表面活性剂二元复配驱油方法技术

本发明专利技术涉及一种表面活性剂二元复配驱油方法，主要解决表面活性剂对提高原油采收率效果差的问题。本发明专利技术通过采用表面活性剂二元复配体系，包括甜菜碱表面活性剂和非离子表面活性剂，所述的甜菜碱表面活性剂与非离子表面活性剂的摩尔比为1:(0.01～100)，其中甜菜碱表面活性剂结构可由如下分子通式A表示，其中X为乙酸根、丙酸根、乙磺酸根、丙磺酸根、羟丙磺酸根中的任意一种，R1为C6～C24的脂肪基或芳香基中的任意一种，R2，R3为C1～C4烷基中的任意一种；非离子表面活性剂由如下分子通式B表示，其中R4为C6～C24的脂肪基或芳香基中的任意一种的技术方案，较好的解决了该问题，可用于油田三次采油过程中。

Binary surfactant flooding method

The invention relates to a surfactant binary compound flooding method, which mainly solves the problem of poor effect of surfactant on improving oil recovery. The invention adopts a surfactant binary compound system, including betaine surfactant and non-ionic surfactant. The molar ratio of betaine surfactant and non-ionic surfactant is 1:(0.01-100). The structure of betaine surfactant can be expressed by the following general formula A, where X is acetate, propionate, ethylsulfonate, propionate and hydroxypropyl. Any one of the sulfonate radicals, R1 is one of the aliphatic or aromatic groups of C6-C24, R2, R3 is one of the C1-C4 alkyl groups, and non-ionic surfactants are expressed by the following general formula B, in which R4 is one of the aliphatic or aromatic groups of C6-C24, which can better solve this problem and can be used in the tertiary oil recovery process of oilfields.

【技术实现步骤摘要】
表面活性剂二元复配驱油方法
本专利技术涉及一种表面活性剂二元复配驱油方法，属于油田化学

技术介绍
随着世界能源需求的增加，石油的合理开发利用已引起人们的极大重视，对石油的开采量及开采效率的要求也越来越高。实现油气资源的高效开采，对于提高原油产量不仅具有现实意义，更具有重要的战略意义。常规的采油方法(一次和二次法)一般仅采出原油地质储量的1/3，还有约2/3的原油未能采出，因此在能源日趋紧张的情况下，提高采油率已成为石油开采研究的重大课题。三次采油技术则是一种有效的提高采油率的方法，可分为四大类：一是热力驱，包括蒸汽驱、火烧油层等；二是混相驱，包括CO2混相、烃混相及其他惰性气体混相驱；三是化学驱；四是微生物采油，包括生物聚合物、微生物表面活性剂驱。化学驱是强化采油中非常重要并大规模实施的技术，包括聚合物驱、表面活性剂驱、碱水驱等以及聚合物、碱、表面活性剂的多种组合技术。化学驱的效果是物理作用和化学作用的结果，物理作用是指驱替液的波及作用,而化学作用是指驱替液的微观驱油作用。化学作用的核心是降低驱替液与原油的界面张力。表面活性剂由于兼具亲油(疏水)和亲水(疏油)性质，当表面活性剂溶于水时，分子主要分布在油水界面上，可以显著降低油水界面张力。油水界面张力的降低意味着表面活性剂体系能够克服原油间的内聚力，将大油滴分散成小油滴，从而提高原油流经孔喉时的通过率。表面活性剂的驱油效果还表现在使亲油的岩石表面润湿性反转、原油乳化、提高表面电荷密度及油滴聚并等作用，这是表面活性剂在化学驱技术中起举足轻重作用的原因。目前三次采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、十二烷基苯磺酸钠组成。再如专利CN1458219A公开了一种三次采油应用的表面活性剂聚合物纯二元超低界面张力复合驱配方，其中使用的表面活性剂是石油磺酸盐或以石油磺酸盐为主剂加稀释剂和其它表面活性剂复配的复合表面活性剂，其组份的重量百分比为石油磺酸盐50～100％，烷基磺酸盐0～50％，羧酸盐0～50％，烷基芳基磺酸盐0～35％，低碳醇0～20％。又如专利CN1394935专利技术了一种化学驱油剂，其主要包括辛基苯磺酸钠阴离子表面活性剂，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，主要是表面活性剂活性差、驱油效率低，同时由于表面活性剂体系过于复杂，因而采出液破乳困难，污水处理难度大；另外由于驱油体系含无机碱，对地层和油井带来伤害，引起腐蚀设备和管道等问题，而且由于无机碱会严重降低聚合物的粘度，为达到所需的粘度只得大大提高聚合物的使用浓度，使采油综合成本提高；表面活性剂的抗高温、抗高盐、抗高矿化度的能力有限。美国专利US4008165报道了磺基甜菜碱两性表面活性剂在三次采油中的应用，该专利公开的表面活性剂在二价金属阳离子含量大的高盐水基介质中，对于降低油水界面张力十分有效。专利200410070467.X报道了以烷基酚为原料合成的具有芳基烷基疏水基结构的甜菜碱表面活性剂，具有非常优秀的降低界面张力性能，但合成工艺非常复杂。专利201210159240.7，201210158059.4、201210159415.4和201210159239.4报道了不同甜菜碱表面活性剂在提高采收率中的应用。以上专利忽略了甜菜碱型表面活性剂在提高原油采收率中应用的两个重要特性：1.Huibers(Huibers,P,D,T.Langumir,1999,15:7546)用4种广泛使用的量子化学半经验方法(MINDO/3、AMI，PM3、MNDO/d)对表面活性剂分子的电荷分布进行计算，比较和分析了计算结果，并对表面活性剂若干性质进行了定量相关研究。研究结果表明，羧基甜菜碱表面活性剂亲水基的电荷强度约是硫酸盐型表面活性剂的五分之一，是磺酸盐型表面活性剂的三分之一，可以看出，甜菜碱表面活性剂的亲水基电荷是其中最小的，这也同时说明，相同的疏水基，具有甜菜碱型亲水基的表面活性剂溶解性最差，而用于提高原油采收率的表面活性剂，界面张力要都达到超低的话，疏水基相对来说比较大。因此，尤其是在无碱条件下，甜菜碱表面活性剂的溶解性与界面张力达到超低是矛盾的。2.乳化是决定提高原油采收率效果的关键因素之一，在界面张力达到超低时，一般情况下都能形成乳状液，而影响乳状液的稳定性又是由表面活性剂分子亲水基头的电荷斥力和空间位阻所决定。甜菜碱表面活性剂的亲水基头电荷斥力很小，乳化的稳定性也较差。因此，解决甜菜碱表面活性剂的溶解性与乳化性能是充分发挥甜菜碱表面活性剂两性离子特性的关键。为此，本专利技术一方面吸收借鉴了前人关于甜菜碱表面活性剂的研究结果，另一方面采用甜菜碱表面活性剂与非离子表面活性剂进行复配，通过非离子表面活性剂与甜菜碱表面活性剂之间的协同作用，显著提高了表面活性剂复合体系的界面活性，适用于常规油藏的三采技术，专利技术了用于提高原油采收率的表面活性剂二元复配体系。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是现有表面活性剂在三次采油过程中驱油效率差，同时由于驱油体系含有无机碱，对地层和油井带来伤害，腐蚀设备和管道及破乳困难的问题，提供一种新的表面活性剂二元复配驱油方法，该方法具有界面活性高、洗油能力强、体系简单，不会对地层和油井带来伤害，不会腐蚀设备和管道及不会造成破乳困难的优点。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案如下：一种表面活性剂二元复配驱油方法，包括以下步骤：将表面活性剂二元复配体系以水溶液的形式注入油藏地层中与地下原油接触，将地下原油驱替出来；其中，所述表面活性剂二元复配体系包括甜菜碱表面活性剂和非离子表面活性剂，所述的甜菜碱表面活性剂与非离子表面活性剂的摩尔比为1:(0.01～100)，所述甜菜碱表面活性剂结构可由如下分子通式A表示，所述非离子表面活性剂由如下分子通式B表示：通式中，X为羧酸根基团或磺酸根基团中的任意一种，R1为C6～C24的脂肪基或芳香基中的任意一种，R2，R3为C1～C4烃基或取代烃基中的任意一种；其中R4为C6～C24的脂肪基或芳香基中的任意一种。上述技术方案中，所述甜菜碱表面活性剂中X优选自乙酸根、丙酸根、乙磺酸根、丙磺酸根、羟丙磺酸根中的任意一种。上述技术方案中，所述甜菜碱表面活性剂中R1选自为C6～C24的脂肪基和芳香基中的任意一种，其中脂肪基或芳香基可以含有酰基、羰基、醚基、羟基等基团，可以是饱和碳链，也可以含有不饱和碳链，进一步优选R1为C6～C24的烷基、烯烃基、芳烃基、酰胺基中的任意一种；作为优选方案R1优选为C14～C22的烃基、取代烃基、或酰胺基，取代基可以是化学领域常见的取代基，如羟基、苯基、卤素等。上述技术方案中，所述甜菜碱表面活性剂中R2，R3独立选自C1～C4烷基中的任意一种。上述技术方案中，所述非离子表面活性剂中R4选自为C6～C24的脂肪基和芳香基中的任意一种，其中脂肪基或芳香基可以含有酰基、羰基、醚基、羟基等基团本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种表面活性剂二元复配驱油方法，包括以下步骤：将表面活性剂二元复配体系以水溶液的形式注入油藏地层中与地下原油接触，将地下原油驱替出来；其中，所述表面活性剂二元复配体系包括甜菜碱表面活性剂和非离子表面活性剂，所述的甜菜碱表面活性剂与非离子表面活性剂的摩尔比为1:(0.01～100)，所述甜菜碱表面活性剂结构可由如下分子通式A表示，所述非离子表面活性剂由如下分子通式B表示：

【技术特征摘要】
1.一种表面活性剂二元复配驱油方法，包括以下步骤：将表面活性剂二元复配体系以水溶液的形式注入油藏地层中与地下原油接触，将地下原油驱替出来；其中，所述表面活性剂二元复配体系包括甜菜碱表面活性剂和非离子表面活性剂，所述的甜菜碱表面活性剂与非离子表面活性剂的摩尔比为1:(0.01～100)，所述甜菜碱表面活性剂结构可由如下分子通式A表示，所述非离子表面活性剂由如下分子通式B表示：通式中，X为羧酸根基团或磺酸根基团中的任意一种，R1为C6～C24的脂肪基或芳香基中的任意一种，R2，R3为C1～C4烃基或取代烃基中的任意一种；其中R4为C6～C24的脂肪基或芳香基中的任意一种。2.根据权利要求1所述表面活性剂二元复配驱油方法，其特征在于所述X为乙酸根、丙酸根、乙磺酸根、丙磺酸根、羟丙磺酸根中的任意一种。3.根据权利要求1所述表面活性剂二元复配驱油方法，其特征在于所述R1为C6～C24的烷基、烯烃基、芳烃基、酰胺基中的任意一种。4.根据权利要求1所述表面活性剂二元复配驱油方法，其特征在于所述R2为C1～C4烷基中的任意一种。5.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈少春，李应成，沙鸥，张卫东，
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