CN107868657A - 低张力粘弹性表面活性剂组合物及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种含有长碳链阳离子表面活性剂的粘弹性表面活性剂组合物及其制备方法和应用，主要解决现有技术中用于强化采油的粘弹性表面活性剂水溶液存在的不能同时具有较高粘度和高界面活性(能将油水界面张力降低到10‑3～10‑4mN/m)的问题。通过采用一种表面活性剂组合物，以质量份数计，包括：(1)长碳链阳离子表面活性剂0.05～5份；(2)脂烃基酸盐0.01～5份；(3)无机盐0～30份的技术方案，较好地解决了该问题，可用于强化采油中。
Description
技术领域
本发明涉及一种含有长碳链阳离子表面活性剂的能够将原油/水界面张力降低到超低水平的粘弹性表面活性剂组合物及其制备方法和应用。
背景技术
粘弹性表面活性剂组合物水溶液体系在油/气开采中应用非常广泛，比如，粘弹性表面活性剂减阻剂(应用于滑溜水)、表面活性剂水力压裂液、表面活性剂转向酸等。由于粘弹性表面活性剂水溶液与聚合物(比如聚丙烯酰胺)水溶液相比具有耐剪切、对地层伤害小、对外界刺激比较敏感等独特优点，在油/气开采领域是不可替代的功能材料之一。
随着技术的发展，人们期望粘弹性表面活性剂组合物水溶液能在油/气开发领域有更多的应用。所以许多公司和研究机构都在进一步改进粘弹性表面活性剂组合物水溶液的性能并探索将它们应用在新领域的可能性,主要有两个方向:1)进一步提高粘弹性表面活性剂组合物水溶液在苛刻环境中的粘弹性；2)为粘弹性表面活性剂组合物水溶液添加新功能。其中一个令人感兴趣的研究目标是能够将原油\水界面张力降低到超低水平的粘弹性表面活性剂组合物水溶液。因为超高分子量聚丙烯酰胺的分子尺寸远大于低渗透油藏的孔喉尺寸，不能通过低渗区进入地层深部起到流度控制作用，而粘弹性表面活性剂极易形成的蠕虫状胶束是一种“活的聚合物”可以通过将改变自组装结构进入并通过低渗区进入地层深部起到流度控制作用。这种能降低原油/水界面张力到超低水平的粘弹性表面活性剂组合物水溶液在油/气田强化开采操作中能与高分子量聚丙烯酰胺/表面活性剂复配水溶液形成互补。
但是这为粘弹性表面活性剂组合物水溶液的配制提出了巨大挑战：粘弹性表面活性剂组合物水溶液需要粘弹性表面活性剂在高温和一定矿化度条件下具有较高的表观粘度，胶束表面的电荷呈负电性或者非正电性，复配体系对色谱分离具有很好的抑制能力，表面活性剂组合物应当是绿色环保的。在具备所有这些前提条件后还应当在一定温度、矿化度条件下对特定原油/水组合还能够将原油/水的界面张力降低到超低水平。
已经有关于此类粘弹性表面活性剂水溶液体系的研究报道：1)较大分子量的寡聚表面活性剂水溶液；2)两种或者三种表面活性剂/有机芳香盐复配体系。据现有报道，寡居表面活性剂的合成步骤较多，成本高，而且其粘弹性以及降低界面张力的能力都比较弱，在油/气田的应用受到很大限制。而表面活性剂/有机芳香盐复配体系中的有机芳香盐，比如苯甲酸钠、水杨酸钠、萘磺酸钠等，对环境中的动植物都有一定影响(谢能中，黄艳燕，李检秀等，苯甲酸降解途径及转化生产粘康酸的研究进展，2014，2014，30(2):74～81)。
本发明开发了一种长链阳离子表面活性剂\脂烃基酸盐\无机盐三元低张力粘弹性复配表面活性剂体系。它的水溶液在较高温度下、很宽复配比例范围内表现出较高表观粘度，能将特定油田原油/地层水的界面张力降低到超低水平，适应多种矿化度的水质，耐老化性能好，绿色环保，适用于潜在的粘弹性表面活性剂驱油剂领域。此外也有希望在食品、化妆品、以及涂料等领域得到应用。
发明内容
本发明所要解决的技术问题之一是现有技术中用于强化采油的粘弹性表面活性剂水溶液存在的不能同时具有较高粘度和高界面活性(能将油水界面张力降低到10-3～10-4mN/m)的问题，提供一种含有长碳链阳离子表面活性剂的低张力粘弹性表面活性剂组合物，包含长碳链阳离子表面活性剂、脂烃基酸盐以及无机盐，所配制低张力粘弹性表面活性剂组合物水溶液在较高温度、较宽矿化度范围内、较宽配比范围内都具有显著的表观粘度，并且能将特定原油/水界面张力降低到10－3～10－4mN/m，较好地解决了这个问题。
本发明所要解决的技术问题之二是提供一种与解决技术问题之一相对应的含长碳链阳离子表面活性剂的低张力粘弹性表面活性剂组合物的制备方法。
本发明所要解决的技术问题之三是提供一种与解决技术问题之一相对应的含长碳链阳离子表面活性剂的低张力粘弹性表面活性剂组合物的应用。
为了解决上述技术问题之一，本发明采用的技术方案如下：一种表面活性剂组合物，以质量份数计，包括：
(1)长碳链阳离子表面活性剂0.05～5份；
(2)脂烃基酸盐0.01～5份；
(3)无机盐0～30份。
上述技术方案中，所述长碳链阳离子表面活性剂的分子通式优选为：
式(I)中，X选自季铵或季磷基团中的至少一种，优选为季铵基团；Y选自使得式(I)分子呈电中性的阴离子或阴离子基团，优选为卤素离子、硫酸根、硝酸根或者磷酸根中的至少一种；R1为C4-10的烷基或者碳烯基，优选为C4-8的烷基或者碳烯基；R2为氢原子或者C1-10的烷基或者碳烯基，优选氢原子或者C1-2的烷基或者碳烯基；m为亚甲基的数目，优选1～10的整数，更优选为4～10的整数；n为亚甲基的数目，优选1-10的整数，更优选2-6的整数。
上述技术方案中，所述长链阳离子表面活性剂与脂烃基酸盐的比例，以摩尔量计为1：(0.25～4)，更优选为1：(0.5～2)。
上述技术方案中，R1优选为C4-8的烷基，更优选为C4-8的直链烷基。
上述技术方案中，R2优选氢原子或者C1-2烷基，更优选为氢原子或者C1烷基。
上述技术方案中，m优选6～10的整数。
上述技术方案中，n优选4～6的整数。
上述技术方案中，所述脂烃基酸盐分子通式优选为：
R3-X1Y1，式(II)；
式(II)中，X1选自磺酸基、羧基、硫酸酯基或者磷酸酯基；R3选自C4-10的脂烃基，优选为C4-10的烷基、碳烯基或者脂环基，进一步优选C4-8的烷基、碳烯基或者脂环基；Y1为使式(II)分子呈电中性的阳离子或阳离子基团。
上述技术方案中，X1优选自磺酸基、羧基、硫酸酯基或者磷酸酯基；R3优选自C4-10的的直链烷基，更优选为C4-8的的直链烷基；Y1优选自碱金属离子或者碱土金属离子，更优选为钠离子、钾离子或者镁离子。
上述技术方案中，所述无机盐含量优选大于0，优选为为碱金属或者碱土金属的卤化物、硫酸盐、硝酸盐或者磷酸盐；更优选为氯化钠、氯化钾、氯化镁、溴化钠、溴化钾、溴化镁、硫酸钠、硫酸钾、硫酸镁、磷酸钠、磷酸钾中的至少一种，进一步优选为氯化钠、氯化钾、氯化镁或者硫酸钠中的至少一种，最优选为氯化钠、氯化镁或者硫酸钠中的至少一种。
上述技术方案中，所述表面活性剂组合物，以质量份数计，优选还包括：(4)水60～99.94份；所述水可以是淡水、盐水、地层水，进一步优选为总矿化度为0～210000mg/L的水，更优选为总矿化度为10000～210000mg/L。
上述技术方案中，所述低张力粘弹性表面活性剂组合物可以是长碳链阳离子表面活性剂、脂烃基酸盐以及无机盐混合均匀得到的组合物，也可以是三者与水混合均匀的浓缩物、膏状物或溶液。
为了解决上述技术问题之二，本发明采用的技术方案如下：一种含长碳链阳离子表面活性剂的低张力粘弹性表面活性剂组合物的制备方法，包括以下步骤：
将所需量的长碳链阳离子表面活性剂溶解在水中，得到表面活性剂水溶液；然后将所需量的脂烃基酸盐以固体或者水溶液的形式加入到表面活性剂水溶液中，待混合均匀后直接加入所需量的无机盐或者无机盐的水溶液进入混合液中搅拌均匀；得到所述的表面活性剂组合物。
上述技术方案中，将长碳链阳离子表面活性剂溶解在纯水、自来水、或者油/气田现场水中，加热或者不加热皆可。将脂烃基酸盐以固体或者水溶液的形式加入到表面活性剂水溶液中，待混合均匀后直接加入无机盐或者它们的溶液进入混合液中搅拌均匀即可得到绿色环保的粘弹性表面活性剂水溶液。
为了解决上述技术问题之三，本发明采用的技术方案如下：含长碳链阳离子表面活性剂的低张力粘弹性表面活性剂水溶液的应用。
上述技术方案中，优选方案为：所述应用的温度优选为15℃到100℃；所述低张力粘弹性表面活性剂驱替水溶液中，以长碳链阳离子表面活性剂和脂烃基酸盐的质量计，含低张力粘弹性表面活性剂的浓度优选为0.15％(wt)～1.0％(wt)，更优选为0.15％(wt)～0.5％(wt)。
上述技术方案中，所述含长碳链阳离子表面活性剂的低张力粘弹性表面活性剂对水质不敏感，可以是自来水、河水、盐水、油田现场水、清水、污水等本领域技术人员所熟知的水源；尤其适用于油藏地层水。
用作驱替液的低张力粘弹性复配表面活性剂水溶液在地层条件下的粘度和降低原油/地层水界面张力的能力是影响驱替效果的主要因素。只有同时具备这两个性能才可能有好的强化采油效果。本发明中的长碳链阳离子表面活性剂与脂烃基酸盐组合物在水溶液中形成的表面活性剂胶束能够在很宽矿化度范围内保持蠕虫状结构从而保证流体粘度，同时原油与低张力粘弹性表面活性剂水溶液按照比例混合平衡后总会出现超低界面张力。特别是同时包含长碳链阳离子表面活性剂、脂烃基酸盐以及无机盐时，三者间起到意想不到的相互作用，使得组合物降低界面张力的能力和粘弹性出人意料的增加，本发明制备的粘弹性表面活性剂组合物不但水溶液中仅含有长碳链的阳离子表面活性剂和脂烃基酸盐，不含芳环结构，所以易于生物降解，耐老化性能好，而且同样条件下，本发明的组合物增粘效果也要高出长碳链的阳离子表面活性剂和含芳环结构有机酸盐的组合，如季铵盐与水杨酸钠的组合。长碳链阳离子表面活性剂具有原料易得，合成路线成熟，最终产品成本较低等优点。根据本发明得到的低张力粘弹性表面活性剂组合物水溶液适用于强化采油。
采用本发明的技术方案，以含长碳链阳离子表面活性剂和脂烃基酸盐的质量计，含低张力粘弹性表面活性剂的浓度优选为0.15％(wt)～1.0％(wt)的粘弹性水溶液(如含有0.5％wt有机成分的二十二烷基三甲基氯化铵/丁酸钠/氯化钠的粘弹性水溶液)在65℃条件下能够呈现出60mpa.s左右的表观粘度，同时能将江苏油田原油样品/地层水的界面张力降低到10-3～10-4mN/m水平，取得了较好的技术效果。
下面通过具体实施例对本发明进一步进行说明。
具体实施方式
【实施例1】
将10克辛酸钠溶解在韦-2现场水中配制成1000毫升1％wt的溶液。将10克二十二烷基三甲基氯化铵溶解在韦-2现场水中配制成1000毫升1％wt的溶液。然后将阴阳两亲分子的水溶液按照一定比例在室温下混合得到略有粘度的雾状表面活性剂组合物水溶液。将复配表面活性剂水溶液放置在65℃的烘箱中静置过夜后所有样品澄清透明。用哈克流变仪在65℃条件下测试复配样品的表观粘度，具体配制比例和测试结果见表1。
| 阴阳两亲分子摩尔比 | 10/90 | 20/80 | 30/70 | 40/60 | 50/50 | 60/40 | 70/30 | 80/20 | 90/10 |
| 表观粘度(mpa.s) | 0.5 | 4.5 | 24 | 40.2 | 47.6 | 37.5 | 40.5 | 23.2 | 0.5 |
表1辛酸钠/二十二烷基三甲基氯化铵复配体系的表观粘度
在辛酸钠/二十二烷基三甲基氯化铵复配样品中加入5％wt氯化钠后放置在65℃的烘箱中静置过夜后所有样品澄清透明。用哈克流变仪在65℃条件下测试添加氯化钠后复配样品的表观粘度，具体配制比例和测试结果见表2。
| 阴阳两亲分子摩尔比 | 10/90 | 20/80 | 30/70 | 40/60 | 50/50 | 60/40 | 70/30 | 80/20 | 90/10 |
| 表观粘度(mpa.s) | 0.5 | 10 | 29 | 59 | 62 | 59 | 57 | 31 | 0.5 |
表2辛酸钠/二十二烷基三甲基氯化铵复配体系加入氯化钠后的表观粘度
【实施例2】
将10克己酸钠溶解在韦-2现场水中配制成1000毫升1％wt的溶液。将10克二十二烷基三甲基氯化铵溶解在韦-2现场水中配制成1000毫升1％wt的溶液。然后将阴阳两亲分子的水溶液按照一定比例在室温下混合得到略有粘度的雾状表面活性剂组合物水溶液。将复配表面活性剂水溶液放置在65℃的烘箱中静置过夜后所有样品澄清透明。用哈克流变仪在65℃条件下测试复配样品的表观粘度，具体配制比例和测试结果见表3。
| 阴阳两亲分子摩尔比 | 10/90 | 20/80 | 30/70 | 40/60 | 50/50 | 60/40 | 70/30 | 80/20 | 90/10 |
| 表观粘度(mpa.s) | 0.5 | 7.8 | 34 | 52 | 61 | 55 | 43 | 32 | 0.55 |
表3己酸钠/二十二烷基三甲基氯化铵复配体系的表观粘度
在己酸钠/二十二烷基三甲基氯化铵复配样品中加入5％wt氯化钠后放置在65℃的烘箱中静置过夜后所有样品澄清透明。用哈克流变仪在65℃条件下测试添加氯化钠后复配样品的表观粘度。具体配制比例和测试结果见表4。
| 阴阳两亲分子摩尔比 | 10/90 | 20/80 | 30/70 | 40/60 | 50/50 | 60/40 | 70/30 | 80/20 | 90/10 |
| 表观粘度(mpa.s) | 0.45 | 23 | 42 | 70 | 81 | 73 | 56 | 36 | 0.5 |
表4己酸钠/二十二烷基三甲基氯化铵复配体系加入氯化钠后的表观粘度
【实施例3】
将10克丁酸钠溶解在韦-2现场水中配制成1000毫升1％wt的溶液。将10克二十二烷基三甲基氯化铵溶解在韦-2现场水中配制成1000毫升1％wt的溶液。然后将阴阳两亲分子的水溶液按照一定比例在室温下混合得到略有粘度的雾状表面活性剂组合物水溶液。将复配表面活性剂水溶液放置在65℃的烘箱中静置过夜后所有样品澄清透明。用哈克流变仪在65℃条件下测试复配样品的表观粘度，具体配制比例和测试结果见表5。
| 阴阳两亲分子摩尔比 | 10/90 | 20/80 | 30/70 | 40/60 | 50/50 | 60/40 | 70/30 | 80/20 | 90/10 |
| 表观粘度(mpa.s) | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.55 | 0.55 | 0.55 | 0.5 | 0.5 | 0.5 |
表5丁酸钠/二十二烷基三甲基氯化铵复配体系的表观粘度
在丁酸钠/二十二烷基三甲基氯化铵复配样品中加入10％wt氯化钠后放置在65℃的烘箱中静置过夜后所有样品澄清透明。用哈克流变仪在65℃条件下测试添加氯化钠后复配样品的表观粘度。具体配制比例和测试结果见表6。
| 阴阳两亲分子摩尔比 | 10/90 | 20/80 | 30/70 | 40/60 | 50/50 | 60/40 | 70/30 | 80/20 | 90/10 |
| 表观粘度(mpa.s) | 0.5 | 23 | 47 | 83 | 104 | 97 | 94 | 53 | 0.5 |
表6丁酸钠/二十二烷基三甲基氯化铵复配体系加入氯化钠后的表观粘度
【实施例4】
将10克乙酸钠溶解在韦-2现场水中配制成1000毫升1％wt的溶液。将10克二十二烷基三甲基氯化铵溶解在韦-2现场水中配制成1000毫升1％wt的溶液。然后将阴阳两亲分子的水溶液按照一定比例在室温下混合得到略有粘度的雾状表面活性剂组合物水溶液。将复配表面活性剂水溶液放置在65℃的烘箱中静置过夜后所有样品澄清透明。用哈克流变仪在65℃条件下测试复配样品的表观粘度，具体配制比例和测试结果见表7。
| 阴阳两亲分子摩尔比 | 10/90 | 20/80 | 30/70 | 40/60 | 50/50 | 60/40 | 70/30 | 80/20 | 90/10 |
| 表观粘度(mpa.s) | 0.5 | 0.5 | 0.55 | 0.50 | 0.55 | 0.55 | 0.5 | 0.5 | 0.5 |
表7乙酸钠/二十二烷基三甲基氯化铵复配体系的表观粘度
在乙酸钠/二十二烷基三甲基氯化铵复配样品中加入10％wt氯化钠后放置在65℃的烘箱中静置过夜后所有样品澄清透明。用哈克流变仪在65℃条件下测试添加氯化钠后复配样品的表观粘度。具体配制比例和测试结果见表8。
| 阴阳两亲分子摩尔比 | 10/90 | 20/80 | 30/70 | 40/60 | 50/50 | 60/40 | 70/30 | 80/20 | 90/10 |
| 表观粘度(mpa.s) | 0.5 | 7 | 34 | 69 | 109 | 103 | 94 | 57 | 0.5 |
表8乙酸钠/二十二烷基三甲基氯化铵复配体系加入氯化钠后的表观粘度
【实施例5】
将10克丁酸钠溶解在韦-2现场水中配制成1000毫升1％wt的溶液。将10克二十二烷基三甲基氯化铵溶解在韦-2现场水中配制成1000毫升1％wt的溶液。然后将阴阳两亲分子的水溶液按照一定比例在室温下混合得到略有粘度的雾状表面活性剂组合物水溶液。在丁酸钠/二十二烷基三甲基氯化铵复配样品中加入5％wt氯化镁后放置在65℃的烘箱中静置过夜后所有样品澄清透明。用哈克流变仪在65℃条件下测试复配样品的表观粘度，具体配制比例和样品测试结果见表9。
| 阴阳两亲分子摩尔比 | 10/90 | 20/80 | 30/70 | 40/60 | 50/50 | 60/40 | 70/30 | 80/20 | 90/10 |
| 表观粘度(mpa.s) | 0.5 | 13 | 32 | 71 | 98 | 97 | 91 | 56 | 0.5 |
表9丁酸钠/二十二烷基三甲基氯化铵复配体系加入氯化镁后的表观粘度
【实施例6】
将10克正辛基硫酸钠溶解在韦-2现场水中配制成1000毫升1％wt的溶液。将10克二十二烷基三甲基氯化铵溶解在韦-2现场水中配制成1000毫升1％wt的溶液。然后将阴阳两亲分子的水溶液按照一定比例在室温下混合得到略有粘度的雾状表面活性剂组合物水溶液。在正辛基硫酸钠/二十二烷基三甲基氯化铵复配样品中加入10％wt氯化镁后放置在65℃的烘箱中静置过夜后所有样品澄清透明。用哈克流变仪在65℃条件下测试复配样品的表观粘度，具体配制比例和样品测试结果见表10。
| 阴阳两亲分子摩尔比 | 10/90 | 20/80 | 30/70 | 40/60 | 50/50 | 60/40 | 70/30 | 80/20 | 90/10 |
| 表观粘度(mpa.s) | 0.5 | 1 | 5 | 28 | 47 | 31 | 14 | 8 | 1 |
表10正辛基硫酸钠/二十二烷基三甲基氯化铵复配体系加入氯化镁后的表观粘度
【实施例7】
将10克丁酸钠溶解在韦-2现场水中配制成1000毫升1％wt的溶液。将10克十八烷基三甲基氯化铵溶解在韦-2现场水中配制成1000毫升1％wt的溶液。然后将阴阳两亲分子的水溶液按照一定比例在室温下混合得到略有粘度的雾状表面活性剂水溶液。将配制的复配表面活性剂水溶液放置65℃的烘箱中静置过夜后，所有样品澄清透明。用哈克流变仪在65℃条件下测试样品的表观粘度。具体配制比例和样品测试结果见表11。
| 阴阳两亲分子摩尔比 | 10/90 | 20/80 | 30/70 | 40/60 | 50/50 | 60/40 | 70/30 | 80/20 | 90/10 |
| 表观粘度(mpa.s) | 0.5 | 0.55 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.55 | 0.5 | 0.5 | 0.5 |
表11丁酸钠/十八烷基三甲基氯化铵复配体系的表观粘度
在丁酸钠/十八烷基三甲基氯化铵复配样品中加入10％wt氯化钠后放置在65℃的烘箱中静置过夜后所有样品澄清透明。用哈克流变仪在65℃条件下测试添加氯化钠后复配样品的表观粘度，具体配制比例和测试结果见表12。
| 阴阳两亲分子摩尔比 | 10/90 | 20/80 | 30/70 | 40/60 | 50/50 | 60/40 | 70/30 | 80/20 | 90/10 |
| 表观粘度(mpa.s) | 0.5 | 9 | 19 | 27 | 61 | 54 | 47 | 35 | 0.5 |
表12丁酸钠/十八烷基三甲基氯化铵复配体系加入氯化钠后的表观粘度
【实施例8】
将10克丙酸钠溶解在韦-2现场水中配制成1000毫升1％wt的溶液。将10克十八烷基三甲基氯化铵溶解在韦-2现场水中配制成1000毫升1％wt的溶液。然后将阴阳两亲分子的水溶液按照一定比例在室温下混合得到略有粘度的雾状表面活性剂组合物水溶液。将复配表面活性剂水溶液放置在65℃的烘箱中静置过夜后所有样品澄清透明。用哈克流变仪在65℃条件下测试复配样品的表观粘度，具体配制比例和测试结果见表13。
| 阴阳两亲分子摩尔比 | 10/90 | 20/80 | 30/70 | 40/60 | 50/50 | 60/40 | 70/30 | 80/20 | 90/10 |
| 表观粘度(mpa.s) | 0.5 | 0.45 | 0.45 | 0.5 | 0.55 | 0.5 | 0.45 | 0.55 | 0.5 |
表13丙酸钠/十八烷基三甲基氯化铵复配体系的表观粘度
在丙酸钠/十八烷基三甲基氯化铵复配样品中加入10％wt氯化钠后放置在65℃的烘箱中静置过夜后所有样品澄清透明。用哈克流变仪在65℃条件下测试添加氯化钠后样品的表观粘度，具体配制比例和测试结果见表14。
| 阴阳两亲分子摩尔比 | 10/90 | 20/80 | 30/70 | 40/60 | 50/50 | 60/40 | 70/30 | 80/20 | 90/10 |
| 表观粘度(mpa.s) | 0.5 | 14 | 21 | 29 | 73 | 61 | 52 | 30 | 0.5 |
表14丙酸钠/十八烷基三甲基氯化铵复配体系加入氯化钠后的表观粘度
【实施例9】
将10克丁酸钠溶解在韦-2现场水中配制成1000毫升1％wt的溶液。将10克二十二烷基三甲基氯化铵溶解在韦-2现场水中配制成1000毫升1％wt的溶液。然后将阴阳两亲分子的水溶液按照一定比例在室温下混合得到略有粘度的雾状表面活性剂组合物水溶液。在丁酸钠/二十二烷基三甲基氯化铵复配样品中加入5％wt硫酸钾后放置在65℃的烘箱中静置过夜后所有样品澄清透明。用哈克流变仪在65℃条件下测试复配样品的表观粘度，具体配制比例和样品测试结果见表15。
| 阴阳两亲分子摩尔比 | 10/90 | 20/80 | 30/70 | 40/60 | 50/50 | 60/40 | 70/30 | 80/20 | 90/10 |
| 表观粘度(mpa.s) | 0.5 | 13 | 32 | 71 | 98 | 97 | 91 | 56 | 0.5 |
表15丁酸钠/二十二烷基三甲基氯化铵复配体系加入硫酸钾后的表观粘度
【实施例10】
将10克丁酸钠溶解在韦-2现场水中配制成1000毫升1％wt的溶液。将10克二十二烷基三甲基氯化磷溶解在韦-2现场水中配制成1000毫升1％wt的溶液。然后将阴阳两亲分子的水溶液按照一定比例在室温下混合得到略有粘度的雾状表面活性剂组合物水溶液。在丁酸钠/二十二烷基三甲基氯化磷复配样品中加10％wt氯化钠后放置在65℃的烘箱中静置过夜后所有样品澄清透明。用哈克流变仪在65℃条件下测试复配样品的表观粘度，具体配制比例和样品测试结果见表16。
| 阴阳两亲分子摩尔比 | 10/90 | 20/80 | 30/70 | 40/60 | 50/50 | 60/40 | 70/30 | 80/20 | 90/10 |
| 表观粘度(mpa.s) | 0.5 | 0.8 | 2 | 15 | 38 | 18 | 5 | 0.8 | 0.5 |
表16丁酸钠/二十二烷基三甲基氯化磷复配体系加入氯化钠后的表观粘度
【实施例11】
将10克辛酸钠溶解在韦-2现场水中配制成1000毫升1％wt的溶液。将10克二十二烷基三甲基氯化铵溶解在韦-2现场水中配制成1000毫升1％wt的溶液。然后将阴阳两亲分子的水溶液按照一定比例在室温下混合得到略有粘度的雾状表面活性剂组合物水溶液。将复配表面活性剂水溶液放置在65℃的烘箱中静置过夜后所有样品澄清透明。用哈克流变仪在65℃条件下测试复配样品的表观粘度，具体配制比例和测试结果见表17。
| 阴阳两亲分子摩尔比 | 10/90 | 20/80 | 30/70 | 40/60 | 50/50 | 60/40 | 70/30 | 80/20 | 90/10 |
| 表观粘度(mpa.s) | 0.5 | 4.5 | 24 | 40.2 | 47.6 | 37.5 | 40.5 | 23.2 | 0.5 |
表17辛酸钠/二十二烷基三甲基氯化铵复配体系的表观粘度
在辛酸钠/二十二烷基三甲基氯化铵复配样品中加入5％wt硝酸钠后放置在65℃的烘箱中静置过夜后所有样品澄清透明。用哈克流变仪在65℃条件下测试添加硝酸钠后复配样品的表观粘度，具体配制比例和测试结果见表18。
| 阴阳两亲分子摩尔比 | 10/90 | 20/80 | 30/70 | 40/60 | 50/50 | 60/40 | 70/30 | 80/20 | 90/10 |
| 表观粘度(mpa.s) | 0.5 | 10 | 29 | 59 | 62 | 59 | 57 | 31 | 0.5 |
表18辛酸钠/二十二烷基三甲基氯化铵复配体系加入硝酸钠后的表观粘度
【实施例12】
将10克辛基磷酸钠溶解在韦-2现场水中配制成1000毫升1％wt的溶液。将10克二十二烷基三甲基氯化铵溶解在韦-2现场水中配制成1000毫升1％wt的溶液。然后将阴阳两亲分子的水溶液按照一定比例在室温下混合得到略有粘度的雾状表面活性剂组合物水溶液。将复配表面活性剂水溶液放置在65℃的烘箱中静置过夜后所有样品澄清透明。用哈克流变仪在65℃条件下测试复配样品的表观粘度，具体配制比例和测试结果见表19。
| 阴阳两亲分子摩尔比 | 10/90 | 20/80 | 30/70 | 40/60 | 50/50 | 60/40 | 70/30 | 80/20 | 90/10 |
| 表观粘度(mpa.s) | 0.5 | 16 | 31 | 61 | 43 | 37.5 | 40.5 | 23.2 | 0.5 |
表39辛基磷酸钠/二十二烷基三甲基氯化铵复配体系的表观粘度
在辛基磷酸钠/二十二烷基三甲基氯化铵复配样品中加入5％wt氯化钠后放置在65℃的烘箱中静置过夜后所有样品澄清透明。用哈克流变仪在65℃条件下测试添加氯化钠后复配样品的表观粘度，具体配制比例和测试结果见表2。
| 阴阳两亲分子摩尔比 | 10/90 | 20/80 | 30/70 | 40/60 | 50/50 | 60/40 | 70/30 | 80/20 | 90/10 |
| 表观粘度(mpa.s) | 4.3 | 21 | 35 | 78 | 51 | 39 | 21 | 13 | 0.5 |
表20辛基磷酸钠/二十二烷基三甲基氯化铵复配体系加入氯化钠后的表观粘度
【实施例13】
将10克辛酸钠溶解在韦-2现场水中配制成1000毫升1％wt的溶液。将10克13-二十二碳烯基三甲基氯化铵溶解在韦-2现场水中配制成1000毫升1％wt的溶液。然后将阴阳两亲分子的水溶液按照一定比例在室温下混合得到略有粘度的雾状表面活性剂组合物水溶液。将复配表面活性剂水溶液放置在65℃的烘箱中静置过夜后所有样品澄清透明。用哈克流变仪在65℃条件下测试复配样品的表观粘度，具体配制比例和测试结果见表21。
| 阴阳两亲分子摩尔比 | 10/90 | 20/80 | 30/70 | 40/60 | 50/50 | 60/40 | 70/30 | 80/20 | 90/10 |
| 表观粘度(mpa.s) | 0.5 | 4.5 | 24 | 40.2 | 47.6 | 37.5 | 40.5 | 23.2 | 0.5 |
表21辛酸钠/13-二十二碳烯基三甲基氯化铵复配体系的表观粘度
在辛酸钠/13-二十二碳烯基三甲基氯化铵复配样品中加入5％wt磷酸钠后放置在65℃的烘箱中静置过夜后所有样品澄清透明。用哈克流变仪在65℃条件下测试添加磷酸钠后复配样品的表观粘度，具体配制比例和测试结果见表22。
| 阴阳两亲分子摩尔比 | 10/90 | 20/80 | 30/70 | 40/60 | 50/50 | 60/40 | 70/30 | 80/20 | 90/10 |
| 表观粘度(mpa.s) | 6.1 | 11.6 | 36.8 | 58 | 73 | 59 | 34 | 8.9 | 3.7 |
表22辛酸钠/13-二十二碳烯基三甲基氯化铵复配体系加入磷酸钠后的表观粘度
【实施例14】
将10克辛酸钠溶解在韦-2现场水中配制成1000毫升1％wt的溶液。将10克二十二烷基三甲基氯化铵溶解在韦-2现场水中配制成1000毫升1％wt的溶液。然后将阴阳两亲分子的水溶液按照一定比例在室温下混合得到略有粘度的雾状表面活性剂组合物水溶液。将复配表面活性剂水溶液放置在65℃的烘箱中静置过夜后所有样品澄清透明。用哈克流变仪在65℃条件下测试复配样品的表观粘度，具体配制比例和测试结果见表23。
| 阴阳两亲分子摩尔比 | 10/90 | 20/80 | 30/70 | 40/60 | 50/50 | 60/40 | 70/30 | 80/20 | 90/10 |
| 表观粘度(mpa.s) | 0.5 | 4.5 | 24 | 40.2 | 47.6 | 37.5 | 40.5 | 23.2 | 0.5 |
表23辛酸钠/二十二烷基三甲基氯化铵复配体系的表观粘度
在辛酸钠/二十二烷基三甲基氯化铵复配样品中加入5％wt磷酸钾后放置在65℃的烘箱中静置过夜后所有样品澄清透明。用哈克流变仪在65℃条件下测试添加磷酸钾后复配样品的表观粘度，具体配制比例和测试结果见表24。
| 阴阳两亲分子摩尔比 | 10/90 | 20/80 | 30/70 | 40/60 | 50/50 | 60/40 | 70/30 | 80/20 | 90/10 |
| 表观粘度(mpa.s) | 1.3 | 9.7 | 35 | 67 | 65 | 53 | 47 | 23 | 0.5 |
表24辛酸钠/二十二烷基三甲基氯化铵复配体系加入磷酸钾后的表观粘度
【实施例15】
将10克环烷酸钠溶解在韦-2现场水中配制成1000毫升1％wt的溶液。将10克二十二烷基三甲基氯化铵溶解在韦-2现场水中配制成1000毫升1％wt的溶液。然后将阴阳两亲分子的水溶液按照一定比例在室温下混合得到略有粘度的雾状表面活性剂组合物水溶液。将复配表面活性剂水溶液放置在65℃的烘箱中静置过夜后所有样品澄清透明。用哈克流变仪在65℃条件下测试复配样品的表观粘度，具体配制比例和测试结果见表25。
| 阴阳两亲分子摩尔比 | 10/90 | 20/80 | 30/70 | 40/60 | 50/50 | 60/40 | 70/30 | 80/20 | 90/10 |
| 表观粘度(mpa.s) | 0.5 | 0.5 | 1.5 | 2.9 | 3.7 | 3.1 | 1.7 | 0.9 | 0.5 |
表25环烷酸钠/二十二烷基三甲基氯化铵复配体系的表观粘度
在环烷酸钠/二十二烷基三甲基氯化铵复配样品中加入5％wt氯化钠后放置在65℃的烘箱中静置过夜后所有样品澄清透明。用哈克流变仪在65℃条件下测试添加氯化钠后复配样品的表观粘度，具体配制比例和测试结果见表26。
| 阴阳两亲分子摩尔比 | 10/90 | 20/80 | 30/70 | 40/60 | 50/50 | 60/40 | 70/30 | 80/20 | 90/10 |
| 表观粘度(mpa.s) | 0.5 | 7.3 | 9.5 | 34 | 39 | 31 | 8.3 | 4.6 | 0.5 |
表26环烷酸钠/二十二烷基三甲基氯化铵复配体系加入氯化钠后的表观粘度
【实施例16】
将10克甲基丙烯酸钠溶解在韦-2现场水中配制成1000毫升1％wt的溶液。将10克二十二烷基三甲基氯化铵溶解在韦-2现场水中配制成1000毫升1％wt的溶液。然后将阴阳两亲分子的水溶液按照一定比例在室温下混合得到略有粘度的雾状表面活性剂组合物水溶液。将复配表面活性剂水溶液放置在65℃的烘箱中静置过夜后所有样品澄清透明。用哈克流变仪在65℃条件下测试复配样品的表观粘度，具体配制比例和测试结果见表27。
| 阴阳两亲分子摩尔比 | 10/90 | 20/80 | 30/70 | 40/60 | 50/50 | 60/40 | 70/30 | 80/20 | 90/10 |
| 表观粘度(mpa.s) | 0.5 | 4.5 | 24 | 40.2 | 47.6 | 37.5 | 40.5 | 23.2 | 0.5 |
表27甲基丙烯酸钠/二十二烷基三甲基氯化铵复配体系的表观粘度
在甲基丙烯酸钠/二十二烷基三甲基氯化铵复配样品中加入5％wt氯化钠后放置在65℃的烘箱中静置过夜后所有样品澄清透明。用哈克流变仪在65℃条件下测试添加氯化钠后复配样品的表观粘度，具体配制比例和测试结果见表28。
| 阴阳两亲分子摩尔比 | 10/90 | 20/80 | 30/70 | 40/60 | 50/50 | 60/40 | 70/30 | 80/20 | 90/10 |
| 表观粘度(mpa.s) | 0.5 | 10 | 29 | 59 | 62 | 59 | 57 | 31 | 0.5 |
表28甲基丙烯酸钠/二十二烷基三甲基氯化铵复配体系加入氯化钠后的表观粘度
【实施例17】粘弹性表面活性剂组合物界面性能测试
用TX-500C旋转滴界面张力仪测定粘弹性表面活性剂组合物降低江苏油田韦-2区块油/水界面张力的能力，测定温度为65℃，韦-2现场水为NaHCO3型，矿化度为13786mg/L，氯离子含量4432.45mg/L，Ca2+含量92.58mg/L，Mg2+含量26mg/L，粘弹性表面活性剂组合物用量为0.3％wt。仅列出复配比例为5：5的粘弹性表面活性剂组合物的测试结果。
由表29可知，本发明的表面活性剂组合物对江苏油田韦-2区块原油/地层水都具有良好的界面性能。用二十二烷基三甲基氯化铵配置的粘弹性表面活性剂组合物的界面性能更好一些，而用十八烷基三甲基氯化铵配置的组合物的界面性能略差，用二十二烷基三甲基氯化磷配置的组合物也能将界面张力降低到超低水平。
将实施例1中粘弹性表面活性剂组合物配置成不同浓度，分别测试其应用在江苏油田韦-2区块时降低原油/地层水的性能，测试结果见表30。
上述结果表明，本发明的粘弹性表面活性剂组合物对于江苏油田原油/地层水具有很高的界面活性。
用TX-500C旋转滴界面张力仪测定利用实施例2配置的粘弹性表面活性剂组合物降低***采油三厂原油/地层水界面张力的性能。测定温度为80℃，地层水矿化度为79439mg/L，Ca2+含量592mg/L，Mg2+含量2871mg/L，表面活性剂用量为0.3％wt，油水界面张力为0.003mN/m，结果表明本发明的表面活性剂组合物不仅对于低矿化度油藏，对于高温高盐油藏依然具有良好的界面性能，具有适用范围宽的优点。
【对比例1】
将10克水杨酸钠溶解在韦-2现场水中配制成1000毫升1％wt的溶液。将10克二十二烷基三甲基氯化铵溶解在韦-2现场水中配制成1000毫升1％wt的溶液。然后将阴阳两亲分子的水溶液按照一定比例在室温下混合得到略有粘度的雾状表面活性剂组合物水溶液。在水杨酸钠/二十二烷基三甲基氯化铵复配样品中加入10％wt氯化钠后放置在65℃的烘箱中静置过夜后所有样品澄清透明。用哈克流变仪在65℃条件下测试复配样品的表观粘度，具体配制比例和样品测试结果见表31。
表29粘弹性表面活性剂组合物降低江苏韦-2区块油/水界面张力的性能测试
| 复配表面活性剂组合物 | 界面张力(mN/m) |
| 1 | 0.0002 |
| 2 | 0.0003 |
| 3 | 0.0006 |
| 4 | 0.0007 |
| 5 | 0.0004 |
| 6 | 0.003 |
| 7 | 0.005 |
| 8 | 0.004 |
| 9 | 0.0005 |
| 10 | 0.001 |
| 11 | 0.0002 |
| 12 | 0.0001 |
| 13 | 0.0002 |
| 14 | 0.0002 |
| 15 | 0.0003 |
| 16 | 0.0002 |
表30不同浓度的表面活性剂组合物降低江苏韦-2区块油/水界面张力的性能测试
| 表面活性剂用量(wt％) | 0.02 | 0.05 | 0.1 | 0.3 | 0.5 |
| 界面张力(毫牛/米) | 0.003 | 0.001 | 0.0004 | 0.0004 | 0.0003 |
表31水杨酸钠/二十二烷基三甲基氯化铵复配体系加入氯化钠后的表观粘度
| 阴阳两亲分子摩尔比 | 10/90 | 20/80 | 30/70 | 40/60 | 50/50 | 60/40 | 70/30 | 80/20 | 90/10 |
| 表观粘度(mpa.s) | 0.5 | 1.5 | 11 | 24 | 41 | 31 | 17 | 3 | 0.5 |
Claims (10)
1.一种表面活性剂组合物，以质量份数计，包括：
(1)长碳链阳离子表面活性剂0.05～5份；
(2)脂烃基酸盐0.01～5份；
(3)无机盐0～30份。
2.根据权利要求1所述的表面活性剂组合物，其特征在于所述长碳链阳离子表面活性剂分子通式为：
式(I)中，X选自季铵基团或者季磷基团；Y选自使得式(I)分子呈电中性的阴离子或阴离子基团；R1为C4-C10的烷基或者碳烯基；R2为氢原子或者C1-C10的烷基或者碳烯基；m为亚甲基的数目，其取值范围为1-10的整数；n为亚甲基的数目，其取值范围为1-10的整数。
3.根据权利要求2所述的表面活性剂组合物，其特征在于所述X选自季铵基团；Y选自卤素离子、硫酸根、硝酸根或者磷酸根；R1为C4-8的烷基或者碳烯基；R2为氢原子或者C1-C2的烷基或者碳烯基；m为4-10的整数；n为2～6的整数。
4.根据权利要求1所述的表面活性剂组合物，其特征在于所述脂烃基酸盐分子通式为：
R3-X1Y1，式(II)；
式(II)中，X1选自磺酸基、羧基、硫酸酯基或者磷酸酯基；R3选自C4-10的烷基、碳烯基或者脂环基；Y1为使式(II)分子呈电中性的阳离子或阳离子基团。
5.根据权利要求4所述的表面活性剂组合物，其特征在于所述X1选自羧基、硫酸酯基或者磷酸酯基；R3选自C4-10的直链烷基；Y1选自碱金属离子或者碱土金属离子。
6.根据权利要求1所述的表面活性剂组合物，其特征在于所述无机盐为碱金属或者碱土金属的卤化物、硫酸盐、硝酸盐或者磷酸盐。
7.权利要求6所述的表面活性剂组合物，其特征在于所述无机盐为氯化钠、氯化钾、氯化镁、溴化钠、溴化钾、溴化镁、硫酸钠、硫酸钾、硫酸镁、磷酸钠、磷酸钾中的至少一种。
8.根据权利要求1所述的表面活性剂组合物，其特征在于所述表面活性剂组合物，以质量份数计，还包括：(4)水60～99.94份。
9.权利要求1～8任一所述表面活性剂组合物的制备方法，包括以下步骤：将所需量的长碳链阳离子表面活性剂溶解在水中，得到表面活性剂水溶液；然后将所需量的脂烃基酸盐以固体或者水溶液的形式加入到表面活性剂水溶液中，待混合均匀后直接加入所需量的无机盐或者无机盐的水溶液进入混合液中搅拌均匀；得到所述的表面活性剂组合物。
10.权利要求1～8任一所述的表面活性剂组合物在油田采油中的应用。
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