含聚醚羧酸盐表面活性剂的驱油组合物及制备方法技术

本发明专利技术涉及含聚醚羧酸盐表面活性剂的驱油组合物及制备方法，主要解决现有技术中驱油组合物制备成本高、抗高温和高盐性能差的问题。本发明专利技术通过采用含聚醚羧酸盐表面活性剂的驱油组合物，以质量份数计包括：1份表面活性剂；0～50份聚合物；0～50份碱；其中，所述聚合物和碱的量不同时为0；所述表面活性剂为式I所示的聚醚羧酸盐表面活性剂、醇及盐以摩尔比为1：(1～10)：(1～10)形成的混合物；X为O，R1为C8～C30的脂肪烃基或由C4～C20直链或支链的饱和及不饱和烃基取代的苯环或萘环；或R1X为松香酸根的技术方案，较好地解决了该问题，可用于高温高盐砂岩油藏提高原油采收率的驱油组合物和生产中。R1X(CH2CH2O)m1(CH3CHCH2O)n(CH2CH2O)m2R2COOM,式I。

Oil displacement composition containing polyether carboxylate surfactant and preparation method thereof

The invention relates to an oil displacement composition containing polyether carboxylate surfactant and a preparation method thereof, which mainly solves the problems of high preparation cost, high temperature resistance and high salt performance in the prior art. The invention adopts a flooding oil composition containing polyether carboxylate surfactant, to the quality of the number of copies including: 1 copies of surfactant; 0 ~ 50 ~ 50 alkali polymer; 0; among them, the polymer and alkali amount at 0; the surface active agent I the polyether carboxylate surfactant, alcohol and salt in a molar ratio of 1: (1 ~ 10): (1 ~ 10) of X is O, R1 mixture; C8 ~ C30 aliphatic hydrocarbon or by C4 ~ C20 straight chain or branched chain saturated and unsaturated alkyl substituted benzene ring and naphthalene ring R1X; or a technical proposal for rosin solution, solves the problem, can be used for high temperature and high salinity reservoir sandstone EOR flooding oil composition and production. R1X (CH2CH2O) M1 (CH3CHCH2O) n (CH2CH2O) m2R2COOM, type I.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种含聚醚羧酸盐表面活性剂的驱油组合物及制备方法。
技术介绍
化学驱是通过水溶液中添加化学剂，改变注入流体的物理化学性质和流变学性质以及与储层岩石的相互作用特征而提高采收率的一种强化措施，在我国得以快速发展，其主要原因是我国储层为陆相沉积非均质性较强，陆相生油原油黏度较高，在EOR方法中更适合于化学驱。表面活性剂驱油技术就是将表面活性剂加入到注入水中，通过降低油水界面张力提高洗油能力来改善驱油效率的一种提高采收率方法。聚合物驱油技术是一种重要的提高石油采收率的方法，与一般水驱相比，聚合物驱油主要是增加水相的黏度，控制驱油体系的流度比，起到扩大波及体积的作用，相对于表面活性剂而言，成本较低。碱的加入主要是降低了表面活性剂的吸附量，增加表面活性剂的界面活性。作为化学驱中的重要技术，表面活性剂活性水驱、胶束溶液驱及微乳液驱技术、聚合物表面活性剂形成的二元复合驱油技术和聚合物表面活性剂碱形成的三元复合驱油技术已在中外进行了一些矿场试验，取得了良好的驱油效果。2002年大庆油田在外围低渗透油田开展了注活性水降压增注试验，2003年在外围低渗透油田和喇、萨、杏油田表外储层开展注活性水驱油试验，其目的是使油水界面张力大大降低，减小相间表面的作用，活化、分散滞留油块或剥离黏附的油膜，借助流动孔隙度的增加，提高油层的流动渗透率，达到降低启动压力、提高注水波及体积和驱油效率的效果。实践证明，活性水驱能够大幅度提高已投入开发区块的原油采收率，并且使一部分在目前经济技术条件下不能动用的储量有效投入开发。至1994年以来，大庆油田采用国外进口的重烷基苯磺酸盐开展了5个三元复合驱试验，在水驱采收率基础上再提高原油采收率20％，并依此明确了三元复合驱为聚合物驱之后的三次采油主导技术。油田在三元复合驱先导现场试验取得成功后，考虑到结垢和破乳难的问题，采取了二元复合驱的技术路线，使用以胜利原油为原料合成的石油磺酸盐表面活性剂为主剂，非离子表面活性为辅剂，可以在无碱条件下达到超低界面张力，并于2003年在孤东七区西南开展了矿场先导试验，提高采收率可12％，解决了结垢和破乳难问题。相比于聚合物驱油技术而言，表面活性剂作为驱油剂使用的关键是表面活性剂的性能和成本，特别是制备成本直接制约了其在油田提高采收率方面的应用。美孚石油公司的专利US3927716、US4018281、US4216097相继报道了采用碱水驱油、表面活性剂或碱水驱油及使用两性离子表面活性剂驱油的结果，采用的两性离子表面活性剂为不同链长的羧酸或磺酸盐型甜菜碱表面活性剂，在总矿化62000～160000mg/L，钙镁离子1500～18000mg/L的模拟盐水中，对德克萨斯南部原油的界面张力达10-1～10-4mN/m。美孚石油公司的专利US4370243报道了采用油溶性的醇、磺酸甜菜碱及季铵盐组成的驱油体系，该体系既可起到表面活性剂的作用，也可以起到流度控制剂的作用，其中季铵盐为亲油基碳链长为16～20的阳离子表面活性剂，采用2wt％的十八烷基二羟乙基丙基磺酸盐甜菜碱与1.0％的正己醇作为驱油剂，注入1.9PV后，原油即可100％驱出，但表面活性剂的吸附损耗较大达到6mg/g，在此基础上加入价格相对低廉的2.0％四乙基溴化铵作为牺牲剂以降低表面活性剂的吸附量。美国德克萨斯大学申请的专利US8211837，报道了采用简单廉价的线性醇在高温下催化二聚反应得到支链化的长碳醇，与环氧丙烷、环氧乙烷聚合后进行硫酸酯化反应，相对于昂贵的磺酸盐型表面活性剂，低成本合成了大亲水基聚醚硫酸盐表面活性剂，由于大亲水基团的存在，从而使得该硫酸盐表面活性剂在碱性条件下高温稳定性能优良，0.3％的支链醇聚醚硫酸盐(C32-7PO-6EO硫酸盐)与0.3％的内烯烃磺酸盐(C20～24IOS)盐水溶液在85℃与相同量的原油混合，其增溶参数为14。国外研究使用的表面活性剂由于使用量大、成本高，作为驱油剂在实际应用中受到了一定的限制。聚醚羧酸盐是一类阴离子表面活性剂，往往是由非离子表面活性剂通过羧甲基化改性而来的，兼有非离子型和阴离子表面活性剂的特征，具有表面张力低、毒性小、易生物降解等特点，是一类多功能的“绿色表面活性剂”。由于其特殊的性质，脂肪醇醚羧酸盐在化妆品、洗涤剂、生物化学、制药、食品加工、原油破乳、稠油降黏等领域有着广泛的应用。美国专利US4818440报道了脂肪酰胺聚氧乙烯醚乙酸的制备及应用，其中羧甲基化反应采用的是分批次加入氢氧化钠和氯乙酸钠固体，最终聚醚转化率达到75～80％，合成的粗产品经过酸化提纯得到纯度较高的脂肪酰胺聚氧乙烯醚乙酸，作为主要成分应用于香波等日化产品中。该报道中，聚醚羧酸盐需经过提纯，合成工艺复杂，产生的三废多，制备成本较高，且未涉及在提高原油采收率方面的应用。耐温抗盐聚合物的使用是提高原油采收率的另一关键因素。早期常用于强化石油开采(EOR)的聚合物驱的工业产品仅有部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)，它依赖于高分子量和聚合物分子链上的离子和强极性侧基的排斥作用达到增黏效果。但是，高分子量聚合物当受到较大的拉伸和剪切应力时，易于发生机械降解而丧失黏度，在低渗透率岩层中注入聚合物时尤为明显。水溶液中的阳离子，尤其是二价离子，会屏蔽聚合物中的离子基团，使聚合物分子链卷曲，流体力学体积减小甚至沉淀，从而使增黏性大大降低。当地层油层温度较高时(＞93℃)，聚丙烯酰胺(PAM)中的酰胺基在高温水溶液中易水解，使聚合物溶液的抗盐性急剧下降。近年来，有关耐温抗盐型聚丙烯酰胺的研究主要通过在聚合物主链上引入大侧基或刚性侧基提高聚合物的热稳定性、引入抑制水解的单体或对盐不敏感的单体进行共聚来提高聚合物的耐水解及抗盐性能，或通过疏水基团的疏水缔合作用来改善聚合物的耐温抗盐性能。上述结果表明，低成本制备驱油组合物是提高原油采收率的关键。采用“一锅法”制备含聚醚羧酸盐表面活性剂的方法，可以大大降低驱油组合物关键组分表面活性剂的生产成本，实现了表面活性剂的绿色生产。同时制备的表面活性剂水溶液，或者表面活性剂和聚合物的水溶液，或含表面活性剂和聚合物和碱的水溶液驱油组合物对于降低原油的界面张力、乳化原油和扩大波及体积具有较好的效果，使得该类驱油组合物在油田提高采收率方面具有较大的应用前景。因此，针对高温高盐砂岩油藏的特点，专利技术了一种在地层温度下长时间结构稳定，并能与原油形成10-2～10-4mN/m低界面张力，有效提高原油采收率的驱油剂。本专利技术所述的正是这种驱油组合物、制备方法及其在强化采油中的应用。
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驱油组合物制备成本高、抗高温和高盐性能差的问题，提供一种新的含聚醚羧酸盐表面活性剂的驱油组合物。该驱油组合物将含表面活性剂的水溶液，或者表面活性剂和聚合物的水溶液，或含表面活性剂和聚合物和碱的水溶液作为驱油剂用于驱油过程中，具有制备成本低、耐温抗盐性能好、高温条件下驱油效率高的优点。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应的含聚醚羧酸盐表面活性剂的驱油组合物的制备方法。为了解决上述技术问题之一，本专利技术采用的技术方案如下：一种含聚醚羧酸盐表面活性剂的驱油组合物，以质量份数计本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种含聚醚羧酸盐表面活性剂的驱油组合物，以质量份数计包括：1)1份表面活性剂；2)0～50份聚合物；3)0～50份碱；其中，所述聚合物和碱的量不同时为0；所述表面活性剂为式I所示的聚醚羧酸盐表面活性剂、醇及盐以摩尔比为1：(1～10)：(1～10)形成的混合物；R1×(CH2CH2O)m1(CH3CHCH2O)n(CH2CH2O)m2R2COOM，   式I；X为O，R1为C8～C30的脂肪烃基或由C4～C20直链或支链的饱和及不饱和烃基取代的苯环或萘环；或R1X为松香酸根；m1＝0～50、m2＝0～50，n＝0～100，R2为C1～C5的亚烷基或羟基取代亚烷基；M选自氢、碱金属或者由式NR4(R5)(R6)(R7)所示基团中的至少一种；R4、R5、R6、R7为独立选自H、(CH2)aOH或(CH2)bCH3中的一种，a＝2～4、b＝0～5中的任一整数；所述盐选自金属卤化物、有机酸盐中的至少一种；所述醇选自C1～C6短碳链醇；所述聚合物为适用于油田采油的聚合物；所述碱为无机碱或有机胺中的至少一种。

【技术特征摘要】
1.一种含聚醚羧酸盐表面活性剂的驱油组合物，以质量份数计包括：1)1份表面活性剂；2)0～50份聚合物；3)0～50份碱；其中，所述聚合物和碱的量不同时为0；所述表面活性剂为式I所示的聚醚羧酸盐表面活性剂、醇及盐以摩尔比为1：(1～10)：(1～10)形成的混合物；R1×(CH2CH2O)m1(CH3CHCH2O)n(CH2CH2O)m2R2COOM，式I；X为O，R1为C8～C30的脂肪烃基或由C4～C20直链或支链的饱和及不饱和烃基取代的苯环或萘环；或R1X为松香酸根；m1＝0～50、m2＝0～50，n＝0～100，R2为C1～C5的亚烷基或羟基取代亚烷基；M选自氢、碱金属或者由式NR4(R5)(R6)(R7)所示基团中的至少一种；R4、R5、R6、R7为独立选自H、(CH2)aOH或(CH2)bCH3中的一种，a＝2～4、b＝0～5中的任一整数；所述盐选自金属卤化物、有机酸盐中的至少一种；所述醇选自C1～C6短碳链醇；所述聚合物为适用于油田采油的聚合物；所述碱为无机碱或有机胺中的至少一种。2.根据权利要求1所述的含聚醚羧酸盐表面活性剂的驱油组合物，其特征在于所述R1为C12～C24的烷基或由C8～C12烷基取代的苯基或R1X为松香酸根，R2为C1～C3的亚烷基或羟基取代亚烷基，m1＝0～30，m2＝0～30，n＝0～30，且m1+m2与n不同时为零，a＝2，b＝0或1。3.根据权利要求1所述的含聚醚羧酸盐表面活性剂的驱油组合物，其特征在于所述金属卤化物选自碱金属卤化物，有机酸盐选自羟基取代的羧酸盐。4.根据权利要求1所述的含聚醚羧酸盐表面活性剂的驱油组合物，其特征在于所述聚合物为黄原胶、羟甲基纤维素、羟乙基纤维素、阴离子型聚丙烯酰胺、改性聚丙烯酰胺、疏水缔合聚合物、聚合物微球中的至少一种。5.根据权利要求4所述的含聚醚羧酸盐表面活性剂的驱油组合物，其特征在于所述疏水缔合聚合物由丙烯酰胺、耐温抗盐单体与疏水单体共聚而成，三种单体的摩尔比为1：(0.1～20)：(0.001～0.01)，黏均分子量为1200～2200万；所述改性聚丙烯酰胺由丙烯酰胺、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸两种单体共聚而成，两种...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈之芹，李应成，王辉辉，吴春芳，
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