本发明专利技术提供了一种无碱二元复合驱组合物及其在高温高盐油藏中的应用。以重量百分比计，其包括0.05‑0.30％长短链甜菜碱表面活性剂、0.05‑0.30％聚合物、其余为水；长短链甜菜碱表面活性剂具有如下结构RN+R1R2X；其中，R为C10‑C24的直链或支链烷基；R1为C2‑C5的直链烷基；R2为C2‑C5的直链烷基；X为‑CH2COO‑、‑CH2CH2SO3‑、‑CH2CH2CH2SO3‑或‑CH2CHOHCH2SO3‑。本发明专利技术还提供了上述无碱二元复合驱组合物在高温高盐油藏中的应用，所述高温高盐油藏的主要是指油藏的温度≥70℃，水的矿化度≥10000mg/L的油藏。本发明专利技术提供的技术方案在高温高盐条件下能够有效提高采收率，获得更高的驱油效率。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种无碱二元复合驱组合物及其在高温高盐油藏中的应用，属于石油开采
技术介绍
随着油田的不断开发，中国陆上主力油田进入高采出程度、高含水阶段。老油田稳产、增产成为摆在油田开发工作者面前的重要课题。以聚合物驱、三元复合驱为代表的化学驱提高采收率技术为国内原油的稳产做出了重要贡献。在大庆油田，采用重烷基苯磺酸盐表面活性剂的强碱三元复合驱(氢氧化钠/重烷基苯磺酸盐/聚合物)技术已进入扩大化工业应用阶段；采用石油磺酸盐表面活性剂的弱碱三元复合驱(碳酸钠/石油磺酸盐/聚合物)技术的现场试验亦取成功并继续扩大现场应用规模。但在三元复合驱现场应用的过程中也暴露出一些副作用：碱造成地层伤害、结垢腐蚀，乳化造成举升困难、原油脱水和产出液处理复杂等。为避免含碱三元复合驱体系的不利因素，表面活性剂/聚合物二元复合驱技术成为近年来研究的热点。该二元体系不含碱，可使聚合物的粘度和弹性得到保持，同时高效驱油用表面活性剂可使配方具有较高的洗油效率。随着国内外油田开发程度的深入，高温高盐油藏化学驱提高采收率问题提到了议事日程上来。与常规油藏化学复合驱用表面活性剂相比，高温高盐油藏要求所用表面活性剂具有较强的耐温性能、抗盐性能和抗二价离子性能。重烷基苯磺酸盐、石油磺酸盐等阴离子表面活性剂尽管耐温性能良好，但耐盐性能和耐钙镁离子性能较差，且无碱条件下界面性能较差，无法应用于高温高盐油藏无碱二元复合驱体系。脂肪醇醚类非离子表面活性剂耐盐性能良好，但具有浊点耐温性能不佳，也无法在高温高盐油藏使用。与其它类型表面活性剂相比，甜菜碱型两性表面活性剂有许多优异的性能，如极好的耐硬水性、耐盐性、低毒、易生物降解、性能温和配伍性好等。由于分子结构中同时存在阴阳离子，甜菜碱表面活性剂分子在油水界面排列比较紧密、在无碱条件降低油水界面张力的能力更强。而且，甜菜碱型两性表面活性剂耐盐性能、耐二价离子性能出众。因此，近十余年来国内在驱油用甜菜碱型表面活性剂方面进行了大量的研究工作，开发出了一系列甜菜碱型驱油用表面活性剂。如专利ZL201210056931.4所述芳基烷基甜菜碱、十八烷基己基甲基羧基甜菜碱(宋洪娟，精细化工，2015：32(6))和专利ZL200810238800.1所述具有居贝特结构的烷基聚氧乙烯醚甜菜碱等。这些甜菜碱具有界面性能好、驱油效率高等优点。但是，芳基烷基甜菜碱和十八烷基己基羧基甜菜碱制备工艺都比较复杂；居贝特结构的烷基聚氧乙烯醚甜菜碱所用合成原料居贝特醇由于生产工艺和催化剂等问题难以获得大规模的工业原料。而且，居贝特结构的烷基聚氧乙烯醚甜菜碱和十八烷基己基羧基甜菜碱的单剂均难以和原油达到超低界面张力。例如，十六烷基聚氧乙烯(3)醚羟丙基羧基甜菜碱需在添加弱碱碳酸钠的情况下才能与原油达到的超低界面张力范围(10-3mN/m数量级及以下)。十八烷基己基羧基甜菜碱需与十六烷基二甲基羧基甜菜碱和双十二烷基甲基羧基甜菜碱复配才能与原油达到超低界面张力。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种无碱二元复合驱组合物，该二元复合驱组合物在高温高盐条件下能够有效提高采收率，获得更高的驱油效率。为达到上述目的，本专利技术提供了一种无碱二元复合驱组合物，以重量百分比计，所述组合物包括：长短链甜菜碱表面活性剂0.05-0.30％；聚合物0.05-0.30％；其余为水；所述长短链甜菜碱表面活性剂具有式Ⅰ所示的结构在所述式Ⅰ中，R为C10-C24的直链或支链烷基；R1为C2-C5的直链烷基；R2为C2-C5的直链烷基；X为-CH2COO-、-CH2CH2SO3-、-CH2CH2CH2SO3-或-CH2CHOHCH2SO3-。在上述无碱二元复合驱组合物中，优选地，所述R包括直链或支链的-C10H21、-C11H23、-C12H25、-C13H27、-C14H29、-C15H31、-C16H33、-C18H37、-C20H41、-C22H45或-C24H49；更优选地，所述R1包括直链的-C2H5、-C3H7、-C4H9或-C5H11；进一步优选地，所述R2包括直链的-C2H5、-C3H7、-C4H9或-C5H11。在上述无碱二元复合驱组合物中，优选地，所述长短甜菜碱表面活性剂包括十二烷基二戊基丙磺基甜菜碱、十六烷基乙基丁基乙磺基甜菜碱、十八烷基二丙基羧基甜菜碱或十八烷基二丙基羟丙磺基甜菜碱。在上述无碱二元复合驱组合物中，优选地，所述长短链甜菜碱表面活性剂包括：①十二烷基二乙基羟丙磺基甜菜碱(如式1所示)②十二烷基二戊基丙磺基甜菜碱(如式2所示)③十四烷基乙基戊基羧基甜菜碱(如式3所示)④十四烷基二丙基羟丙磺基甜菜碱(如式4所示)⑤十六烷基二丙基羧基甜菜碱(如式5所示)⑥十六烷基乙基丁基乙磺基甜菜碱(如式6所示)⑦十八烷基二乙基羧基甜菜碱(如式7所示)⑧十八烷基二丙基羧基甜菜碱(如式8所示)或者；⑨十八烷基二丙基羟丙磺基甜菜碱(如式9所示)。在上述无碱二元复合驱组合物中，优选地，所述R1和R2不同时为-C2H5。在上述无碱二元复合驱组合物中，优选地，所述长短甜菜碱表面活性剂的重量百分比为0.10-0.30％；优选为0.20％。在上述无碱二元复合驱组合物中，优选地，所述聚合物的重量百分比为0.10-0.20％；更优选为0.20％。在上述无碱二元复合驱组合物中，优选地，所述聚合物包括部分水解聚丙烯酰胺聚合物、疏水缔合聚合物或星型聚合物。在上述无碱二元复合驱组合物中，所采用的星型聚合物可以为申请号为201010565501.6的中国专利技术专利申请(专利技术名称为：一种星型聚合物的制备方法，申请日为2010年11月29日)中所记载的星型聚合物，将其全文引入这里作为参考。在上述无碱二元复合驱组合物中，所述疏水缔合聚合物可以是法国爱森公司(SNF)生产的聚合物AN125；所部分水解聚丙烯酰胺可以是日本三菱化成公司生产的聚合物MO4000；优选地，所述部分水解聚丙烯酰胺聚合物的水解度为20％-30％，所述星型聚合物的水解度为1％-5％。在上述无碱二元复合驱组合物中，优选地，所述聚合物的分子量为1200-3500万。在上述无碱二元复合驱组合物中，优选地，所述水包括油田注入清水、油田注入污水和油田采出水中的一种或几种的组合；更优选地，所述水的矿化度≥10000mg/L。本专利技术还提供了上述无碱二元复合驱组合物在高温高盐油藏中的应用，其中，所述高温高盐油藏主要是指温度≥70℃，水的矿化度≥10000mg/L的油藏。在上述应用中，优选地，所述油藏的温度为70℃-100℃。在上述应用中，优选地，所述高温高盐油藏中二价离子的含量≥400mg/L。本专利技术还提供了一种制备上述长短链甜菜碱表面活性剂的方法，其包括以下步骤：将有机盐与烷基总碳数为C3-C10的对称或不对称双烷基仲胺按物质的量比为1:(1-5)进行叔胺合成反应，得到中间体叔胺；将所述中间体叔胺与卤代烃按物质的量比为1:(0.5-2)进行季铵化反应，制得长短链甜菜碱表面活性剂；其中，所述有机盐包括3-氯-2-羟基丙磺酸钠、2-氯乙酸钠、2-溴乙基磺酸钠或3-溴丙基磺酸钠；所述卤代烃包括氯代烷烃或溴代烷烃。在上述制备方法中，优选地，所述双烷基仲胺包括二乙胺、二正丙胺、乙基戊基仲胺或二正戊本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种无碱二元复合驱组合物，以重量百分比计，所述组合物包括：长短链甜菜碱表面活性剂 0.05‑0.30％；聚合物 0.05‑0.30％；其余为水；所述长短链甜菜碱表面活性剂具有式Ⅰ所示的结构RN+R1R2X 式Ⅰ在所述式Ⅰ中，R为C10‑C24的直链或支链烷基；R1为C2‑C5的直链烷基；R2为C2‑C5的直链烷基；X为‑CH2COO‑、‑CH2CH2SO3‑、‑CH2CH2CH2SO3‑或‑CH2CHOHCH2SO3‑。
【技术特征摘要】
1.一种无碱二元复合驱组合物，以重量百分比计，所述组合物包括：长短链甜菜碱表面活性剂0.05-0.30％；聚合物0.05-0.30％；其余为水；所述长短链甜菜碱表面活性剂具有式Ⅰ所示的结构RN+R1R2X式Ⅰ在所述式Ⅰ中，R为C10-C24的直链或支链烷基；R1为C2-C5的直链烷基；R2为C2-C5的直链烷基；X为-CH2COO-、-CH2CH2SO3-、-CH2CH2CH2SO3-或-CH2CHOHCH2SO3-。2.根据权利要求1所述的无碱二元复合驱组合物，其中，所述R包括直链或支链的-C10H21、-C11H23、-C12H25、-C13H27、-C14H29、-C15H31、-C16H33、-C18H37、-C20H41、-C22H45或-C24H49；优选地，所述R1包括直链的-C2H5、-C3H7、-C4H9或-C5H11；更优选地，所述R2包括直链的-C2H5、-C3H7、-C4H9或-C5H11。3.根据权利要求1或2所述的无碱二元复合驱组合物，其中，所述长短链甜菜碱表面活性剂包括十二烷基二乙基羟丙磺基甜菜碱、十二烷基二戊基丙磺基甜菜碱、十四烷基乙基戊基羧基甜菜碱、十四烷基二丙基羟丙磺基甜菜碱、十六烷基二丙基羧基甜菜碱、...
【专利技术属性】
技术研发人员：蔡红岩，马德胜，杨胜建，周新宇，田茂章，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11
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