CN105131927B - 一种用于二元复合驱的表面活性剂及其制备方法 - Google Patents

一种用于二元复合驱的表面活性剂及其制备方法 Download PDF

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Abstract

用于二元复合驱的表面活性剂，应用于提高原油采收率。各组分的重量成分比为：α‑烯基磺酸盐：15.35％～17.65％；十二烷基葡萄糖苷：13.37％～15.54％；十二烷基苯磺酸三乙醇胺盐：12.66％～15.74％；十二醇聚氧乙烯醚(3)硫酸钠：21.53％～24.57％；烷基酚聚氧乙烯醚羧酸盐：8.62％～11.87％；十二烷氧基羟丙基甜菜碱：0.005％～0.006％；羟乙基油酸咪唑啉甜菜碱：0.005％～0.006％；乙醇：10.00％～15.00％；维生素A：0.001％～0.002％；维生素C：0.001％～0.002％；水：6.566％～9.037％。效果是：在油藏温度小于150℃、矿化度小于130000mg/L的情况下，使用浓度为0.2％～0.8％时，应用油藏提高原油采收率27.35个百分点。

Description

一种用于二元复合驱的表面活性剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及采油化学技术领域，特别涉及一种用于二元复合驱的表面活性剂及其制备方法。
背景技术
20世纪40年代以前，油田开发主要是依靠天然能量消耗开采，一般采收率仅5％～10％，我们称为一次采油，它反映了早期的油田开发技术水平较低，90％左右的探明石油储量留在地下被废弃，随着渗流理论的发展，达西定律应用于油田开发，人们认识到油井产量与压力梯度呈正比关系，一次采油采收率低的主要因素是油层能量的衰竭，从而提出了人工注水(气)，保持油层压力的二次采油方法，使油采收率提高到30％～40％，这是至今世界上各油田的主要开发方式，是油田开发技术上的一次大飞跃，但二次采油仍有60％～70％的油剩留地下，为此，国内外石油工作者进行了大量研究工作，逐步认识到制约二次采油采收率提高的原因，从而提出了三次采油新方法；但是，二元复合驱中，表面活性剂性能的好坏对提高采收率有着举足轻重的作用。
吕鑫等人发表在《西南石油大学学报(自然科学版)》2008年第30卷第3期上的“聚合物/表面活性剂二元复合驱研究进展”一文从聚合物/表面活性剂二元体系的特点出发，综述了聚/表聚/表二元复合体系的实验室研究现状以及在胜利油田孤东七区54-61进行的矿场试验情况。聚/表二元复合驱是在聚/表/碱三元复合驱的基础上去掉碱所形成的低浓度的驱油体系，可以最大限度地发挥聚合物的粘度和弹性，减 少乳化液处理带来的负面影响，减弱由于碱的存在引起的地层以及井筒结垢的现象。通过国内外研究结果分析表明，聚/表二元复合体系提高原油采收率幅度在20％左右；矿场试验取得了较好的效果。聚/表二元复合体系可以克服三元体系的缺点，作为一项新的驱油方法具有宽阔的发展空间。
张新民等人发表在《油气地质与采收率》2011年第18卷第5期上的“胜利油区海上油田二元复合驱体系性能评价”一文通过流变性界面张力吸附老化驱油等实验研究了适合胜利油区海上油田条件下的二元复合驱体系的性能，结果表明该体系具有良好的抗温抗盐抗剪切性及老化稳定性，表面活性剂在较大浓度范围内使油水界面张力达10-3mN/m。物理模拟研究表明，二元复合驱体系在多孔介质中具有良好的注入性能，在1152.3×10-3um的孔隙介质中具有较高的阻力系数和残余阻力系数，分别为504.2和102.7，大幅度降低了水测渗透率，且有效地扩大了波及体积，驱油实验结果表明该体系具有良好的驱油能力，能使胜利油区海上原油采收率提高24％以上。
曹绪龙发表在《石油学报(石油加工)》2008年第24卷第6期上的“低浓度表面活性剂一聚合物二元复合驱油体系的分子模拟与配方设计”一文采用耗散颗粒动力学方法在介观层次上模拟了表面活性剂烷基苯磺酸盐在油一水界面的排布行为，考察了分子结构油相等因素对界面密度和界面效率的影响，探讨了利用表面活性剂复配协同效应提高界面活性的机理.实验研究了表面活性剂类型、油相、表面活性剂复配等对油一水界面张力的影响。
发明内容
本发明的目的是：提供一种用于二元复合驱的表面活性剂，在油藏 温度小于150℃、矿化度小于130000mg/L的情况下，使用浓度为0.2％～0.8％时，体系界面张力可达到10-3～10-5mN/m数量级，可提高原油采收率25个百分点以上。
本发明为解决技术问题所采取的技术方案是：
一、用于二元复合驱的表面活性剂的原料：
原料包括：
1、α-烯基磺酸盐(工业品)；别名：AOS，黄洪周主编，中国表面活性剂总览一书，化学工业出版社，2003年9月第1版，第138页。
用途：洗涤剂、餐洗剂、油田采油助剂。
生产单位：浙江吉利达化工有限公司，中国日用化学工业研究院，安徽安庆南风日化有限公司。
2、十二烷基葡萄糖苷(工业品)；别名：APG，黄洪周主编，中国表面活性剂总览一书，化学工业出版社，2003年9月第1版，第429页。
性质：表面张力低，活性高，对人体皮肤无刺激，生物降解快而完全，配伍性能优异，增效作用显著，在浓电解质中仍能保持较高的活性。
用途：新型的天然绿色表面活性剂，泡沫细腻、丰富，表面活性高，配伍性好，可用作化妆、洗涤用品的新的活性物，也可作农药乳化剂等工业用的活性物。
生产单位：吉化公司电石厂
3、十二烷基苯磺酸三乙醇胺盐(工业品)；黄洪周主编，中国表面活性剂总览一书，化学工业出版社，2003年9月第1版，第140页。
性质：本品为无色液体。乌氏黏度(20℃)≥180s。本品乳化能力强，在加量1.5％～1％和10％盐水情况下，不发泡或很少发泡。
用途：本品为水包油型乳化剂，用于油田老井提高采收率。用作水 包油及油包水乳化液或油基解卡液的乳化剂，可抗高温1800℃。NH4HCO3防结块剂组分。
4、十二醇聚氧乙烯醚(3)硫酸钠(工业品)；别名：磺化平平加，黄洪周主编，中国表面活性剂总览一书，化学工业出版社，2003年9月第1版，第169页。
性质：本品为棕红色油状液体，能溶于水和酒精。有良好的洗涤作用，易产生大量泡沫。对合成纤维有抗静电、平滑、柔软等作用。
用途：洗涤剂主活性物之一，适用于洗衣粉、餐洗剂、香波及各种液体洗涤剂复配。也用作织物净洗剂、石油工业清洗剂，香波等化妆品原料，用作维尼纶长丝油剂及维尼纶短纤维纶纺纱油剂组分。纺织工业中，用作维纶油剂和其它合成纤维油剂的组分。本品也是液体合成洗涤剂的组分，扩散、洗涤性好，常用于染整工业中。
生产单位：南京栖霞山印染助剂厂，上海助剂厂有限公司。
5、烷基酚聚氧乙烯醚羧酸盐(工业品)；别名：APEC。黄洪周主编，中国表面活性剂总览一书，化学工业出版社，2003年9月第1版，第181页。
性质：淡黄色透明液体，具有较低的表面张力，较高的泡沫力、渗透力和去污力，是优良的新表面活性剂，还可与阳离子表面活性剂或聚合物配伍。具有优良的抗硬水性和分散性。
用途：可与阳离子表面活性剂复配成新型阴离子表面活性剂，优良的渗透剂和净洗剂原料。
生产单位：西北纺织工学院
6、十二烷氧基羟丙基甜菜碱(工业品)。黄洪周主编，中国表面活性剂总览一书，化学工业出版社，2003年9月第1版，第541页。
性质：新型羟丙基甜菜碱型两性表面活性剂，表面活性、调理性、发泡性均优良。
用途：用作日用化妆品和洗发香波的去污剂、调理剂。
7、羟乙基油酸咪唑啉甜菜碱(工业品)。黄洪周主编，中国表面活性剂总览一书，化学工业出版社，2003年9月第1版，第547页。
性质：外观为淡黄色透明状黏稠液体，无毒，具有抗硬水能力，对眼睛和皮肤的刺激性小，生化降解能力高。
生产单位：大连理工大学，中国日用化学工业研究院。
8、乙醇(工业品)；
9、维生素A(工业品)；
10、维生素C(工业品)；
11、水。
二、用于二元复合驱的表面活性剂配方重量百分比为：
1、α-烯基磺酸盐：15.35％～17.65％；
2、十二烷基葡萄糖苷：13.37％～15.54％；
3、十二烷基苯磺酸三乙醇胺盐：12.66％～15.74％；
4、十二醇聚氧乙烯醚(3)硫酸钠：21.53％～24.57％；
5、烷基酚聚氧乙烯醚羧酸盐：8.62％～11.87％；
6.十二烷氧基羟丙基甜菜碱：0.005％～0.006％；
7、羟乙基油酸咪唑啉甜菜碱：0.005％～0.006％；
8、乙醇：10.00％～15.00％；
9、维生素A：0.001％～0.002％；
10、维生素C：0.001％～0.002％；
11、水：6.566％～9.037％。
各组分重量百分比之和为百分之百。
三、本发明用于二元复合驱的表面活性剂的制备的主要设备
具有搅拌、加热、冷却及真空***的2000L的搪瓷反应釜；
具有搅拌、加热、冷却及真空***的3000L的搪瓷反应釜；
2000L的搪瓷反应釜与3000L的搪瓷反应釜通过阀门、管线连接，2000L的搪瓷反应釜与3000L的搪瓷反应釜中反应后的物料具有可以互相加入的功能。
四、本发明用于二元复合驱的表面活性剂的制备方法分为以下三步完成：
①在2000L搪瓷反应釜中加入重量百分比为21.53％～24.57％的十二醇聚氧乙烯醚(3)硫酸钠、10.00％～15.00％的乙醇和0.005％～0.006％的羟乙基油酸咪唑啉甜菜碱，开动搅拌，升温至75±3℃，搅拌20min～30min后保持温度75±3℃静置；
②在3000L搪瓷反应釜中加重量百分比为15.35％～17.65％的α-烯基磺酸盐，8.62％～11.87％的烷基酚聚氧乙烯醚羧酸盐和0.005％～0.006％的十二烷氧基羟丙基甜菜碱，升温115±3℃，反应压力控制在0.25MPa～0.35MP，搅拌60min～80min；
③用20min～30min缓慢将2000L搪瓷反应釜中反应后的物料加入到3000L搪瓷反应釜中，温度升温至115±3℃，反应压力控制在0.25MPa～0.35MP，搅拌60min～80min；然后再加入13.37％～15.54％的十二烷基葡萄糖苷，反应压力控制在0.25MPa～0.35MP搅拌反应35min～45min后加入12.66％～15.74％的十二烷基苯磺酸三乙醇胺盐、0.001％～0.002％的维生素A和0.001％～0.002％的维生素C，搅拌45min～55min开始降温，待反应釜内压力回零后，温度降至70℃加入6.566％～9.037％的水，搅拌25min～35min停止搅拌降温出料，得到用于二元复合驱的表面活性剂。
简述用于二元复合驱的表面活性剂的使用方法，在注入现场将0.2％～0.8％的用于二元复合驱的表面活性剂与0.1％～0.3％的阴离子聚丙烯酰胺和水搅拌混合均匀后(用于二元复合驱的表面活性剂、阴离子聚丙烯酰胺和水三者的重量百分比之和为百分之百)，通过专用设 备注入到油层中，现场技术人员及操作工人熟悉此工作。
本发明的有益效果是：在油藏温度小于150℃、矿化度小于130000mg/L的情况下，使用浓度为0.2％～0.8％时，体系界面张力可达到10-3～10-5mN/m数量级，应用油藏提高原油采收率27.35个百分点。
具体实施方式
实施例1：用于二元复合驱的表面活性剂，各组分的重量百分比为：
1、α-烯基磺酸盐：15.35％
2、十二烷基葡萄糖苷：15.54％
3、十二烷基苯磺酸三乙醇胺盐：14.75％
4、十二醇聚氧乙烯醚(3)硫酸钠：22.34％
5、烷基酚聚氧乙烯醚羧酸盐：10.85％
6、十二烷氧基羟丙基甜菜碱：0.005％
7、羟乙基油酸咪唑啉甜菜碱：0.006％
8、乙醇：12.5％
9、维生素A：0.002％
10、维生素C：0.001％
11、水：8.656％
各组分重量百分比之和为百分之百。
用于二元复合驱的表面活性剂的制备的主要设备
具有搅拌、加热、冷却及真空***的2000L的搪瓷反应釜；
具有搅拌、加热、冷却及真空***的3000L的搪瓷反应釜；
2000L的搪瓷反应釜与3000L的搪瓷反应釜通过阀门、管线连接，2000L的搪瓷反应釜与3000L的搪瓷反应釜中反应后的物料具有可以互相加入的功能。
用于二元复合驱的表面活性剂的制备方法分为以下三步完成：
①在2000L搪瓷反应釜中加入重量百分比为21.53％～24.57％的十二醇聚氧乙烯醚(3)硫酸钠、10.00％～15.00％乙醇和0.005％～0.006％的羟乙基油酸咪唑啉甜菜碱，开动搅拌，升温至75±3℃，搅拌20min～30min后保持温度75±3℃静置；
②在3000L搪瓷反应釜中加重量百分比为15.35％～17.65％α-烯基磺酸盐，8.62％～11.87％烷基酚聚氧乙烯醚羧酸盐和0.005％～0.006％的十二烷氧基羟丙基甜菜碱，升温115±3℃，反应压力控制在0.25MPa～0.35MP，搅拌60min～80min；
③用20min～30min缓慢将2000L搪瓷反应釜中反应后的物料加入到3000L搪瓷反应釜中，温度升温至115±3℃，反应压力控制在0.25MPa～0.35MP，搅拌60min～80min；然后再加入13.37％～15.54％十二烷基葡萄糖苷，反应压力控制在0.25MPa～0.35MP搅拌反应35min～45min后加入12.66％～15.74％十二烷基苯磺酸三乙醇胺盐、0.001％～0.002％的维生素A和0.001％～0.002％的维生素C，搅拌45min～55min开始降温，待反应釜内压力回零后，温度降至70℃加入用于二元复合驱的表面活性剂配方中的应加的水量，搅拌25min～35min停止搅拌降温出料，得到用于二元复合驱的表面活性剂。
实施例2、3、4、5、6
用于二元复合驱的表面活性剂的制备方法及其制备方法实施例2、3、4、5、6的制备过程与实施例1基本相同，不同点是配方，用于二元复合驱的表面活性剂的制备方法制备的实施例1～6的配方，采用列表方式表示，如表1：
表1：用于二元复合驱的表面活性剂的配方(各组分重量百分比之和为百分之百)。
Figure BSA0000120646700000091

Claims (2)

1.一种用于二元复合驱的表面活性剂，其特征在于：各组分的重量百分比为：
α-烯基磺酸盐：15.35％～17.65％；
十二烷基葡萄糖苷：13.37％～15.54％；
十二烷基苯磺酸三乙醇胺盐：12.66％～15.74％；
十二醇聚氧乙烯醚(3)硫酸钠：21.53％～24.57％；
烷基酚聚氧乙烯醚羧酸盐：8.62％～11.87％；
十二烷氧基羟丙基甜菜碱：0.005％～0.006％；
羟乙基油酸咪唑啉甜菜碱：0.005％～0.006％；
乙醇：10.00％～15.00％；
维生素A：0.001％～0.002％；
维生素C：0.001％～0.002％；
水：6.566％～9.037％。
2.根据权利要求1所述的用于二元复合驱的表面活性剂，其特征是：制备方法分为以下三步完成：
①在2000L搪瓷反应釜中加入重量百分比为21.53％～24.57％的十二醇聚氧乙烯醚(3)硫酸钠、10.00％～15.00％的乙醇和0.005％～0.006％的羟乙基油酸咪唑啉甜菜碱，开动搅拌，升温至75±3℃，搅拌20min～30min后保持温度75±3℃静置；
②在3000L搪瓷反应釜中加重量百分比为15.35％～17.65％的α-烯基磺酸盐，8.62％～11.87％的烷基酚聚氧乙烯醚羧酸盐和0.005％～0.006％的十二烷氧基羟丙基甜菜碱，升温115±3℃，反应压力控制在0.25MPa～0.35MP，搅拌60min～80min；
③用20min～30min缓慢将2000L搪瓷反应釜中反应后的物料加入到3000L搪瓷反应釜中，温度升温至115±3℃，反应压力控制在0.25MPa～0.35MP，搅拌60min～80min；然后再加入13.37％～15.54％的十二烷基葡萄糖苷，反应压力控制在0.25MPa～0.35MP搅拌反应35min～45min后加入12.66％～15.74％的十二烷基苯磺酸三乙醇胺盐、0.001％～0.002％的维生素A和0.001％～0.002％的维生素C，搅拌45min～55min开始降温，待反应釜内压力回零后，温度降至70℃加入6.566％～9.037％的水，搅拌25min～35min停止搅拌降温出料，得到用于二元复合驱的表面活性剂。
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