摩尔比为1:(1~2)；(c)将脂肪醇聚氧乙烯缩水甘油醚与N,N-二甲基对苯二胺在70~160℃反应3~20小时，得到脂肪醇聚氧乙烯醚羟丙基叔胺，其中，脂肪醇聚氧乙烯缩水甘油醚与N,N-二甲基对苯二胺摩尔比为1:(1~3)；(d)用步骤(c)制得的脂肪醇聚氧乙烯醚羟丙基叔胺与磺化试剂XR4SO3M于50~100℃继续反应2~20小时，得到式（II）所述的磺酸盐甜菜碱表面活性剂；其中，脂肪醇聚氧乙烯醚羟丙基叔胺:磺化试剂的摩尔比为1:（1~4）；X选自Br或Cl，M选自K或Na。上述技术方案中(a)步骤中的反应温度优选为140~160℃，压力优选为0.2~0.6MPa本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种驱油组合物，以质量份计包括以下组份：（1）含聚氧乙烯醚羟丙基苯胺基甜菜碱表面活性剂0.01~5.0份；（2）聚合物0.01~3.0份；（3）水92.0~99.98份；其中，含聚氧乙烯醚羟丙基苯胺基甜菜碱表面活性剂选自羧酸盐甜菜碱、磺酸盐甜菜碱中至少一种，所述羧酸盐甜菜碱和磺酸盐甜菜碱分子通式分别如式（I）和式（II）所示：（Ⅰ）（Ⅱ）    所述的R1和R3独立选自C16~C32的烷基、烯基中的任意一种；所述的R2和R4独立选自C1~C5的亚烷基、羟基取代亚烷基中的任意一种；所述的n和m独立选自1~8；所述的聚合物选自超高分子量聚丙烯酰胺、耐温抗盐聚合物或黄原胶中的至少一种。

【技术特征摘要】
1.一种驱油组合物，以质量份计包括以下组份：(1)含聚氧乙烯醚羟丙基苯胺基甜菜碱表面活性剂0.01～5.0份；(2)聚合物0.01～3.0份；(3)水92.0～99.98份；其中，含聚氧乙烯醚羟丙基苯胺基甜菜碱表面活性剂选自羧酸盐甜菜碱、磺酸盐甜菜碱中至少一种，所述羧酸盐甜菜碱和磺酸盐甜菜碱分子通式分别如式(I)和式(II)所示：所述的R1和R3独立选自C16～C32的烷基、烯基中的任意一种；所述的R2和R4独立选自C1～C5的亚烷基、羟基取代亚烷基中的任意一种；所述的n和m独立选自1～8；所述的聚合物选自超高分子量聚丙烯酰胺、耐温抗盐聚合物或黄原胶中的至少一种。2.根据权利要求1所述的驱油组合物，其特征在于R1、R3为C20～C30的烷基、烯基中的任意一种，R2、R4为C1～C3的亚烷基、羟基取代亚烷基中的任意一种，n、m为1～6。3.根据权利要求1所述的驱油组合物，其特征在于所述的超高分子量聚丙烯酰胺的粘均分子量为2500万～4000万；耐温抗盐聚合物为N，N-二乙基丙烯酰胺和丙烯酰胺通过自由基聚合得到的N，N-二乙基丙烯酰胺－丙烯酰胺共聚物。4.根据权利要求1所述的驱油组合物，其特征在于所述的水为油田注入水。5.根据权利要求1所述的驱油组合物，其特征在于式(I)所述的甜菜碱表面活性剂由包括以下步骤的方法制得：(a)将脂肪醇R1OH与环氧乙烷在温度85～160℃，压力0～0.80MPa表压下，在碱性催化剂作用下反应得到脂肪醇聚氧乙烯醚R1O(CH2CH2O)nH，其中环氧乙烷与脂肪醇的摩尔比为(1～8):1；(b)将R1O(CH2CH2O)nH与环氧氯丙烷和碱金属氢氧化物固体颗粒在40～110℃反应3～10小时，所得混合物减压蒸馏得到脂肪醇聚氧乙烯缩水甘油醚，其中，脂肪醇聚氧乙烯醚与环氧氯丙烷的摩尔比为1:(1～2)；(c)将脂肪醇聚氧乙烯缩水甘油醚与N,N-二甲基对苯二胺在70～160℃反应3～20小时，得到脂肪醇聚氧乙烯醚羟丙基叔胺，其中，脂肪醇聚氧乙烯缩水甘油醚与N,N-二甲基对苯二胺摩尔比为1:(1～3)；(d)用步骤(c)制得的脂肪醇聚氧乙烯醚羟丙基叔胺与羧化试剂XR2COOM于50～100℃继续反应2～20小时，得到式(I)所述的羧酸盐甜菜碱...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐恒志，沙鸥，李应成，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司上海石油化工研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11