一种复合发泡剂及其应用制造技术

本发明专利技术涉及一种复合发泡剂，该复合发泡剂含有：阴离子型低聚表面活性剂、有机稳泡剂和水，所述阴离子型低聚表面活性剂具有式(Ⅰ)所示的结构，其中，n为1-6中的任意整数，R为烷基，M为Li+、Na+和K+中的至少一种。本发明专利技术还涉及上述复合发泡剂在二氧化碳驱油中的应用。本发明专利技术的复合发泡剂在实际使用时用量低、增稠性好；而且，本发明专利技术的复合发泡剂用于二氧化碳驱油，形成的乳状液易破乳；本发明专利技术的复合发泡剂稳定性好、发泡性能好、适用范围广，可广泛应用于二氧化碳驱油领域。

Composite foaming agent and application thereof

The invention relates to a composite foaming agent, the composite foaming agent containing anionic oligomeric surfactants, organic solvent and water foam, the anionic surfactant type with oligo (I) structure, as shown in the n is any integer 1-6, R alkyl, M is at least a Li+, Na+ and K+. The invention also relates to the application of the composite foaming agent in the carbon dioxide flooding. Composite foaming agent of the invention in actual use of low dosage, good thickening; moreover, the invention of the composite foaming agent for carbon dioxide flooding, the formation of emulsion easy demulsification; composite foaming agent and foaming stability of the invention has good performance, wide application range, can be widely used in the field of carbon dioxide flooding.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种复合发泡剂，以及该复合发泡剂在二氧化碳驱油中的应用。
技术介绍
目前，全世界约有75％的提高采收率工程注入蒸汽、二氧化碳和轻烃类。其中，二氧化碳驱油不论是作为二次采油还是继水驱之后的提高采收率方法，一直受到业界重视。二氧化碳驱油技术是将二氧化碳作为驱油剂注入到油藏中，二氧化碳可降低原油粘度、改善油水流度比、使原油体积膨胀，从而增加油藏能量，提高油气开采效率。20世纪50-60年代，因气源丰富，在美国、加拿大进行了大量的现场试验。2005年，美国实施注气方法的原油产量首次超过热采年产量，成为其最主要的提高原油采收率的方法。然而，二氧化碳驱油技术在实际应用过程中，还存在一系列需要解决的技术难题。首先，在油藏条件下，二氧化碳粘度比原油粘度小10-50倍，不利流度比造成的粘性指进导致气体早期突破、生产气油比高，低粘度促使二氧化碳容易进入高渗层等，这些原因使矿场驱替效果经济效益变差。另一方面，二氧化碳与原油之间的密度差产生重力分离，密度低的气体上浮，出现重力超覆现象，只能波及储层上部少部分区域，导致气体的波及体积下降，影响注气开发效果。因此，改善注气效果的关键环节是控制二氧化碳的流度，减缓气窜。二氧化碳泡沫是目前二氧化碳驱油过程中减缓气窜的方法之一。研究表明，泡沫产生的表观粘度大约是其气体粘度的100-1000倍，泡沫流体具有遇水稳定、遇油消泡，封堵能力随着渗透率增加而增加的特性。能有效减低多孔介质中气体的相对渗透率，减弱了气体向高渗透层发生渗透的可能性，从而扩大其波及体积。国内外对二氧化碳驱调剖用发泡剂开展了一些研发工作。文献报道和实际应用较多的二氧化碳泡沫剂是非离子表面活性剂、阴离子表面活性剂、阴离子-非离子表面活性剂以及它们之间的复配物，虽然有一定的调剖效果，但是依然存在很多问题，例如：专利US8857527公开了一种提高采收率的配方，包括非离子表面活性剂、亲二氧化碳的非乳化型表面活性剂，可与二氧化碳和水形成稳定的泡沫。其中亲二氧化碳的非乳化型表面活性剂是含有聚合氧乙基和氧丙基的表面活性剂，和二氧化碳有一定的亲和性。室内评价试验表明，可使表观粘度达100倍以上。但是这一类表面活性剂通常用量较大，在实际应用过程中，成本问题可能是其瓶颈之一。专利US8695718公开了非离子型表面活性剂用于二氧化碳泡沫剂提高原油采收率的方法。实施过程中，可先将非离子表面活性剂和水从生产井注入油藏，随后注入二氧化碳，也可将三者形成的泡沫一起注入。其中，非离子表面活性剂是基于丙三醇的衍生物，并含有聚合氧乙基、长链烷基，用量为0.001-5Vol％，经测试，二氧化碳泡沫的表观粘度最高可达140cP。专利CN103867169A报道了气溶性表面活性剂用于二氧化碳驱油流度控制的方法。将气溶性表面活性剂与超临界二氧化碳按质量比0.1-1.5％的比例混合均匀，然后注入油藏。所述的气溶性表面活性剂为脂肪醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚或壬基酚聚氧乙烯醚。驱替试验分析了模拟二氧化碳驱后，注入携带表面活性剂的二氧化碳，可使入口压力上升，说明通过形成泡沫进行二氧化碳流度控制是可行的。虽然上述两篇专利中非离子表面活性剂的加入可以解决气窜问题，但是上述两篇中的非离子表面活性剂均会使水和油形成难于破乳的乳状液。采油工程中，气驱通常在水驱之后，气驱开始时，油藏中水含量很高，生产井产出液是油和水的乳状液，会造成后续加工的困难。专利CN102660251A公开了一种二氧化碳调剖用耐温抗盐发泡剂及其制备方法。该发泡剂由15-30％阴-非离子表面活性剂主剂、6-20％非离子助发泡剂、2-5％有机小分子稳泡剂及50-77％水组成。该组合配方适用于温度不高于110℃，矿化度不高于150000ppm的地质条件下二氧化碳驱的封窜调剖。但是该专利技术所用的阴-非离子表面活性剂同样存在后续的油水乳化和加工困难问题，同时发泡剂中的阴-非离子表面活性剂，与地层中岩石具有较高的亲和力，造成吸附损失，表面活性剂实际加入量明显降低，实际应用时在地层中形成泡沫的可能性降低。而且，现有的发泡剂还存在稳定性较差的问题，进而影响其发泡性能。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服现有技术中复合发泡剂的上述缺陷，提供一种使用时用量小、易破乳、稳定性好的复合发泡剂，以及该复合发泡剂在二氧化碳驱油中的应用。本专利技术的专利技术人在研究中发现，复合发泡剂中含有结构为式(Ⅰ)所示的阴离子型低聚表面活性剂，其中，n为1-6中的任意整数，R为烷基，M为Li+、Na+和K+中的至少一种。能够使复合发泡剂在实际使用时用量小，形成的油水乳状液易破乳，且具有极高的稳定性。因此，为了实现上述目的，一方面，本专利技术提供了一种复合发泡剂，该复合发泡剂含有：阴离子型低聚表面活性剂、有机稳泡剂和水，所述阴离子型低聚表面活性剂具有式(Ⅰ)所示的结构，其中，n为1-6中的任意整数，R为烷基，M为Li+、Na+和K+中的至少一种。优选地，R为C4-C12的烷基，更优选为C8-C12的烷基。另一方面，本专利技术提供了上述复合发泡剂在二氧化碳驱油中的应用。本专利技术的复合发泡剂在实际使用时用量低、增稠性好；而且，本专利技术的复合发泡剂用于二氧化碳驱油，形成的乳状液易破乳；本专利技术的复合发泡剂稳定性好、发泡性能好；本专利技术的复合发泡剂适用的地层水质，总矿化度最高可达50000mg/L，钙镁离子浓度可高达2000mg/L，可见本专利技术的复合发泡剂适用范围广，可广泛应用于二氧化碳驱油领域。本专利技术的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。附图说明图1是制备例1的阴离子型低聚表面活性剂A1的氢谱谱图；图2是制备例1的阴离子型低聚表面活性剂A1的碳谱谱图；图3是制备例1的阴离子型低聚表面活性剂A1的质谱谱图。具体实施方式以下对本专利技术的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限制本专利技术。一方面，本专利技术提供了一种复合发泡剂，该复合发泡剂含有：阴离子型低聚表面活性剂、有机稳泡剂和水，所述阴离子型低聚表面活性剂具有式(Ⅰ)所示的结构，其中，n为1-6中的任意整数，R为烷基，M为Li+、Na+和K+中的至少一种。本专利技术中，优选地，R为C4-C12的烷基，更优选为C8-C12的烷基，从而能够进一步提高复合发泡剂的稳定性和易破乳性。本专利技术中，有机稳泡剂优选为高级脂肪醇、长链有机酸、长链有机酸盐、羧基纤维素、聚丙烯酰胺、可溶性淀粉和改性瓜尔胶中的至少一种。其中，对于高级脂肪醇无特殊要求，可以采用本领域常用的各种高级脂肪醇，碳链长度优选≥8，例如碳链长度可以为8-20。对于长链有机酸无特殊要求，可以采用本领域常用的各种长链有机酸，优选为硬脂酸，对于长链有机酸盐无特殊要求，可以采用本领域常用的各种盐，优选为硬脂酸铵。聚丙烯酰胺的数均分子量优选为10万-2000万，更优选为100万-1000万。对于羧基纤维素、可溶性淀粉和改性瓜尔胶无特殊要求，可以采用本领域常用的各种羧基纤维素、可溶性淀粉和改性瓜尔胶。本专利技术中，水可以是常规的制备发泡剂的水，水的总离子浓度优选≤50000mg/L，钙镁离子浓度优选≤2000mg/L。对于水的种类无特殊要求，例如可本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种复合发泡剂，该复合发泡剂含有：阴离子型低聚表面活性剂、有机稳泡剂和水，其特征在于，所述阴离子型低聚表面活性剂具有式(Ⅰ)所示的结构，其中，n为1‑6中的任意整数，R为烷基，M为Li+、Na+和K+中的至少一种。

【技术特征摘要】
1.一种复合发泡剂，该复合发泡剂含有：阴离子型低聚表面活性剂、有机稳泡剂和水，其特征在于，所述阴离子型低聚表面活性剂具有式(Ⅰ)所示的结构，其中，n为1-6中的任意整数，R为烷基，M为Li+、Na+和K+中的至少一种。2.根据权利要求1所述的复合发泡剂，其中，R为C4-C12的烷基，优选为C8-C12的烷基。3.根据权利要求1所述的复合发泡剂，其中，所述有机稳泡剂为高级脂肪醇、长链有机酸、长链有机酸盐、羧基纤维素、聚丙烯酰胺、可溶性淀粉和改性瓜尔胶中的至少一种。4.根据权利要求3所述的复合发泡剂，其中，所述高级脂肪醇的碳链长度≥8。5.根据权利要求3所述的复合发泡剂，其中，所述长链有机酸为硬脂酸，所述长链有机酸盐为硬脂酸铵。6.根据权利要求3所述的复合发泡剂，其中，...

【专利技术属性】
技术研发人员：秦冰，黄娟，侯研博，王征，李伟，
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石油化工科学研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11