提高原油采收率的复合表面活性剂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及一种提高原油采收率的复合表面活性剂及其制备方法和应用。主要解决现有技术中复合驱油剂在高温高盐中高渗透油藏条件下难以有效提高采收率的问题。本发明专利技术通过采用一种提高原油采收率的复合表面活性剂，包括式(I)所示羟烷基季铵盐表面活性剂和式(II)所示脂肪酰胺聚醚酸盐表面活性剂，所述羟烷基季铵盐表面活性剂和脂肪酰胺聚醚酸盐表面活性剂的质量比为(100～1):(100～1)；式中R

Composite surfactant for EOR and its preparation and Application

【技术实现步骤摘要】
提高原油采收率的复合表面活性剂及其制备方法和应用
本专利技术涉及一种可提高原油采收率的复合表面活性剂及其制备方法和应用。
技术介绍
石油是重要的非再生性战略资源，当今世界对于石油的需求量日益增大。常规的采油方法一般仅能采出原油地质储量的三分之一，目前，多数油藏已进入高含水开发后期，剩余储量中高温高盐、高含水高采出、低渗透等难以开采的油藏比例逐年增加，利用现有技术开发非常困难，因此迫切需要发展新的开采技术，大幅度提高老油田的采收率和已探明资源的利用率，以满足经济发展和国家安全的需要。表面活性剂驱是当前三采提高原油采收率的主要研究方向之一。表面活性剂可以有效降低油水界面张力、改变油藏润湿性、增溶原油、降低原油黏度，在三次采油中发挥着重要作用。其中阴阳离子复配表面活性剂作为一种新的表面活性剂混合体系，在许多领域表现出了特殊性能。阴阳离子表面活性剂之间存在强烈的静电作用，使复配体系具有更低的临界胶束浓度、极限占有面积和更好的界面活性，具备很好的形成微乳的能力，有利于超低界面张力的获得与稳定。同时，阴阳离子对的形成大大增强了阴阳复配表面活性剂抗吸附、抗钙镁离子的能力，提高了该体系在高温高盐油藏中的驱油效果。目前，阴阳复配表面活性剂在三采中应用较少。专利CN103773347A报道了含芳环的烷基聚氧乙烯醚阴离子表面活性剂与四烷基季铵盐组成的复合表面活性剂组合物，该组合物对于河南油田具有良好的界面性能；韩霞等(物理化学学报，2012,28(1),146-153)通过对烷基乙氧基磺酸盐与四烷基溴化胺或溴代十六烷基吡啶组成的二元复配体系进行研究，证明了表活剂分子的油水分配平衡对超低界面张力的影响。这些工作均使用了四烷基/芳基季铵盐阳离子表面活性剂，该类表面活性剂在高矿化度水中溶解度较差，限制了这些配方在高盐油藏中的应用。本专利技术应用羟烷基季铵盐进行复配，与四烷基季铵盐相比，羟基的引入优化了表活剂在水中的溶解性，有利于驱油剂在现场的调配使用。同时，本专利技术应用了含脂肪酰胺的聚醚酸盐作为阴离子，可在无碱条件下应用于高温高盐油藏，降低对地层伤害。
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复合驱油剂耐温抗盐能力差、使用浓度高、驱油效率低的问题，提供一种耐温抗盐的、可在高温高盐中高渗透油藏条件下可大幅度提高采收率的复合表面活性剂。以此复合表面活性剂可在较宽的浓度范围、高温高盐中高渗透率油藏条件下与原油形成10-2～10-4mN/m的低界面张力，从而提高驱油剂的驱油效率。本专利技术所要解决的技术问题之二是上述技术问题之一相应的提高采收率的复合表面活性剂的制备方法。本专利技术所要解决的技术问题之二是上述技术问题之一相应的提高采收率的复合表面活性剂在油田采油中的应用。为解决上述技术问题之一，本专利技术采用的技术方案为：一种提高原油采收率的复合表面活性剂，包括羟烷基季铵盐表面活性剂和脂肪酰胺聚醚酸盐表面活性剂，所述羟烷基季铵盐表面活性剂和脂肪酰胺聚醚酸盐表面活性剂的质量比为(100～1):(100～1)；其中，所述羟烷基季铵盐表面活性剂的分子通式为式(I)所示：所述脂肪酰胺聚醚酸盐表面活性剂的分子通式为式(II)所示：式中，R1为C1～C20的烷基，R2、R3为C1～C4的烷基，p为CH2链段的个数，选自1～6中的任意一个整数，X-为阴离子或阴离子基团中的至少一种；R4为C8～C16的脂肪基，R5为H或C1～C4的脂肪基；n为乙氧基团的加和数，n＝5～8；m为丙氧基团的加和数，m＝0～10；q为CH2链段的个数，选自1～6中的任意一个整数；Y选自-COO-、-SO3-中的至少一种；M选自一价阳离子或阳离子基团。上述技术方案中，所述的R1优选为C1～C20的烷基，R2、R3优选为C1～C4的烷基，进一步优选R1优选为C12、C14、C16、C18的烷基，R2、R3优选为甲基和乙基。上述技术方案中，所述的p优选为1～6中的任意一个整数，进一步优选为1、2、3。上述技术方案中，所述的R4优选为C8～C16的烷基，进一步优选为C8、C9、C12、C15的烷基，所述的R5为H或C1～C4的脂肪基，进一步优选为H、甲基、乙基。上述技术方案中，所述X-优选自-Cl-、-Br-、-I—中的至少一种。上述技术方案中，所述M优选自铵离子或一价金属离子。上述技术方案中，所述脂肪酰胺聚醚酸盐表面活性剂与羟烷基季铵盐表面活性剂的质量配比优选为(10～1):1，进一步优选为(5～1):1。上述技术方案中，所述复合表面活性剂优选还包括注入水；所述的注入水总矿化度优选为100000～200000mg/L，Ca2++Mg2+优选为0～7000mg/L。上述技术方案中，所述X—优选为-Cl—。上述技术方案中，所述m优选为m＝0～5。为解决上述技术问题之二，本专利技术采用的技术方案为：一种解决技术问题之一所述技术方案中任意所述的提高原油采收率的复合表面活性剂的制备方法，包括以下步骤：按所需配比，将所述的羟烷基季铵盐表面活性剂、脂肪酰胺聚醚酸盐表面活性剂和注入水混合搅拌均匀，得到所述的复合表面活性剂。上述技术方案中，所述脂肪酰胺聚醚酸盐表面活性剂的制备方法，优选包括以下步骤：(a)脂肪酰胺聚氧烯醚的制备：将所需脂肪酰胺和环氧乙烷和/或环氧丙烷在碱性催化剂存在下和反应温度85～160℃，压力小于0.50MPa表压条件下进行反应得到所述脂肪酰胺聚氧烯醚，其中催化剂用量为脂肪酰胺质量的0.3～3wt％；(b)脂肪酰胺聚氧烯醚酸盐的制备：将步骤(a)合成的脂肪酰胺聚氧烯醚与氢氧化钠在45～75℃下碱化反应2小时后，再与磺化试剂或羧化试剂在70～90℃下反应2～15小时，反应结束后经酸化、水洗、减压蒸除溶剂得到脂肪酰胺聚氧烯醚酸；其中溶剂选自乙醇、异丙醇、苯中的一种；(c)将步骤(b)合成的脂肪酰胺聚氧烯醚酸与进行中和反应，得到所述的脂肪酰胺聚氧烯醚酸盐表面活性剂。上述技术方案中，所述羟烷基季铵盐表面活性剂的制备方法，优选包括以下步骤：将烷基二甲基胺溶解在溶剂中，加入氢氧化钾将pH调至9～10。在60～80℃下，按配比缓慢加入卤代脂肪醇，反应10～16小时。反应结束后蒸出溶剂，得到所述羟烷基季铵盐表面活性剂；其中溶剂选自乙醇、异丙醇中的一种。上述技术方案中，以占脂肪酰胺聚醚羧酸盐表面活性剂、羟烷基季铵盐表面活性剂和注入水总的质量百分比计，脂肪酰胺聚醚羧酸盐用量的优选范围为0.1～0.3wt％，羟烷基季铵盐表面活性剂的优选范围为0.02～0.15wt％。为解决上述技术问题之三，本专利技术采用的技术方案为：一种解决技术问题之一所述技术方案中任意所述的提高原油采收率的复合表面活性剂在油田采油中的应用。上述技术方案中，所述应用方法，本领域技术人员可以根据现有技术加以利用，例如但不限定为将复合表面活性剂溶液注入油层与地下原油接触，将地下原油躯替出来；或者与其他采油用剂复配使用等。...

【技术保护点】
1.一种提高原油采收率的复合表面活性剂，包括羟烷基季铵盐表面活性剂和脂肪酰胺聚醚酸盐表面活性剂，所述羟烷基季铵盐表面活性剂和脂肪酰胺聚醚酸盐表面活性剂的质量比为(100～1):(100～1)；/n其中，所述羟烷基季铵盐表面活性剂的分子通式为式(I)所示：/n

【技术特征摘要】
1.一种提高原油采收率的复合表面活性剂，包括羟烷基季铵盐表面活性剂和脂肪酰胺聚醚酸盐表面活性剂，所述羟烷基季铵盐表面活性剂和脂肪酰胺聚醚酸盐表面活性剂的质量比为(100～1):(100～1)；
其中，所述羟烷基季铵盐表面活性剂的分子通式为式(I)所示：



所述脂肪酰胺聚醚酸盐表面活性剂的分子通式为式(II)所示：



式中，R1为C1～C20的烷基，R2、R3为C1～C4的烷基，p为CH2链段的个数，选自1～6中的任意一个整数，X—为阴离子或阴离子基团；R4为C8～C16的脂肪基，R5为H或C1～C4的脂肪基；n为乙氧基团的加和数，n＝5～8；m为丙氧基团的加和数，m＝0～10；q为CH2链段的个数，选自1～6中的任意一个整数；Y选自-COO—、-SO3—中的至少一种；M选自一价阳离子或阳离子基团。


2.根据权利要求1所述的提高原油采收率的复合表面活性剂，其特征在于所述的R1为C12、C14、C16、C18的烷基，R2、R3为甲基和乙基。


3.根据权利要求1所述的提高原油采收率的复合表面活性剂，其特征在于所述的p为1、2、3。


4.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴欣悦，张卫东，沙鸥，李应成，鲍新宁，
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