驱油用黏弹性表面活性剂组合物及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及一种驱油用黏弹性表面活性剂的组合物以及所述组合物作为驱油剂的应用。主要解决现有技术中表面活性剂存在高温中低渗条件下驱油效率低的问题，本发明专利技术通过采用用于驱油用黏弹性表面活性剂的组合物，包括式(I)中所述的两性表面活性剂和有机酸盐：所述的有机酸盐选自式中(II)所示的有机酸盐中的至少一种；式(I)中R1选自C8～C29的烷基、烯基中的至少一种，所述的R2和R3均独立选自C1～C5的亚烷基、羟基取代亚烷基中的至少一种；式(II)中X选自羧酸根、磺酸根中的至少一种，Y选自氢、烷基、羟基、卤素中的至少一种的技术方案，较好的解决了该技术问题，可用于油田的驱油生产中。

Viscoelastic surfactant composition for oil displacement and its preparation and Application

The invention relates to a composition of a viscoelastic surfactant for oil displacement and the application of the composition as an oil displacement agent. Mainly to solve the existing technology of surface active agent in high temperature low permeability oil displacement efficiency under low problem, the invention adopts for composition viscoelastic surfactant flooding, including type (I) in the amphoteric surfactant and organic acid salt: the organic acid salt selected from the formula (II) at least one organic acid salt as shown in formula (I); R1 from C8 ~ C29 alkyl, alkenyl in at least one, the R2 and R3 are independently selected from the group consisting of C1 ~ C5 alkylene, hydroxy substituted alkylene in at least one type (; II) X selected from carboxylic acid and acid in at least one Y, selected from hydrogen, alkyl, halogen, hydroxy of at least one of the technical scheme, solves the technical problem that can be used in the fields of oil production.

【技术实现步骤摘要】
驱油用黏弹性表面活性剂组合物及其制备方法和应用
本专利技术涉及驱油用黏弹性表面活性剂的组合物的合成以及所述组合物作为驱油剂的应用。
技术介绍
随着国民经济的迅速增长，国内石油供求矛盾日益突出，主要表现为油气资源相对较贫乏、石油的勘探开发和探明储量跟不上需求的增长、原油的采出程度比较低。为缓解我国石油资源匮乏、缩小原油产量缺口、保障我国石油安全，需要采取的重要措施之一就是要大幅度提高我国原油的采收率。例如，目前中国石化的平均采收率仅为28％，仍有超过70％的石油资源未能得到有效开发利用，致使大量剩余储量遗留在地下。如何进一步挖潜增效、开展三次采油，已成为亟待解决的课题之一。在三次采油技术中，化学驱是我国提高采收率的主攻技术和方向，包括碱水驱、表面活性剂驱(胶束驱和微乳液驱)、聚合物驱和复合驱。在这些化学驱技术中，都离不开高效的表面活性剂，通过降低油水界面张力到超低程度(小于10-2mN/m)使残余油流动以达到提高原油采收率的目的。目前驱油用表面活性剂大多采用多元复配体系，同时包含非离子型表面活性剂和离子型表面活性剂，部分配方中还加入碱和醇等助剂。如专利CN101024764A提供了一种油田稠油井用的表面活性剂，该活性剂是由水、片碱、乙醇、油酸、烷基酚聚氧乙烯醚、十二烷基苯磺酸纳组成。再如专利CN1394935专利技术了一种化学驱油剂，其主要包括辛基苯磺酸纳阴离子表面洁性剂，表面活性剂助剂、表面活性剂增效剂、表面活性剂增溶剂。这种驱油剂能明显地降低稠油的结构粘度，同时可降低油水界面张力，从而提高原油采收率。然而，上述三次采油用表面活性剂仍存在较多问题，阴离子表面活性剂的耐盐性能较差，非离子表面活性剂温度敏感，高温下容易析出，不宜大量使用。为此，人们开始了阴-非离子表面活性剂的研究，即将两种不同性质的非离子基团和阴离子基团设计在同一个表面活性剂分子中，使其兼具阴离子和非离子表面活性剂的优点，优势互补，具有优良的耐温抗盐性能，显示出良好的应用前景。双子表面活性剂具有区别于传统表面活性剂的特殊结构，赋予它具有超低界面张力、低临界胶束浓度、低Krafft点以及优良的润湿性等一系列独特性质，也引起了人们的极大兴趣。然而，目前国内开发的双子表面活性剂主要是阳离子双季铵盐型，存在吸附损耗大、成本高等缺点，丧失了应用的经济基础。特种表面活性剂由于价格极其昂贵，大部分还停留在室内基础研究阶段，难以在现场推广应用。两性离子表面活性剂分子中既有阴离子亲水基又有阳离子亲水基而呈现出两性，能适应较宽的PH值范围，对金属离子有较强的螯合作用，可用于高矿化度、较高温度的油层驱油，且能大大降低非离子型表面活性剂与阴离子型表面活性剂复配时的色谱分离效应。因此，两性离子表面活性剂的研究开发得到了人们越来越多的重视和关注，尤其是甜菜碱两性表面活性剂已经成为三次采油领域研究的热点之一。随着油田开采程度的日益深入，应用在普通油藏中性能较好的表面活性剂在高温中低渗油藏中不能与原油形成超低界面张力，导致驱油效率变差，严重制约了油田采收率的提高。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)，例如，专利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。然而，碱在使用过程中对地层和油井等带来巨大伤害，严重腐蚀设备和管道，在维修、维护上花费大量资金，大大增加了三次采油的经济成本。专利CN201310166961.5提出了一种阴离子表面活性剂形成的蠕虫状胶束的驱油组合物，可以在一定程度提高采收率。因此，针对现有技术的不足和单一表面活性剂难以满足高温中低渗油藏条件下将油水界面张力降至超低、热稳定性好、配伍性好等驱油要求，急需提供一种在无碱、高温中低渗油藏条件下化学结构稳定、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新型驱油体系，将提高采收率的范围拓展到高温中低渗等苛刻油田的应用中。
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表面活性剂存在高温中低渗条件下驱油效率低，同时由于含碱，对地层及油井带来巨大伤害的问题，提供一种新的驱油用黏弹性表面活性剂的组合物，该表面活性剂具有驱油效率高的特点，特别是适用于江苏油田沙七油田。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黏弹性表面活性剂的组合物制备方法。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黏弹性表面活性剂的组合物在油田驱油中的应用。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：一种驱油用黏弹性表面活性剂的组合物，包括两性表面活性剂和有机酸盐；其中，所述的两性表面活性剂和有机酸盐的摩尔比为1：0.01～1：100；所述两性表面活性剂选自式(I)所示结构中的至少一种：式(I)中，R1选自C8～C29的烷基、C8～C29的烯基中的至少一种，所述的R2和R3均独立选自C1～C5的亚烷基、C1～C5的羟基取代亚烷基中的至少一种，所述的R4和R5均独立选自C1～C4的烷基、羟基取代烷基中的至少一种；所述的有机酸盐选自式中(II)所示结构中的至少一种：式(II)中，X选自羧酸根、磺酸根中的至少一种，Y选自氢、烷基、羟基、卤素中的至少一种。上述技术方案中，所述的R4和R5均独立优选自C1～C4的烷基中的至少一种；更优选为R4和R5均选自甲基，此时，所述甜菜碱表面活剂选自如式中(I’)所示结构中的至少一种：此时，与有机酸盐组合界面张力性能更佳。上述技术方案中优选R1为C12～C25的烷基或烯基中的至少一种，R2为C2～C3的亚烷基或羟基取代亚烷基中的至少一种、R3为C1～C3的亚烷基。从提高采收率的角度出发，上述技术方案中最优选技术方案：R1为C16～C22的烷基或烯基中的至少一种，R2为C3的亚烷基或羟基取代亚烷基中的至少一种，R3为C1～C2的亚烷基；有机酸盐选自苯羧酸盐、苯磺酸盐、羟基取代苯羧酸盐、卤代苯羧酸盐、卤代苯磺酸盐、羟基取代苯磺酸盐、烷基苯羧酸盐、烷基苯磺酸盐中的至少一种。从协同降低界面张力、提高采收率角度考虑，上述技术方案中，所述两性表面活性剂选自式(I)或式(I’)所示结构中的两种以上，如R1碳原子数不同的两种以上两性表面活性剂，此时，R1碳原子数不同的两种以上两性表面活性剂与阴离子表面活性剂具有良好的协同增效作用，如优选为R1为C15～C29的长碳链两性表面活性剂中的至少一种与R1为C8～C14的短碳链两性表面活性剂中的至少一种的组合。上述技术方案中，所述的两性表面活性剂和有机酸盐的摩尔比优选为(1:0.1)～(1:10)。上述技术方案中，驱油用黏弹性表面活性剂的组合物还包括水，特别适用于表面活性剂水驱。为解决上述技术问题之二，本专利技术采用的技术方案如下：上述技术问题之一所述黏弹性表面活性剂的组合物的制备方法，包括以下步骤：a)将脂肪酸酸或其酯与所需的酰胺化试剂于100～160℃反应3～20小时；而后加入羧化试剂ZR3COOM于50～100℃继续反应2～20小时，得到式(I)所述的长碳链甜菜碱表面活性剂；其中，长碳链脂肪酸甲酯：酰胺化试剂：羧化试剂的摩尔比为1：(1～3)：(1～4)；Z选自氢、羟基、卤素、氨基中的任意一种，M选自碱金属、碱土金属、铵根本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种驱油用黏弹表面活性剂的组合物，包括两性表面活性剂和有机酸盐；其中，所述的两性表面活性剂和有机酸盐的摩尔比为1：0.01～1：100；所述两性表面活性剂选自式(I)所示结构中的至少一种：

【技术特征摘要】
1.一种驱油用黏弹表面活性剂的组合物，包括两性表面活性剂和有机酸盐；其中，所述的两性表面活性剂和有机酸盐的摩尔比为1：0.01～1：100；所述两性表面活性剂选自式(I)所示结构中的至少一种：式(I)中，R1选自C8～C29的烷基、C8～C29的烯基中的至少一种，所述的R2和R3均独立选自C1～C5的亚烷基、C1～C5的羟基取代亚烷基中的至少一种，所述的R4和R5均独立选自C1～C4的烷基、羟基取代烷基中的至少一种；所述的有机酸盐选自式中(II)所示结构中的至少一种：式(II)中，X选自羧酸根、磺酸根中的至少一种，Y选自氢、烷基、羟基、卤素中的至少一种。2.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于所述的两性表面活性剂中R1为C12～C25的烷基或烯基中的至少一种，R2为C2～C3的亚烷基或羟基取代亚烷基中的至少一种、R3为C1～C3的亚烷基。3.根据权利要求2所述的组合物，其特征在于所述的两性表面活性剂中R1为C16～C22的烷基或烯基中的至少一种，R2为C3的亚烷基或羟基取代亚烷基中的至少一种，R3为C1～C2的亚烷基。4.根据权利要求1至3中任一项所述的组合物，其特征是所述组合物包括水。5.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于所述的有机酸盐选自苯羧酸盐、苯磺酸盐、羟基取代苯羧酸盐、卤代苯羧酸盐、卤代苯磺酸盐、...

【专利技术属性】
技术研发人员：王辉辉，姚峰，沈之芹，
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