CN101596428A - 一种分子复合型表面活性剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种分子复合型表面活性剂及其制备方法，其构成成分及其重量百分比分别为：石油磺酸盐表面活性剂20－40，表面活性剂6－30，高分子改性剂5－10，降粘剂1－5，添加剂1－5，水至100；其制备方法是：按重量配比将石油磺酸盐表面活性剂、表面活性剂、高分子改性剂、降粘剂、添加剂及水加入到带有搅拌装置的反应器中，室温搅拌1.5－2.5h即得成品。本发明利用具有结构互补和良好配伍性的多种缔合与活性成分的表面活性剂分子间相互作用的机理配制而成的复合型表面活性剂，该体系具有抗高温、抗盐、抗高粘度及超低界面张力等性能，且体系符合环保要求，用于三次采油的驱油后可明显提高原油采收率。

Description

一种分子复合型表面活性剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及石油三采强化采油，尤其是一种用于提高原油采收率的分子复合型表面活性剂及其制备方法。

背景技术

地下原油经过一次、二次开采后，仍有40％以上原油滞留在地层中；若地层条件不理想，一次、二次采油后甚至还有80％的原油残留在地层中。目前，我国主要油田已进入高含水期，地下原油处于不连续的分散状态，其驱油技术主要利用碱、聚合物和表面活性剂协同效应达到增油降水效果，提高原油采收率。

碱/聚合物/表面活性剂三元复合驱驱油体系虽然能够大幅度提高原油采收率，但在大规模工业化应用过程中也伴随一些问题：1、碱的使用会引起多价离子沉淀、岩石矿物溶蚀，从而破坏油层和油井结构，严重损坏地层，而且，需每隔10-15天清洗一次泵桶，增加了采油成本；2、碱的存在不仅会大幅度增加聚合物使用量，还会大大降低聚合物粘弹性，尤其是聚合物弹性；3、碱的使用还会导致采出液为粘度较高的W/O型乳化液，既影响了油井产能，又增加了破乳难度。

针对碱/聚合物/表面活性剂三元复合驱油体系上述弊端，我们设计了无碱低界面张力聚合物/表面活性剂二元复合驱油体系，以充分发挥表面活性剂的强乳化性，同时体系界面张力又能保持在10^-3mN/m数量级。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种分子复合型表面活性剂及其制备方法，该表面活性剂可在无碱、高温、高矿化度条件下，使油水间能够形成10^-3mN/m的超低界面张力。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种分子复合型表面活性剂，其构成成分及其重量百分比分别为：

石油磺酸盐类表面活性剂：  20-40

表面活性剂：              6-30

高分子改性剂：            5-10

降粘剂：                  1-5

添加剂：                  1-5

其余加水至100％。

而且，所述表面活性剂包括非离子表面活性剂、阴离子表面活性剂和两性离子表面活性剂，其占总量的重量百分比分别为：

非离子类表面活性剂：2-10

阴离子表面活性剂：  2-10

两性表面活性剂：    2-10。

而且，所述高分子改性剂为山梨醇、木糖、明胶、还原胶、可溶性淀粉、甲基纤维素钠、甲基纤维素M20、羟乙基纤维素、羟丙基纤维素、聚乙二醇600、聚乙二醇6000、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇、聚苯乙烯磺酸钠的其中一种或两种以上。

而且，所述非离子表面活性剂为异辛基酚基聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚、壬基酚聚氧乙烯醚、聚乙二醇辛基苯基醚、油酸聚氧乙烯酯、脂肪酸聚氧乙烯醚、六次甲基次胺和聚氧乙烯烷基胺的其中一种或两种以上。

而且，所述阴离子表面活性剂为石油磺酸盐、支链磺酸盐、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基磺酸钠、琥珀酸磺酸盐、烷基磺酸盐和十四烷基胺聚氧乙烯丙烷磺酸盐、十六烷基胺聚氧乙烯丙烷磺酸盐、脂肪醇聚氧乙烯醚磺酸钠和烷基酚聚氧乙烯醚磺酸钠的其中一种或两种以上。

而且，所述两性离子表面活性剂为羧酸甜菜碱、N-酰胺基羧酸甜菜碱、N-烷基硫代羧酸甜菜碱、椰油酰胺丙基甜菜碱的其中一种或两种以上。

而且，所述降粘剂包括非离子-磷酸酯盐型、非离子-硫酸酯盐型、非离子-羧酸盐型和非离子-磺酸盐型、月桂基胺基聚氧乙烃醚磷酸酯的其中一种或两种以上。

而且，所述添加剂包括异丙醇、正丁醇、正丙醇、乙醇的其中一种或两种以上。

而且，所述水是清水，或者是回注污水。

一种分子复合型表面活性剂的制备方法，按重量配比将石油磺酸盐表面活性剂、表面活性剂、高分子改进剂、降粘剂、添加剂和水加入到带有搅拌装置的反应器中，室温搅拌1.5-2.5h，即得成品。

本发明的优点和积极效果是：

(1)本发明的配方体系中无碱，由此克服了碱降低聚合物粘弹性，以及碱所形成的碱垢破坏地层结构和卡泵洗井作业问题，即符合环保要求，又降低了生产成本。

(2)本发明所配套使用的聚合物、高分子改性剂均为工业化生产的精细化学品，原料易得；此外，复配体系中所使用的水为普通清水，亦可为回注污水，环保效果好，生产成本低廉。

(3)本发明所涉及的驱油体系在高温、高矿化度条件下，可提高原油采收率30％以上；并经实验证明，在45-75℃、1500-20000mg/L矿化度条件下，粘度达到16.8mPa/s，可与原油形成10^-3mN/m超低界面张力。

(4)本发明经过实验进一步证明，在驱油条件下，高分子复合主体聚合物与高分子改性剂可有效降低聚合物链的自由度，增大高分子的流体力学体积，使溶液获得高粘度，具有较强抗盐性能；而且，在阴离子表面活性剂、非离子表面活性剂与两性表面活性剂协同作用下，该表面活性剂能够有效降低体系界面张力。

具体实施方式

下面结合实施例，对依据本发明提供的具体实施方式详述如下：

实施例1：

一种分子复合型表面活性剂，其构成成分及其重量分别为：

表面活性剂体系

石油磺酸盐类表面活性剂     30.0g

十二烷基苯磺酸钠           15.0g

异辛基酚基聚氧乙烯醚       10.0g

甲基纤维素M20              5.0g

油酸聚氧乙烯酯             1.0g

非离子-磷酸酯盐型降粘剂    2.0g

异丙醇                     2.0g

清水                       加至100g。

一种分子复合型表面活性剂制备方法是：石油磺酸盐类表面活性剂30.0g、十二烷基苯磺酸钠15.0g、异辛基酚基聚氧乙烯醚10.0g、甲基纤维素M205.0g、油酸聚氧乙烯酯1.0g、非离子-磷酸酯盐型降粘剂2.0g、异丙醇2.0g和清水至100g加入到装有搅拌装置的混合器中，室温搅拌2h，即得分子复合型表面活性剂成品。

测定油水界面张力体系：

表面活性剂量                     0.1％浓度

聚丙烯酰胺和清水(或回注污水)     1000ppm

原油                             检测量

实验检测结果：在温度为45-75℃、矿化度1500-20000mg/L，DV-II型布氏粘度计(UL接头)在30转/分种条件下，测得粘度为16.5mPa.S，使用TX-500C界面张力仪，在旋转速度5000转/分钟条件下，根据《SY/T5370-1999表面及界面张力测定方法及评价标准》，测得最低界面张力为6×10^-3mN/m。

实施例2：

一种分子复合型表面活性剂，其构成成分及其重量分别为：

表面活性剂体系

石油磺酸盐类表面活性剂     40.0g

脂肪醇聚氧乙烯醚           10.0g

甜菜碱                     4.0g

聚乙烯吡咯烷酮             4.5g

还原胶                     3.0g

六次甲基次胺               3.0g

非离子-硫酸酯盐型降粘剂    3.0g

正丁醇                     2.0g

清水                       加至100g。

一种分子复合型表面活性剂制备方法是：石油磺酸盐类表面活性剂40g、脂肪醇聚氧乙烯醚10g、甜菜碱4.0g、聚乙烯吡咯烷酮4.5g、还原胶3.0g、六次甲基次胺3.0g、非离子-硫酸酯盐型降粘剂3.0g、正丁醇2.0g和清水至100g加入到装有搅拌装置的混合器中，室温搅拌2h。

测定油水界面张力体系：

表面活性剂量                         0.1％浓度

聚丙烯酰胺和清水(或回注污水)         1000ppm

原油                                 检测量

实验检测结果：在温度为45-75℃、矿化度1500-20000mg/L，DV-II型布氏粘度计(UL接头)在30转/分种条件下，测得粘度为10.5mPa.S，使用TX-500C界面张力仪，在旋转速度5000转/分钟条件下，根据《SY/T5370-1999表面及界面张力测定方法及评价标准》，测得最低界面张力为5×10^-3mN/m。

实施例3：

一种分子复合型表面活性剂，其构成成分及其重量分别为：

表面活性剂体系

石油磺酸盐类表面活性剂       40.0g

聚苯乙烯磺酸钠               5.5g

还原胶                       1.0g

十二烷基磺酸钠               5.0g

甜菜碱                       6.0g

月桂基胺基聚氧乙烃醚磷酸酯   4.0g

正丙醇                       3.0g

清水                         加至100g。

一种分子复合型表面活性剂制备方法是：石油磺酸盐类表面活性剂40g、聚苯乙烯磺酸钠5.5g、还原胶1.0g、十二烷基磺酸钠5.0g、甜菜碱6.0g、月桂基胺基聚氧乙烃醚磷酸酯4.0g、正丙醇3.0g和清水至100g加入到装有搅拌装置的混合器中，室温搅拌2h。

测定油水界面张力体系：

表面活性剂量                   0.1％浓度

聚丙烯酰胺和清水(或回注污水)   1200ppm

原油                           检测量

实验检测结果：在温度为45-75℃、矿化度1500-20000mg/L，DV-II型布氏粘度计(UL接头)在30转/分种条件下，测得粘度为18.5mPa.S，使用TX-500C界面张力仪，在旋转速度5000转/分钟条件下，根据《SY/T5370-1999表面及界面张力测定方法及评价标准》，测得最低界面张力为3×10^-3mN/m。

本发明的原理是：

此复合型表面活性剂为油田使用的高分子聚合物与水按比例进行复配得到的新型两元强化驱油体系。利用具有结构互补和良好配伍性的多种缔合与活性成分的分子间相互作用(氢键、库仑力、疏水缔合作用、电荷转移作用等)的机理，配制而成的复合型表面活性剂，在油藏条件下，通过高分子复合降低组分聚合物链的自由度，增大高分子的流体力学体积，使溶液获得高粘度；同时在多种表面活性剂协同作用下，降低体系界面张力。

上述参照实施例对该分子复合型表面活性剂及其制备方法进行的详细描述，是说明性的而不是限定性的，可按照所限定范围列举出若千个实施例，因此在不脱离本发明总体构思下的变化和修改，应属本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1、一种分子复合型表面活性剂，其特征在于：构成成分及其重量百分比分别为：

石油磺酸盐类表面活性剂：20-40

表面活性剂：            6-30

高分子改性剂：          5-10

降粘剂：                1-5

添加剂：                1-5

其余加水至100％。

2、根据权利要求1所述的一种分子复合型表面活性剂，其特征在于：所述表面活性剂包括非离子表面活性剂、阴离子表面活性剂和两性离子表面活性剂，其占总量的重量百分比分别为：

非离子类表面活性剂：    2-10

阴离子表面活性剂：      2-10

两性表面活性剂：        2-10。

3、根据权利要求1所述的一种分子复合型表面活性剂，其特征在于：所述高分子改性剂为山梨醇、木糖、明胶、还原胶、可溶性淀粉、甲基纤维素钠、甲基纤维素M20、羟乙基纤维素、羟丙基纤维素、聚乙二醇600、聚乙二醇6000、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇、聚苯乙烯磺酸钠的其中一种或两种以上。

4、根据权利要求2所述的一种分子复合型表面活性剂，其特征在于：所述非离子表面活性剂为异辛基酚基聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚、壬基酚聚氧乙烯醚、聚乙二醇辛基苯基醚、油酸聚氧乙烯酯、脂肪酸聚氧乙烯醚、六次甲基次胺和聚氧乙烯烷基胺的其中一种或两种以上。

5、根据权利要求2所述的一种分子复合型表面活性剂，其特征在于：所述阴离子表面活性剂为石油磺酸盐、支链磺酸盐、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基磺酸钠、琥珀酸磺酸盐、烷基磺酸盐和十四烷基胺聚氧乙烯丙烷磺酸盐、十六烷基胺聚氧乙烯丙烷磺酸盐、脂肪醇聚氧乙烯醚磺酸钠和烷基酚聚氧乙烯醚磺酸钠的其中一种或两种以上。

6、根据权利要求2所述的一种分子复合型表面活性剂，其特征在于：所述两性离子表面活性剂为羧酸甜菜碱、N-酰胺基羧酸甜菜碱、N-烷基硫代羧酸甜菜碱、椰油酰胺丙基甜菜碱的其中一种或两种以上。

7、根据权利要求1所述的一种分子复合型表面活性剂，其特征在于：所述降粘剂包括非离子-磷酸酯盐型、非离子-硫酸酯盐型、非离子-羧酸盐型和非离子-磺酸盐型、月桂基胺基聚氧乙烃醚磷酸酯的其中一种或两种以上。

8、根据权利要求1所述的一种分子复合型表面活性剂，其特征在于：所述添加剂包括异丙醇、正丁醇、正丙醇、乙醇的其中一种或两种以上。

9 根据权利要求1所述的一种分子复合型表面活性剂，其特征在于：所述水是清水，或者是回注污水。

10、一种如权利要求1所述的分子复合型表面活性剂的制备方法，其特征在于：按重量配比将石油磺酸盐表面活性剂、表面活性剂、高分子改进剂、降粘剂、添加剂和水加入到带有搅拌装置的反应器中，室温搅拌1.5-2.5h，即得成品。