CN104449629B - 一种乳状液流度控制剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种乳状液流度控制剂及其制备方法，属于油田化学品技术领域。一种乳状液流度控制剂，是由烷醇酰胺、甜菜碱型两性离子表面活性剂、助表面活性剂和去离子水组成的组合物。其制备方法包括如下步骤：将烷醇酰胺、甜菜碱型两性离子表面活性剂混合并加入到高温玻璃反应釜中，升温至35℃～45℃，并搅拌均匀；加入助表面活性剂继续搅拌30min，然后分次缓慢加入去离子水，搅拌均匀，即得到一种乳状液流度控制剂。本发明提供的乳状液流度控制剂，其耐温110℃，耐盐20×104mg/l（其中Ca2+4000mg/L、Mg2+1000mg/L），在不同油藏温度都具有良好的长期稳定性，能够应用于高温高矿化度油藏条件。

Description

一种乳状液流度控制剂及其制备方法
技术领域
本发明提供一种油田三次采油用流度控制剂及其制备方法，具体涉及一种乳状液流度控制剂及其制备方法，属于油田化学品技术领域。
背景技术
对于注水开发油田，当油田进入到高含水开发后期，油藏经过一次采油和二次采油后，仍有超过60％的原油残留在油藏的岩石孔隙中，继续采用常规水驱提高采收率难度较大，各油田相继开展了聚合物驱、表面活性剂及复合驱等化学驱为主的三次采油技术，取得了较好的挖潜效果。但对于高温高盐油藏聚合物类化学驱受到很大限制，随着耐温抗盐表面活性剂驱油体系的研发成功，化学驱已经成为世界上各油田重要的提高采收率方法之一。但耐温抗盐表面活性剂单独使用存在窜流问题，存在波及体积和驱油效率降低的缺陷，尤其是对于非均质油藏窜流更加严重，因此需要针对表活剂驱找到有效控制流度、防止窜流、提高波及体积和驱油效率的方法。目前现场应用表面活性剂驱流度控制体系主要有两类：
第一类是泡沫流度控制体系，期刊《石油大学学报》2003年第27卷第1期文献“泡沫复合驱微观驱油特性分析”中介绍了泡沫对二元复合驱的流度控制作用机理，微观驱油实验显示泡沫在二元复合驱中主要是通过挤压占据、选择性堵塞大孔道和乳化渗流作用实现流度控制和扩大波及体积的作用。该类体系由于防窜主体是泡沫，强度不高，而且存在与表面活性剂配伍性问题，降低了表面活性剂的活性，空气泡沫体系还存在腐蚀严重等问题；
第二类是以HPAM为主的聚合物流度控制体系，聚合物可以增加水相粘度，改善油水流度比，有效解决了单注表面活性剂沿优势通道的窜流问题，但目前研发的聚合物粘度受温度矿化度影响较大，聚合物注入油层后，在高温高盐条件下会发生热降解和进一步水解，破坏聚合物的稳定性，大大降低聚合物的驱油效果。期刊《石油勘探与开发》1998年第25卷第6期文献“高温油藏条件下聚丙烯酰胺水解反应研究”中通过实验验证了温度、矿化度对HPAM粘度的影响，研究显示，HPAM在高温条件下发生较强水解作用，当水解度超过一定值后粘度呈下降趋势，如果水矿化度高，特别是二价阳离子含量高，粘度更是大幅度下降，甚至会产生沉淀，使HPAM失去驱油能力。研究认为对大多数油藏而言，一般使用HPAM驱油的最高温度为70-82℃。
发明内容
本发明的目的在于克服现有表面活性剂流度控制体系存在的耐温抗盐程度低、配伍性差等缺陷，进而提供一种乳状液流度控制剂。
本发明的另一个目的是提供上述流度控制剂的制备方法。
本发明采用的技术方案如下：
一种乳状液流度控制剂，由烷醇酰胺、甜菜碱型两性离子表面活性剂、助表面活性剂和去离子水组成的组合物，含有以下结构式：
式1
式1中，R1为C12-C18的烷基；
式2
式2中，R2为烷基或烯烃基，R3为甲基、乙基、丙基或羟乙基；
式3
式3中，R4为烷基或烯烃基，X为乙磺酸钠、丙磺酸钠或羟丙磺酸钠。
一种乳状液流度控制剂的制备方法，包含以下步骤：
将烷醇酰胺、甜菜碱型两性离子表面活性剂混合并加入到高温玻璃反应釜中，升温至35℃～45℃，并搅拌均匀；加入助表面活性剂继续搅拌20-40min，然后分次缓慢加入去离子水，搅拌均匀，即得到一种乳状液流度控制剂，其中各组分质量百分比为：烷醇酰胺20wt％～30wt％，甜菜碱型两性离子表面活性剂10wt％～20wt％，助表面活性剂10wt％，余量是所述的去离子水。
所述的烷醇酰胺，优选为月桂酸二乙醇酰胺、椰油酸二乙醇酰胺。
所述的甜菜碱型两性离子表面活性剂，是脂肪酸酰胺丙基甜菜碱和烷基磺基甜菜碱中的一种或两种复合。
所述的脂肪酸酰胺丙基甜菜碱，优选为椰油酰胺丙基甜菜碱和月桂酸酰胺丙基甜菜碱中的一种。
所述的烷基磺基甜菜碱，优选为二十二烷基羟丙磺基甜菜碱、二十烷基羟丙磺基甜菜碱和十八烷基羟丙磺基甜菜碱中的一种。
所述的助表面活性剂为甲醇、乙醇、异丙醇或正丁醇中的一种。
本发明的有益效果是：本发明提供得乳状液流度控制剂，其耐温110℃，耐盐20×104mg/l(其中Ca2+4000mg/L、Mg2+1000mg/L)，在不同油藏温度都具有良好的长期稳定性，能够应用于高温高矿化度油藏条件；在不同油水比混合比例条件，高浓度使用本发明的乳状液流度控制剂能乳化原油，形成粘度为2.8-12.8mPa.s、粒径为1-500μm范围的乳状液，形成的乳状液性能稳定、再生能力强；低浓度使用本发明的乳状液流度控制剂能与原油形成10-4～10-3mN/m的超低界面张力；通过使用浓度的改变，就可以实现流度控制与洗油的双重效果，有效解决单注表活剂存在的窜流问题，还同时避免了常规表面活性剂复合驱存在的配伍性问题；该乳状液流度控制剂采用高低浓度交替注入方法，可以在水驱的基础上提高采收率18％～21.5％。
附图说明
附图1为实施例1得到驱油剂组合物浓度、油水比与形成乳状液粘度的关系；
附图2为实施例1得到驱油剂组合物形成的再生乳状液粘度测定；
附图3为实施例1得到驱油剂组合物降低原油油水界面张力能力；
附图4为实施例1得到驱油剂组合物高温稳定性。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的技术方案做进一步的说明。
实施例1：
将质量浓度为30％椰油酸二乙醇酰胺、10％椰油酰胺丙基甜菜碱混合并加入到高温玻璃反应釜中，升温至40℃，以200r/min转速搅拌均匀后，加入9％乙醇继续搅拌30min，然后加入1％异丙醇，再分次缓慢加入余量去离子水，搅拌均匀，即得到一种活性物含量40％，PH值7-9的乳状液流度控制剂，产品为黄色均匀液体。
将实施例1得到的乳状液流度控制剂用总矿化度为18×104mg/L的中原濮城油田现场注入水、总矿化度为20×104mg/L的现场采出水配制成0.6wt％-3wt％浓度溶液作为水相，濮城西区沙二上2+3原油作为油相，按1:9、3:7不同油水比例混合后，密闭置于85℃恒温箱中恒温8小时，使用85-2型恒温磁力搅拌器，以140r/min转速搅拌5分钟，原油完全乳化形成均一乳状液，用DV-Ⅲ布式粘度计在85℃、60r/min条件下，采用4#转子测定乳状液粘度为2.8-10.5mPa.s，其结果如附图1所示。由图1可知，说明高浓度的乳状液流度控制剂增粘效果明显，具备良好的流度控制作用。
将上述乳状液静置分层后，手工上下轻摇10下，再次进行混合，采用上述相同的方法测定乳状液粘度，结果如附图2所示。由图2可知，乳状液静分层后手工轻摇即可再次乳化，粘度、稳定性与初次乳化相比变化不大，说明乳状液再生能力较强。
取注入水配制的0.05％-0.5％乳状液流度控制剂溶液，采用TX500C旋转滴超低界面张力仪在85℃、6000r/min条件下测定油水界面张力为10-3-10-4mN/m，如附图3所示，说明低浓度的乳状液流度控制剂能够达到超低油水界面张力，有效提高驱油效率。将0.05％浓度驱油剂溶液放置110℃烘箱高温老化90天后，仍能保持超低界面张力，如附图4所示，说明本发明在高温高盐油藏条件下性能稳定，能够满足现场需要。
将注入水配制的溶液在高温高压油藏物理模拟实验装置上进行岩心驱替实验。设置实验温度为85℃，用现场注入水饱和驱替人造岩心，用模拟原油对人造岩心进行饱和油，以0.5ml/min速度水驱，然后采用不同注入组合方式注入0.5PV流度控制剂溶液，后续水驱至残余油状态，采用高低浓度交替注入方法可以在水驱的基础上提高采收率18％-21.5％，结果如表1所示。
表1 岩心驱替实验结果
实施例2～4步骤与实施例1相同，乳状液流度控制剂制备的所用药品配比如表2所示。根据《GB/T22235-2008液体粘度的测定》、《SY/T5370-1999表面及界面张力测定方法》实验标准进行粘度和界面张力性能评价，实验条件及结果如表3、表4所示：
表2 乳状液流度控制剂所用药品配比表
表3 不同油水比条件下形成乳状液的粘度
表4 不同浓度流度控制剂降低油水界面张力能力
由表3和表4可知，本发明得到的乳状液流度控制剂在不同油水比混合比例条件，高浓度使用能乳化原油，形成粘度为2.8-12.8mPa.s、粒径为1-500μm范围的乳状液，形成的乳状液性能稳定、再生能力强，乳状液粘度是原油粘度的2.2-10.3倍，能够用来控制流度；低浓度使用能与原油形成10-3-10-4mN/m的超低界面张力，提高洗油效率；耐温110℃，抗盐20×104mg/L。

Claims (4)

1.一种乳状液流度控制剂，其特征在于：是由烷醇酰胺、甜菜碱型两性离子表面活性剂、助表面活性剂和去离子水组成的组合物，其中各组分质量百分比为：烷醇酰胺20wt%～30wt%，甜菜碱型两性离子表面活性剂10wt%～20wt%，助表面活性剂10wt%，余量是去离子水；所述的烷醇酰胺为月桂酸二乙醇酰胺或椰油酸二乙醇酰胺；所述甜菜碱型两性离子表面活性剂是脂肪酸酰胺丙基甜菜碱和烷基磺基甜菜碱中的一种或两种；所述的助表面活性剂为甲醇、乙醇、异丙醇或正丁醇中的一种或两种。
2.一种如权利要求1所述的乳状液流度控制剂的制备方法，其特征在于：将烷醇酰胺、甜菜碱型两性离子表面活性剂混合并加入到高温玻璃反应釜中，升温至35℃～45℃，并搅拌均匀，加入助表面活性剂继续搅拌20-40min，然后分次缓慢加入去离子水，搅拌均匀，即得到一种乳状液流度控制剂。
3.根据权利要求2所述的乳状液流度控制剂的制备方法，其特征在于：所述的脂肪酸酰胺丙基甜菜碱为椰油酰胺丙基甜菜碱和月桂酸酰胺丙基甜菜碱中的一种。
4.根据权利要求2所述的乳状液流度控制剂的制备方法，其特征在于：所述的烷基磺基甜菜碱为二十二烷基羟丙磺基甜菜碱、二十烷基羟丙磺基甜菜碱和十八烷基羟丙磺基甜菜碱中的一种。
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