CN102834170A - 使用具有链长为6-10个碳原子的疏水嵌段的阳离子表面活性剂开采矿物油的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种通过WinsorIII型微乳液驱油开采矿物油的方法，其中将包含至少一种通式R¹N⁺(R²)_m(R³)_n(R⁴)X^-的离子型表面活性剂的含水表面活性剂配制剂经由注入井注入矿物油藏中，并经由采出井从所述油藏中抽出原油。

Description

使用具有链长为6-10个碳原子的疏水嵌段的阳离子表面活性剂开采矿物油的方法

本发明涉及一种通过Winsor III型微乳液驱油开采矿物油的方法，其中将包含至少一种通式R¹N⁺(R²)_m(R³)_n(R⁴)X^-的离子型表面活性剂的含水表面活性剂配制剂经由注入井注入矿物油藏中，并经由采出井从所述油藏中抽出原油。

本发明进一步涉及所述通式的离子型表面活性剂及其制备方法。

在天然矿物油藏中，矿物油存在于多孔储集岩的孔隙中，其在朝向地面一侧被不透顶层所密封。所述孔隙可为极细孔隙、毛细管、孔等。细孔颈例如可仅具有约1μm的直径。除了矿物油(包括天然气成分)之外，油藏还包含具有或高或低盐含量的水。

在矿物油开采中，通常分为一次开采、二次开采和三次开采。在一次开采中，矿物油由于油藏的自生压力，在油藏钻探开始后经由钻孔自动流动至表面。

因此在一次开采后使用二次开采。在二次开采中，除了用于开采矿物油的钻孔(所谓的采出井)之外，还在含矿物油的地层中钻入其他钻孔。经由这些所谓的注入井向油藏中注入水以维持压力或使其再次升高。由于注入水之故，矿物油由注入井沿采出井的方向经由孔隙被缓慢压入地层中。然而，这仅在孔隙完全被油填充且更粘稠的油被水推动前进的情况下才起作用。一旦运动的水穿透孔隙，其沿着此时阻力最小的路径流动，即流经形成的通道，且不再推动油前进。

一次开采和二次开采通常仅可开采所述油藏中所存在的矿物油量的约30-35%。

已知矿物油产量可通过三次采油措施进一步提高。三次采用的综述可参见例如“Journal of Petroleum Science of Engineering 19(1998)”，第265-280页。三次采油包括例如热方法，其中将热水或蒸汽注入油藏中。这使油的粘度降低。所用流动介质同样可为气体如CO₂或氮气。

三次矿物油开采还包括其中使用合适的化学品作为采油助剂的方法。这些可用于影响水流动末端的状况，且因此也用于开采牢固保持于岩层中的矿物油。

在邻近二次开采末期，粘性力和毛细力作用于捕集在储集岩孔中的矿物油上，其中这两种力彼此相对的比例取决于微观油分离。这些力借助无量纲参数，即所谓的毛细管数描述。粘性力(速度×驱动相的粘度)对毛细力(油水之间的界面张力×岩石的润湿)的比例：

$N_c=\frac{\mathrm{\μv}}{\mathrm{\σ}\cos \mathrm{\θ}}$

在该式中，μ为驱使矿物油运动的流体的粘度，ν为达西速度(单位面积的流量)，σ为驱使矿物油运动的液体与矿物油之间的界面张力，且θ为矿物油与岩石之间的接触角(C.Melrose，C.F.Brandner，J.Canadian Petr.Techn.58，1974年10-12月)。毛细管数越高，油的运动性就越高，因此油去除程度也就越大。

已知邻近二次矿物油开采末期的毛细管数为约10^-6，必须使毛细管数升高至约10^-3-10^-2，从而能够使额外的矿物油运动。

为此，可实施特定形式的驱油方法—称为Winsor III型微乳液驱油。在微乳液驱油中，注入的表面活性剂应与油藏中所存在的水相和油相形成Winsor III型微乳液。Winsor III型微乳液并非具有小液滴的乳液，而是水、油和表面活性剂的热力学稳定的液体混合物。其三个优点为：

-由此获得矿物油与水相之间的极低界面张力σ；

-其通常具有极低的粘度且因此不被多孔基体所捕集；

-其甚至在最低的能量输入下形成且可在无限长的时间内保持稳定(与此相反，常规乳液需要通常不在油藏中出现的高剪切力，且仅是动力学稳定化的)。

Winsor III型微乳液是过量水与过量油的平衡体系。在形成微乳液的这些条件下，表面活性剂覆盖油-水界面，且界面张力σ越低，则对<10^-2mN/m(超低界面张力)的值越有利。为了获得最佳结果，在确定量的表面活性剂下，所述水-微乳液-油体系中的微乳液比例自然应为最大值，因为能相应地获得更低的界面张力。

以此方式可改变油滴形状(油水之间的界面张力降至如此程度以至于最小的界面状态不再有利且球状不再有利)，且它们可由于驱油水驱动通过毛细管开孔。

在过量表面活性剂存在下，当油-水界面被表面活性剂覆盖时，形成Winsor III型微乳液。其因此构成导致油相与水相之间的极低界面张力的表面活性剂储层。由于Winsor III型微乳液具有低粘度，其也在驱油过程中迁移通过多孔储集岩(与此相反，乳液可捕集于多孔基体中并堵塞油藏)。当Winsor III型微乳液与尚未被表面活性剂所覆盖的油-水界面相遇时，所述微乳液的表面活性剂可显著降低该新界面的界面张力，并导致油运动(例如由于油滴变形)。

所述油滴随后可与连续油储层合并。这具有两个优点：

首先，由于所述连续油储层向前推进通过新的多孔岩石，存在于其中的油滴可与所述储层合并。

此外，油滴合并形成油储层使油-水界面显著减小，且因此将不再需要的表面活性剂再次释放出来。其后，如上所述释放出的表面活性剂可驱使地层中残留的油滴运动。

因此，微乳液驱油是一种特别有效的方法，且与乳液驱油方法相比需要少得多的表面活性剂。在微乳液驱油中，通常将表面活性剂任选与助溶剂和/或碱性盐(任选与螯合剂一起)一起注入。随后，注入增稠的聚合物溶液以控制流动性。另一方案是注入增稠聚合物、表面活性剂、助溶剂和/或碱性盐(任选与螯合剂一起)的混合物，然后注入增稠聚合物的溶液以控制流动性。这些溶液通常应为澄清的，以防止堵塞油藏。

对三次矿物油开采用表面活性剂的要求与对用于其它应用场合的表面活性剂的要求存在显著差异：用于三次采油的合适表面活性剂应将水与油之间的界面张力(通常为约20mN/m)降至小于10^-2mN/m的特别低的值，从而能够使矿物油充分流动。这必须在通常为约15-130°C的油藏温度且在高盐含量的水存在下实现，更特别地也在高比例钙和/或镁离子存在下实现；因此所述表面活性剂也必须可溶于高盐含量的油藏水中。

为了满足这些要求，时常提出表面活性剂的混合物，尤其是阴离子和非离子表面活性剂的混合物。

US4,374,734公开了阳离子表面活性剂作为破乳剂在矿物油开采中用于破乳的用途。所提及的一个实施例为二辛基二甲基氯化铵。

US4,596,662公开了30-70%磺基琥珀酸的乙二醇二酯、30-50%丙氧基化烷基胺和0.1-4%烷基苯酚醚硫酸盐的组合。所述丙氧基化烷基胺可包含2-20个PO单元以及具有1-6个位于氮上的碳原子的烷基。

DD260713A1公开了在同时使用C₁₂-C₁₈烷基磺酸钠盐和C₁₂-C₁₈烷基二甲基苄基氯化铵的情况下形成微乳液。

WO93/04265A1公开了一种阴离子表面活性剂和一种阳离子表面活性剂的混合物，据称其在与表面活性剂组合时不形成沉淀且显示出良好起泡性能。所述阳离子表面活性剂为十二烷基(二羟甲基)甲基氯化铵。

因此，本领域技术人员根据给定油层中存在的条件(例如温度和盐含量)，调节应用参数，例如表面活性剂类型、浓度和彼此相对的混合比。

如上所述，矿物油开采与毛细管数成比例。油水之间的界面张力越低，则毛细管数越高。通常难以获得低界面张力且同时获得表面活性剂的足够溶解性。在未添加将原油中所存在的羧酸转化为疏水性表面活性剂的碱性盐的情况下(此时，仅仅必须注入由此具有良好水溶性的亲水性表面活性剂)，尤其如此。长链阳离子表面活性剂和长链阴离子表面活性剂的组合可作为非荷电络合物沉淀出或者在不利组合的情况下，通过溶于油中而损失。由于高盐度，使用阳离子抗衡离子(如四乙铵)与阴离子表面活性剂不可能成功，这是因为存在高过量的钠离子。在驱油方法期间，抗衡离子发生交换。

因此，本发明的目的是提供一种用于表面活性剂驱油或优选微乳液驱油的特别合适的表面活性剂以及三次开采矿物油的改良方法。

因此，提供一种通过Winsor III型微乳液驱油三次开采矿物油的方法，其中将包含至少一种离子型表面活性剂的含水表面活性剂配制剂经由至少一个注入井注入矿物油藏中以将油水之间的界面张力降至<0.1mN/m，优选<0.05mN/m，更优选<0.01mN/m，并经由至少一个采出井从所述油藏中抽出原油，其中所述表面活性剂配制剂包含至少一种如下通式的表面活性剂：

R¹N⁺(R²)_m(R³)_n(R⁴)X^-

其中

R¹为具有6-10个碳原子的直链或支链、饱和或不饱和的脂族和/或芳族烃基，

R²和R³各自独立地为亚乙氧基、亚丙氧基和/或亚丁氧基和/或亚戊氧基，优选亚乙氧基和/或亚丙氧基，更优选亚乙氧基，

R⁴为具有1-4个碳原子的烷基或羟烷基、苄基或苯基-CH₂-CH₂-或苯基-CH(CH₃)-，

m为1-8，

n为1-8，其中m+n之和为2-8，且

X为阴离子。

在上述方法的其他优选实施方案中，所述表面活性剂配制剂包含至少一种如下通式的表面活性剂：

R¹N⁺(R²)_m(R³)_n(R⁴)X^-

其中

R¹为具有6-10个碳原子的直链或支链、饱和或不饱和的脂族和/或芳族烃基，

R²和R³各自独立地为甲基、乙基和/或苄基，

R⁴为具有1-4个碳原子的烷基或羟烷基、苄基或苯基-CH₂-CH₂-或苯基-CH(CH₃)-，

n=m=1，且

X为阴离子。

还提供一种用于开采矿物油的表面活性剂混合物，其包含至少一种如上文所定义通式的离子型表面活性剂。

下文应对本发明进行具体说明。

在通过Winsor III型微乳液驱油三次开采矿物油的本发明方法中，使用本发明表面活性剂将油水之间的界面张力降至<0.1mN/m，优选<0.05mN/m，更优选<0.01mN/m的值。因此，将油水之间的界面张力降至0.1-0.0001mN/m，优选0.05-0.0001mN/m，更优选0.01-0.0001mN/m的值。

在本发明的上述开采矿物油的方法中，使用包含至少一种所述通式的表面活性剂的含水表面活性剂配制剂。此外，其可包含其他表面活性剂和/或其他组分。

所述至少一种表面活性剂可由上文所定义的通式R¹N⁺(R²)_m(R³)_n(R⁴)X^-概括。由于制备之故，所述通式也可涵盖存在于所述表面活性剂配制剂中的多种不同的表面活性剂。

R¹为具有6-10个碳原子的直链或支链、饱和或不饱和的脂族和/或芳族烃基。在本发明的优选实施方案中，R¹基团为己基、辛基、2-乙基己基、异壬基、癸基或2-丙基庚基。

在上述通式中，R²和R³各自独立地定义为甲基、乙基或苄基或者各自为亚乙氧基、亚丙氧基、亚丁氧基和/或亚戊氧基。所述亚乙氧基、亚丙氧基、亚丁氧基和亚戊氧基为无规分布、交替分布或呈任何所需顺序的两个、三个、四个或更多个嵌段形式。

在上文所定义的通式中，m和n各自为整数。然而对聚烷氧基化物领域的技术人员而言，很明显在每种情况下，该定义为单一表面活性剂的定义。在存在包含数种所述通式的表面活性剂的表面活性剂混合物或表面活性剂配制剂的情况下，数m和n为所有表面活性剂分子的平均值，这是因为胺与氧化乙烯或氧化丙烯或氧化丁烯或氧化戊烯的烷氧基化总是获得具有一定分布的链长。该分布可以以原则上已知的方式由多分散性D描述。D=Mw/Mn是重均摩尔质量与数均摩尔质量的商。多分散性可通过本领域技术人员已知的方法，例如通过凝胶渗透色谱法测定。

在上述通式中，m为1-8，优选1-4。

在上述通式中，n为1-8，优选1-4。

根据本发明，m+n之和为2-8，优选为2-5的数。

在上述通式中，R⁴为具有1-4个碳原子的烷基或羟烷基。在本发明的另一实施方案中，R⁴为苄基或苯基-CH₂-CH₂-或苯基-CH(CH₃)-。在本发明的优选实施方案中，R⁴选自甲基、乙基、丙基和丁基。

“羟烷基”意指被一个羟基取代的烷基。优选羟基低级烷基。优选基团的实例包括：羟甲基、2-羟乙基、2-羟丙基、3-羟丙基和2-羟丁基。

在上式中，X^-为阴离子，优选为选自氯离子、溴离子、碘离子、硫酸根、甲基磺酸根、甲基硫酸根、碳酸根和磷酸根。

所述通式的表面活性剂可以以原则上已知的方式，通过相应伯胺的烷氧基化制备。该烷氧基化的实施原则上是本领域技术人员所已知的。本领域技术人员同样已知反应条件(尤其是催化剂的选择)可影响烷氧基化物的分子量分布。

其他表面活性剂

除了上述通式的表面活性剂，所述配制剂可任选额外包含其他表面活性剂。此处应提及例如不具有烷氧基的阴离子表面活性剂，如烷基苯磺酸盐、烯烃磺酸盐、链烷烃磺酸盐、烷基羧酸盐、烷基硫酸盐和/或烷基磷酸盐；具有烷氧基的阴离子表面活性剂，如醚硫酸盐(更优选烷基丙氧基硫酸盐)、醚磺酸盐、醚羧酸盐和醚磷酸盐；烷基烷氧基化物如烷基乙氧基化物、烷基丙氧基乙氧基化物；或者甜菜碱或两性离子表面活性剂如烷基二甲基氧化胺。这些其他表面活性剂尤其也可为低聚物或聚合物表面活性剂。有利地使用这类辅助表面活性剂以减少形成微乳液所需的表面活性剂的量。

因此，这类聚合物型表面活性剂也称为“微乳液助剂”。这类聚合物型表面活性剂的实例包括两亲嵌段共聚物，其包含至少一个亲水嵌段和至少一个疏水嵌段。其实例包括聚氧化丙烯-聚氧化乙烯嵌段共聚物，聚异丁烯-聚氧化乙烯嵌段共聚物，以及具有氧化乙烯侧链和疏水主链的梳状共聚物，其中所述主链优选基本包含烯烃或(甲基)丙烯酸酯作为单体。此处，术语“聚氧化乙烯”在每种情况下应包括如上文所定义的包含氧化丙烯单元的聚氧化乙烯嵌段。这类表面活性剂的进一步细节公开于WO2006/131541A1中。

矿物油开采方法

在借助WinsorIII型微乳液驱油的本发明矿物油开采方法中，将所述通式表面活性剂的合适含水配制剂经由至少一个注入井注入矿物油藏中，并经由至少一个采出井从所述油藏中抽出原油。在本发明上下文中，术语“原油”当然并不意指单相油，而是指通常的原油-水乳液。一般而言，油藏通常具有数个注入井和数个采出井。表面活性剂的主要作用为降低水油之间的界面张力—可取的是降至显著＜0.1mN/m的值。在注入所述表面活性剂配制剂(称为“表面活性剂驱”)或优选的微乳液驱油之后，可通过将水(“水驱”)或优选具有显著增稠效果的聚合物的更高粘度水溶液(“聚合物驱”)注入地层中而保持压力。然而，还已知其中首先使表面活性剂作用于地层的技术。另一已知技术是注入表面活性剂与增稠聚合物的溶液，然后注入增稠聚合物溶液。本领域技术人员知晓“表面活性剂驱”、“水驱”和“聚合物驱”的工业实施的细节，且根据油藏类型使用合适的技术。

对本发明方法而言，使用所述通式的表面活性剂的含水配制剂。除水之外，所述配制剂还可任选包含水溶混性或至少水分散性的有机物质或其他物质。这类添加剂尤其用于在储存或运输至油田期间稳定表面活性剂溶液。然而，这类其他溶剂的量通常应不超过50重量%，优选20重量%。在本发明特别有利的实施方案中，仅将水用于配制。水溶混性溶剂的实例尤其包括醇如甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、仲丁醇、戊醇、丁基乙二醇、丁基二甘醇或丁基三甘醇。

在本发明优选的实施方案中，所述含水表面活性剂配制剂包含至少一种烷基烷氧基硫酸盐或烷基烷氧基磺化型阴离子表面活性剂。该阴离子表面活性剂以比所要求的阳离子表面活性剂更高的浓度存在于所述含水表面活性剂配制剂中，即阴离子表面活性剂与阳离子表面活性剂之比基于摩尔为至少5.5:4.5，优选为至少6:4，更优选为至少7:3，以确保由于电荷中和作用，所述表面活性剂溶液保持可溶以获得澄清溶液。

在本发明的优选实施方案中，所述含水表面活性剂配制剂包含至少一种烷基芳基磺酸盐型阴离子表面活性剂。该阴离子表面活性剂以比所要求的阳离子表面活性剂更高的浓度存在于所述含水表面活性剂配制剂中，即阴离子表面活性剂与阳离子表面活性剂之比基于摩尔为至少5.5:4.5，优选为至少6:4，更优选为至少7:3，以确保由于电荷中和作用，所述表面活性剂溶液保持可溶以获得澄清溶液。

根据本发明，所述通式表面活性剂占所存在的所有表面活性剂(即所述通式的表面活性剂和任选存在的表面活性剂)的比例为不大于49重量%。优选该比例为不大于30重量%。

可将本发明所用的混合物优选用于油藏的表面活性剂驱油。尤其适于Winsor III型微乳液驱油(在Winsor III范围内驱油或在存在双连续微乳液相范围内驱油)。微乳液驱油的技术已在开头部分详细描述。

除了所述表面活性剂，所述配制剂也可包含其他组分，例如C₄-C₈醇和/或碱性盐(所谓的“碱性表面活性剂驱油”)。这类添加剂例如可用于降低地层中的滞留。基于所用表面活性剂总量的醇的比例通常至少为1:1—然而，也可使用显著过量的醇。碱性盐的量通常可为0.1-5重量%。

其中使用所述方法的油藏通常具有至少为10°C，例如10-150°C的温度，优选具有至少15°C至120°C，更优选具有15-90°C的温度。所有表面活性剂一起的总浓度基于所述含水表面活性剂配制剂总量为0.05-5重量%，优选为0.1-2.5重量%。本领域技术人员根据所需性能，尤其是根据所述矿物油层中的条件作出适当的选择。此时，对本领域技术人员显而易见的是所述表面活性剂的浓度在注入地层之后可由于该配制剂可与地层水混合，或者表面活性剂也可吸收在地层的固体表面上而发生变化。本发明所用混合物的巨大优势在于所述表面活性剂导致特别好的界面张力降低效果同时具有表面活性剂的溶解性以获得澄清溶液。

当然可以且可取地首先制备仅现场稀释至用于注入地层中的所需浓度的浓缩物。该浓缩物中的表面活性剂总浓度通常为10-45重量%。

下文实施例旨在详细阐述本发明：

部分I：表面活性剂的合成

通用方法1：通过KOH催化烷氧基化

在2L高压釜中，将待烷氧基化的醇(1.0当量)与包含50重量%KOH的KOH水溶液混合。KOH的量为待制备产物的0.3重量%。在搅拌下，将该混合物在100°C和20毫巴下脱水2小时。然后，用N₂吹扫3次，建立约1.3巴的N₂进气压力，并将温度升至120-130°C。以使得温度保持在125-135°C(在氧化乙烯的情况下)或130-140°C(在氧化丙烯的情况下)的方式计量加入氧化烯。然后在125-135°C下又搅拌5小时，用N₂吹扫，冷却至70°C，并清空反应釜。借助乙酸中和碱性粗产物。或者也可用市售硅酸镁进行中和，然后将其滤除。借助在CDCl₃中的¹H-NMR谱、凝胶渗透色谱法和OH值测定表征浅色产物，并测定产率。

通用方法2：通过氯磺酸硫酸化

在1L圆底烧瓶中，将待硫酸化的烷基烷氧基化物(1.0当量)溶于1.5倍量的二氯甲烷(基于重量%)中并冷却至5-10°C。其后，以使得温度不超过10°C的方式滴加氯磺酸(1.1当量)。使该混合物回暖至室温并在该温度下在N₂流中搅拌4小时，然后在最高为15°C下，将上述反应混合物滴加至一半体积的NaOH水溶液中。计算NaOH的量以获得基于所用氯磺酸为稍微过量。所得pH值为约pH9-10。在最高为50°C下，在旋转蒸发器上于温和真空下移除二氯甲烷。

产物用¹H-NMR表征，并测定该溶液的含水量(约70%)。

通用方法3：胺的烷氧基化

在2L高压釜中，将待烷氧基化的伯胺(1.0当量)与少量水(0.1当量)混合。然后，用N₂吹扫3次，设定约1.3巴的N₂初始压力，并将温度升至120-130°C。以使得温度保持在125-135°C的方式计量加入2.0当量的氧化烯。此后，再在125-135°C下搅拌5小时，用N₂吹扫，冷却至70°C，并倾空反应釜。借助乙酸中和碱性粗产物。借助在CDCl₃中的¹H-NMR谱、凝胶渗透色谱法和OH值测定和胺值表征浅色产物，并测定产率。

任选地，可将与2.0当量氧化烯反应的胺与包含50重量%KOH的KOH水溶液混合。KOH的量为待制备产物的0.3重量%。在搅拌下，将该混合物在100°C和20毫巴下脱水2小时。此后，用N₂吹扫3次，设定约1.3巴的N₂初始压力，并将温度升至120-130°C。以使得温度保持在125-135°C(对氧化乙烯而言)或130-140°C(对氧化丙烯而言)的方式计量加入氧化烯。此后，再在125-135°C下搅拌5小时，用N₂吹扫，冷却至70°C，并倾空反应釜。借助在CDCl₃中的¹H-NMR谱、凝胶渗透色谱法和OH值测定以及胺值测定表征浅色产物，并测定产率。

通用方法4：胺与硫酸二甲酯的季铵化

首先在2L玻璃烧瓶中装入任选用相同量水稀释的待季铵化胺(1.0当量)。然后在搅拌下，以使得温度不超过60°C的方式缓慢滴加硫酸二甲酯(1.0当量)。借助胺值测定转化率。继续搅拌直至季铵化度为95%或更大。可任选使用少量过量的硫酸二甲酯(0.1当量)。所述过量硫酸二甲酯可通过与水短暂沸腾而破坏。借助在CDCl₃中的¹H-NMR谱、凝胶渗透色谱法和胺值测定表征浅色产物，并测定产率。

将以下醇和胺用于合成：

性能测试

使用所得表面活性剂进行如下测试，以评定其是否适于三次开采矿物油。

a)溶解性

在室温下，将烷基烷氧基硫酸盐和阳离子表面活性剂溶于含盐注入水或来自油藏的采出水(总浓度为500-3000ppm)中，将所述溶液升至油藏温度。任选添加丁基二甘醇(BDG)。在24小时后，对所述试样进行视觉评价并仅在存在澄清溶液下进一步应用。所述两个油藏的注入水具有4000-30000ppm TDS(总溶解的盐)的盐度。所述油藏温度分别为18°C和32°C。

b)界面张力

此外，通过在两种脱气原油(每种的API为约14)和初始含盐注入水上在18°C和32°C的油藏温度下的旋滴法直接测定界面张力。为此，使用在a)中制备的表面活性剂溶液。在油藏温度下，将油滴引入该澄清溶液中，在2小时后读取界面张力。

测试结果

结果示于表1-6中。

表1在18°C下，在注入水中的溶解性

从表1可以看出，存在一些在给定条件下导致澄清表面活性剂配制剂的组合。

表2在18°C下，在原油I和注入水上测量

然而与表2相比，显然基于具有12个碳原子的基团的阳离子表面活性剂提供比实施例6显著更差的界面张力。这是令人惊讶地，因为具有较长烷基的表面活性剂通常提供更好的界面张力。从实施例7可以看出，所要求保护的表面活性剂不仅在低盐度(实施例6，总盐含量12500ppm)而且在总盐含量为约24300ppm的更高盐度的情况下均提供<0.01mN/m的界面张力。

表3在18°C下，在注入水中的溶解性

在表3中，即使使用包含较高乙氧基化阳离子表面活性剂的表面活性剂配制剂，也不会产生溶解性问题。

表4在18°C下，在原油I和注入水上测量

从表4可以看出，烷基烷氧基硫酸盐与较高乙氧基化阳离子表面活性剂的组合在宽盐度范围内具有<0.01mN/m的界面张力。

表5在32°C下，在注入水中的溶解性

在表5中，所述表面活性剂配制剂的溶解性适于具有较高温度的油藏(32°C，而非18°C)。除所述测试外，所述配制剂还包含呈NaOH形式的碱。

表6在32°C下，在原油II和注入水上测量

从表6可以看出，可借助含有具有6-10个碳原子的烷基的阳离子辅助表面活性剂获得0.02mN/m或更低的低界面张力(实施例2-4)。对照实施例C1中的较长链的阳离子表面活性剂再次显示出高一个数量级的界面张力。

Claims (13)

1.一种如下通式的表面活性剂：

R¹N⁺(R²)_m(R³)_n(R⁴)X^-

其中

R¹为具有6-10个碳原子的直链或支链、饱和或不饱和的脂族和/或芳族烃基，

R²和R³各自独立地为甲基、乙基和苄基，或亚乙氧基、亚丙氧基和/或亚丁氧基和/或亚戊氧基，

R⁴为具有1-4个碳原子的烷基或羟烷基、苄基或苯基-CH₂-CH₂-或苯基-CH(CH₃)-，

m为1-8，

n为1-8，其中m+n之和为2-8，且

X为阴离子。

2.根据权利要求1的表面活性剂，其中R²和R³各自独立地为甲基、乙基或苄基，且n=m=1。

3.根据权利要求1的表面活性剂，其中R²和R³各自为亚乙氧基且R⁴为甲基或乙基。

4.根据权利要求1或3的表面活性剂，其中n+m之和为2-5。

5.一种包含至少一种如下通式的表面活性剂的表面活性剂配制剂，

R¹N⁺(R²)_m(R³)_n(R⁴)X^-

其中

R¹为具有6-10个碳原子的直链或支链、饱和或不饱和的脂族和/或芳族烃基，

R²和R³各自独立地为甲基、乙基和苄基，或亚乙氧基、亚丙氧基和/或亚丁氧基和/或亚戊氧基，

R⁴为具有1-4个碳原子的烷基或羟烷基、苄基或苯基-CH₂-CH₂-或苯基-CH(CH₃)-，

m为1-8，

n为1-8，其中m+n之和为2-8，且

X为阴离子。

6.根据权利要求5的表面活性剂配制剂，其中R²和R³各自独立地为甲基、乙基或苄基，且n=m=1。

7.根据权利要求5或6的表面活性剂配制剂，其中所有表面活性剂一起的浓度基于所述含水表面活性剂配制剂的总量为0.05-5重量%。

8.一种通过Winsor III型微乳液驱油开采矿物油的方法，其中将用于将油水之间的界面张力降至<0.1mN/m的包含至少一种离子型表面活性剂的含水表面活性剂配制剂经由至少一个注入井注入矿物油藏中，并经由至少一个采出井从所述油藏中抽出原油，其中所述表面活性剂配制剂包含至少一种如下通式的表面活性剂：

R¹N⁺(R²)_m(R³)_n(R⁴)X^-

其中

R¹为具有6-10个碳原子的直链或支链、饱和或不饱和的脂族和/或芳族烃基，

R²和R³各自独立地为甲基、乙基和苄基，或亚乙氧基、亚丙氧基和/或亚丁氧基和/或亚戊氧基，

R⁴为具有1-4个碳原子的烷基或羟烷基、苄基或苯基-CH₂-CH₂-或苯基-CH(CH₃)-，

m为1-8，

n为1-8，其中m+n之和为2-8，且

X为阴离子。

9.根据权利要求8的方法，其中m+n之和为2-5。

10.根据权利要求9的矿物油开采方法，其中R²和R³各自独立地为甲基、乙基或苄基，且n=m=1。

11.根据权利要求8-10中任一项的方法，其中所述含水表面活性剂配制剂包含至少一种烷基烷氧基硫酸盐或烷基烷氧基磺化型的阴离子表面活性剂，其以比所要求的阳离子表面活性剂更大的量存在于所述含水表面活性剂配制剂中。

12.根据权利要求8-10中任一项的方法，其中所述含水表面活性剂配制剂还包含烷基芳基磺酸盐型阴离子表面活性剂，其以比所要求的阳离子表面活性剂更大的量存在于所述含水表面活性剂配制剂中。

13.根据权利要求8-11中任一项的方法，其中所有表面活性剂一起的浓度基于所述含水表面活性剂配制剂的总量为0.05-5重量%。