CN115873577B - 一种润湿性调控剂组合物及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种润湿性调控剂组合物及其制备方法和应用,该种润湿性调控剂组合物包括:如式(1)所示烃基聚醚季铵盐、如式(2)所示烃基酰胺聚醚酸盐和如式(3)所示烃基酰胺聚醚。该种润湿性调控剂组合物可将油湿性饱和岩心调控为弱水湿,促进渗吸驱油作用,大幅提高超低渗透储层采收率。
Description
技术领域
本发明涉及油田采油技术领域,具体地,涉及一种润湿性调控剂组合物及其制备方法和应用。
背景技术
我国低渗透油田资源丰富,近几年新探明储量中低渗透储量相对比例越来越大,占60%~70%,全国低渗透油藏储量已达210.7×108t。可见低渗透油藏将是今后相当一个时期增储上产的主要资源基础,因此提高低渗透油田的采收率,对于现阶段我国油田开发具有重要意义。对于超低渗透油藏,研究其润湿性不仅对其油气采出阶段有重要的影响,而且在其压裂施工阶段,致密储层的润湿性影响着压裂液的进入与返排,对储层压后产出具有十分重要的意义。
渗吸是一种常见的自然现象,并被广泛应用于工程及生活当中。渗吸是指多孔介质中自发地吸入润湿相流体,并置换出非润湿相流体的过程。孔隙喉道的细小决定了低渗透致密储集层的渗吸效果要比常规的储集层要更加明显,有数据显示,总采收率中的百分之二十可能是来自与渗吸作用的贡献。针对非常规的渗吸油水置换研究是目前国外研究热点之一,但多以页岩为基质且处于室内实验模拟阶段,通过研制具有特殊性能的润湿性调控剂配方,从而提高油水渗吸置换效率是提高油藏原油采收率的重要技术手段之一。
润湿性调控剂可以有效改变油藏润湿性、降低油水界面张力、乳化增溶原油、降低原油黏度。一些润湿性调控剂复配体系因存在协同作用而更有为优越的性能。CN105884255A报道了非离子表面活性剂OP-10使人造砂岩岩心润湿性由中性偏亲油性向亲水性转化,从而达到控制人造砂岩岩心润湿性目的的方法。专利CN111635476A公开了一种油藏润湿性改善剂及其制备方法,包括亲水不饱和单体、含氮杂环不饱和单体、疏水不饱和单体和相转移剂及溶剂,适用于温度105℃以内低渗特低渗油藏。
综上,虽然现有技术润湿性调控剂能够降低油水界面表面行里,但是现有技术中的润湿性调控剂存在使用浓度高、渗析驱油效率低等问题。
发明内容
针对现有技术存在的问题,本发明提供一种润湿性调控剂组合物及其制备方法和应用,该种润湿性调控剂组合物可将油湿性饱和岩心调控为弱水湿,促进渗吸驱油作用,大幅提高超低渗透储层采收率。
本发明第一方面提供一种润湿性调控剂组合物,
包括:烃基聚醚季铵盐、烃基酰胺聚醚酸盐和烃基酰胺聚醚;
所述烃基聚醚季铵盐满足式(1):
其中,R1为C1~C30的烷基中的至少一种;
R2、R3、R4各自独立地为取代的和非取代的C1~C4的烷基中的至少一种;
X为使所述烃基聚醚季铵盐分子呈电中性的阴离子,j为X价态绝对值的倒数;
a为0~10的任意数;
b为1~10的任意数;
所述烃基酰胺聚醚酸盐满足式(2):
其中,R5为取代的和非取代的C1~C30的烷基中的至少一种;
R6为取代的和非取代的C2~C8的亚烷基中的至少一种;
R7为取代的和非取代的C1~C4的亚烷基中的至少一种;
Y为-SO3M、-COON中的至少一种,其中,M和N为使所述烃基酰胺聚醚酸盐分子呈电中性的阳离子或阳离子基团;
m1与m2之和为0~20的任意数;
n1与n2之和为0~20的任意数;
所述烃基酰胺聚醚满足式(3):
其中,R8为C1~C30的烷基、C1~C30取代烷基中的至少一种;
R9为取代的和非取代的C2~C8的亚烷基中的至少一种;
R10为取代的和非取代的C1~C4的亚烷基中的至少一种;
m3与m4之和为0~20的任意数;
n3与n4之和为0~20的任意数。
本发明采用了阴-非离子与阳-非离子表面活性剂组合物,阴-非离子与阳-非离子表面活性剂复配后,可避免传统表面活性剂因同种电荷间静电斥力导致的界面膜排布疏松等问题,进而增强复配剂界面活性,提高驱油效率。同时,也增强了表面活性剂组合物抗吸附、抗钙镁离子的能力,使其具备了在高矿化度油藏中应用的可能性。
进一步地,所述烃基聚醚季铵盐满足式(1A):
其中,R1为C1~C30的烷基中的至少一种,优选地R1为C1~C22的烷基中的至少一种,更优选地R1为C8~C22的烷基中的至少一种;和/或R2、R3、R4各自独立地为取代的和非取代的C1~C4的烷基中的至少一种,优选地R2、R3、R4各自独立地为取代的和非取代的C1~C3的烷基中的至少一种,取代基可以为羟基;和/或X为使所述烃基聚醚季铵盐分子呈电中性的阴离子,优选地,X为卤素离子中的至少一种,更优选地,X为-Cl-、-Br-、-I-中的至少一种;j为X价态绝对值的倒数;和/或a为丙氧基团的加和数,a为0~10的任意数,优选a为0~5的任意数;和/或b为乙氧基团的加和数,b为1~10的任意数,优选b为5~8的任意数。
进一步地,式(1)和式(1A)中的X可选为-Cl-。
根据本发明所述的润湿性调控剂组合物的一些实施方式,所述烃基酰胺聚醚酸盐满足式(2)中,R5为取代的和非取代的C1~C20的烷基中的至少一种,优选地R5为取代的和非取代的C8~C20的烷基中的至少一种,取代基可以为羟基;和/或R6为C2~C8取代的和非取代的亚烷基中的至少一种,取代基可以为羟基,优选地R6为C2~C4的亚烷基中的至少一种;和/或R7为取代的和非取代的C1~C4的亚烷基中的至少一种,取代基可以为羟基,优选地R7为C1~C2的亚烷基中的至少一种;和/或Y为-SO3M、-COON中的至少一种,其中,M和N为使所述烃基酰胺聚醚酸盐分子呈电中性的阳离子或阳离子基团;和/或m1与m2之和为0~20的任意数,优选地m1与m2之和为0~10的任意数;和/或n1与n2之和为0~20的任意数,优选地n1与n2之和为2~10的任意数。
根据本发明所述的润湿性调控剂组合物的一些实施方式,式(3)所示烃基酰胺聚醚满中R8为取代的和非取代的C1~C20的烷基中的至少一种,优选地R8为取代的和非取代的C8~C20的烷基中的至少一种,取代基可以为羟基;和/或R9为取代的和非取代的C2~C8的亚烷基中的至少一种,取代基可以为羟基,优选地R9为C2~C4的亚烷基中的至少一种;和/或R10为取代的和非取代的C1~C4的亚烷基中的至少一种,取代基可以为羟基,优选地R10为C1~C2的亚烷基中的至少一种;和/或m3与m4之和为0~20的任意数,优选地m3与m4之和为0~10的任意数;和/或n3与n4之和为0~20的任意数,优选地n3与n4之和为2~10的任意数。
根据本发明所述的润湿性调控剂组合物的一些实施方式,所述烃基酰胺聚醚酸盐、所述烃基酰胺聚醚和所述烃基聚醚季铵盐的摩尔比为1:(0.01~1):(0.01~100)。
根据本发明所述的润湿性调控剂组合物的一些实施方式,所述润湿性调控剂组合物还包括水,以所述表面活性剂组合物的总质量为基准,水的含量为98%~99.98%。
进一步地,所述注水总矿化度优选为10000~30000mg/L,Ca2++Mg2+优选为0~1000mg/L。
本发明第二方面提供一种如上所述润湿性调控剂组合物的制备方法,包括以下步骤:将烃基聚醚季铵盐、烃基酰胺聚醚酸盐和烃基酰胺聚醚与水混合,调节pH值;其中,所述烃基酰胺聚醚酸盐、所述烃基酰胺聚醚和所述烃基聚醚季铵盐的摩尔比为1:(0.01~1):(0.01~100);优选地,所述调价pH值至7~10,更优选为8~9.5。
根据本发明所述的润湿性调控剂组合物的制备方法的一些实施方式,所述烃基酰胺聚醚的制备方法包括:在碱性催化剂存在下,将烃基酰胺与环氧丙烷和环氧乙烷进行烷氧基化反应;优选地,所述碱性催化剂用量为烃基酰胺质量的1~3wt%;优选地,所述烷基化的条件包括:温度为100~180℃,压力为小于0.60MPa,时间为30分钟~2小时。
进一步地,所述烃基酰胺可通过以下步骤制备:
将烷基酸甲酯R5COOMe(R5同上文)、短链醇胺以摩尔比为1:(1~1.5),所述碱性催化剂用量为烷基酸甲酯质量的0.5~3wt%,60~80℃,反应时间优选为2~10小时,反应压力优选小于0.5MPa表压。
进一步地,本发明所述碱性催化剂可以是本领域常用的用于烷氧基化反应的各类碱性催化剂,例如但不限定可以是碱金属氢氧化物。
根据本发明所述的润湿性调控剂组合物的制备方法的一些实施方式,所述烃基酰胺聚醚酸盐的制备方法包括以下步骤:
步骤I)选取烃基酰胺聚醚,优选地,选取上文中所述的烃基酰胺聚醚;步骤II)将步骤I)中选取的烃基酰胺聚醚与碱进行碱化反应,再与磺化试剂或羧化试剂进行反应I,调节pH值并进行油水分离,油相蒸除溶剂后加入碱液中和;优选地,步骤II)中调节pH值为小于3,所述碱化反应和反应I中,烃基酰胺聚醚、碱和磺化试剂或羧化试剂的摩尔比为1:(3~6):(3~6)。
更优选地,步骤II)中所述碱化反应温度为45~80℃,时间为1~5小时,所述反应I的反应温度为70~90℃,时间为5~15小时。
进一步地,所述步骤II)中所述磺化试剂优选为Z-R6SO3H,其中,Z为卤素;所述羧化试剂优选为Z-R6COOH,Z为卤素。
根据本发明的第三方面提供如上所述的润湿性调控剂组合物或如上所述的润湿性调控剂组合物的制备方法在油田采油中的应用。
进一步地,本领域技术人员可以根据现有技术加以利用,例如但不限定为将润湿性调控剂组合物溶液注入油层与地下原油接触,将地下原油驱替出来;或者与其他采油用剂复配使用等。
根据本发明所述的应用,以占总体系的质量百分比计,烃基酰胺聚醚酸盐用量优选范围为0.1~0.3wt%,烃基聚醚季铵盐用量的优选范围为0.02~0.15wt%。
本发明的有益效果:
采用本发明的润湿性调控剂组合物,可避免传统润湿性调控剂因同种电荷间静电斥力导致的界面膜排布疏松等问题,进而增强复配剂界面活性,提高驱油效率。同时,也增强了润湿性调控剂组合物抗吸附、抗钙镁离子的能力,使其具备了在高矿化度油藏中应用的可能性。
采用本发明的可提高采收率的润湿性调控剂组合物,可用于地层温度为30℃,矿化度为35000mg/L,钙镁离子1000mg/L的渭北地层水和原油,以用量为0.1~0.3wt%烃基酰胺聚醚酸盐、0.01-0.03wt%非离子表面活性剂(烃基酰胺聚醚)与0.02~0.15wt%烃基聚醚季铵盐形成润湿性调控剂组合物,测定了经过原油老化后的渭北岩心在润湿性调控剂组合物浸泡后的水滴接触角,及静态渗析试验。经润湿性调控剂作用,饱和岩心润湿性为弱亲水,渗析采收率可达10-20%,取得了较好的技术效果。
具体实施方式
为使本发明更加容易理解,下面将结合实施例来详细说明本发明,这些实施例仅起说明性作用,并不局限于本发明的应用范围。
【润湿性调控剂的性能测试】
1、润湿性调控剂组合物界面润湿性改变性能能力测试
将地层所取的岩心切成厚度为3-4mm的切片,用石油醚浸泡除去岩心中原有的残余油。之后将岩心切片取出烘干,利用真空泵抽气后饱和原油,并在渭北原油中浸渍40小时,取出后擦干表面原油。将饱和原油后的岩心浸入实施例2-10所述0.1%浓度的润湿性调控剂组合物溶液,浸泡24小时后取出,擦干表面液体后进行接触角测量。
2、静态渗析试验
静态渗析试验将地层所取的岩心进行切割、测量、烘干称重,用岩心饱和仪进行岩心饱和实验。将饱和原油后的岩心浸入实施例1-9所述0.5%浓度的润湿性调控剂组合物溶液进行静态渗析试验。
【润湿性调控剂组合物的制备】
需要说明的是,本发明各实施例中所选取的原料为市售常规产品,纯度均为化学纯/分析纯,本发明此处不做限制。
步骤a)在聚合反应釜加入一定量的烷基酸甲酯、短链醇胺和重量计0.5%NaOH,搅拌下将体系温度加热至70~75℃,开启真空***,然后用氮气吹扫3~4次以除去体系中的空气,控制反应压力<0.30MPa反应3~4小时,抽真空冷凝回收甲醇,反应得到烷基醇酰胺。
步骤b)在聚合反应釜加入一定量的烷基醇酰胺和烷基醇酰胺重量计1%KOH,搅拌下将体系温度加热至80~90℃,开启真空***,在高真空下脱水1小时,然后用氮气吹扫3~4次以除去体系中的空气,然后将体系反应温度调至130℃后缓缓通入计算量的环氧丙烷控制反应压力<0.40MPa进行丙氧基化烷化反应,待该步反应结束后,继续缓缓通入计算量的环氧乙烷,反应结束后(反应压力不变),用氮气吹扫体系,除去未反应的环氧乙烷,冷却后中和、脱色、过滤、脱水,得不同聚合度的烷基醇酰胺聚醚。
步骤c)将步骤b)合成的烷基醇酰胺聚醚、2~4倍重量的有机溶剂及NaOH置于反应器中(摩尔比1:4~5),开动搅拌升温至50~80℃,碱化反应1~4小时,然后在70~90℃下缓缓加入4~6mol的氯乙基磺酸钠或氯乙酸钠,加完之后,在回流状态下继续反应5~10小时,检测转化率合格后,产物经酸化、水洗、有机相蒸除溶剂、加入碱液中和后得到烷基酰胺聚醚酸盐。
步骤d)润湿性调控剂组合物的制备
按所需配比,将步骤c)合成的烷基酰胺聚醚酸盐、烷基聚醚季铵盐与计算量碱液、水在50~60℃下混合均匀得所需含量的润湿性调控剂产品。
【实施例1】
采用上述润湿性调控剂组合物制备的实验步骤,将烷基酰胺聚醚酸盐、非离子表面活性剂(R5=C11H23,R6=CH2CH2,R7=CH2,m1+m2=3,n1+n2=7,Y=CH2COONa,R8、R9、R10分别与R5、R6、R7相同,m1+m2=m3+m4,n1+n2=n3+n4)与烷基聚醚季铵盐(R1=C18H37,R2=CH3,R3=CH3,R4=CH(OH)CH3,a=2,b=9)表面活性剂分别溶解于矿化度35000mg/L,钙镁离子1000mg/L的地层水,搅拌30分钟,配制成0.1~0.5%wt水溶液,而后按照烃基酰胺聚醚酸盐:烃基酰胺聚醚:烃基聚醚季铵盐的摩尔比1:0.05:1将上述表面活性剂混合均匀,得润湿性调控剂组合物产溶液1a。
【实施例2】
采用与实施例1相似的实验步骤,将烷基酰胺聚醚酸盐、非离子表面活性剂(R5=C15H31,R6=CH2CH2,R7=CH2,m1+m2=0,n1+n2=5,Y=CH2COONa,R8、R9、R10分别与R5、R6、R7相同,m1+m2=m3+m4,n1+n2=n3+n4)与烷基聚醚季铵盐(R1=C16H33,R2=CH3,R3=CH3,R4=CH(OH)CH3,a=3,b=5)表面活性剂分别溶解于矿化度35000mg/L,钙镁离子1000mg/L的地层水,搅拌30分钟,配制成0.1~0.5%wt水溶液,而后按照烃基酰胺聚醚酸盐:烃基酰胺聚醚:烃基聚醚季铵盐的摩尔比1:0.05:1.2将上述表面活性剂混合均匀,得润湿性调控剂组合物产溶液2a。
【实施例3】
采用与实施例1相似的实验步骤,将烷基酰胺聚醚酸盐、非离子表面活性剂(R5=C16H33,R6=CH2CH2,R7=CH2,m1+m2=2,n1+n2=5,Y=CH2COONa,R8、R9、R10分别与R5、R6、R7相同,m1+m2=m3+m4,n1+n2=n3+n4)与烷基聚醚季铵盐(R1=C16H33,R2=CH3,R3=CH3,R4=CH(OH)CH3,a=3,b=5)表面活性剂分别溶解于矿化度35000mg/L,钙镁离子1000mg/L的地层水,搅拌30分钟,配制成0.1~0.5%wt水溶液,而后按照烃基酰胺聚醚酸盐:烃基酰胺聚醚:烃基聚醚季铵盐的摩尔比1:0.05:0.8将上述表面活性剂混合均匀,得润湿性调控剂组合物产溶液3a。
【实施例4】
采用与实施例1相似的实验步骤,将烷基酰胺聚醚酸盐、非离子表面活性剂(R5=C8H7,R6=CH2CH2,R7=CH2,m1+m2=0,n1+n2=8,Y=CH2COONa,R8、R9、R10分别与R5、R6、R7相同,m1+m2=m3+m4,n1+n2=n3+n4)与烷基聚醚季铵盐(C22H45,R2=CH3,R3=CH3,R4=CH(OH)CH3,a=3,b=6)表面活性剂分别溶解于矿化度35000mg/L,钙镁离子1000mg/L的地层水,搅拌30分钟,配制成0.1~0.5%wt水溶液,而后按照烃基酰胺聚醚酸盐:烃基酰胺聚醚:烃基聚醚季铵盐的摩尔比1:0.08:1.6将上述表面活性剂混合均匀,得润湿性调控剂组合物产溶液4a。
【实施例5】
采用与实施例1相似的实验步骤,将烷基酰胺聚醚酸盐、非离子表面活性剂(R5=C17H35,R6=CH2CH2,R7=CH2,m1+m2=9,n1+n2=4,Y=CH2COONa,R8、R9、R10分别与R5、R6、R7相同,m1+m2=m3+m4,n1+n2=n3+n4)与烷基聚醚季铵盐(R1=C12H25,R2=CH3,R3=CH3,R4=CH(OH)CH3,a=0,b=7)表面活性剂分别溶解于矿化度35000mg/L,钙镁离子1000mg/L的地层水,搅拌30分钟,配制成0.1~0.5%wt水溶液,而后按照烃基酰胺聚醚酸盐:烃基酰胺聚醚:烃基聚醚季铵盐的摩尔比1:0.03:1.6将上述表面活性剂混合均匀,得润湿性调控剂组合物产溶液5a。
【实施例6】
采用与实施例1相似的实验步骤,将烷基酰胺聚醚酸盐、非离子表面活性剂(R5=C15H31,R6=CH2CH2,R7=CH2CH2,m1+m2=0,n1+n2=5,Y=CH2COONa,R8、R9、R10分别与R5、R6、R7相同,m1+m2=m3+m4,n1+n2=n3+n4)与烷基聚醚季铵盐(R1=C18H37,R2=CH3,R3=CH3,R4=CH2CH3,a=0,b=5)表面活性剂分别溶解于矿化度35000mg/L,钙镁离子1000mg/L的地层水,搅拌30分钟,配制成0.1~0.5%wt水溶液,而后按照烃基酰胺聚醚酸盐:烃基酰胺聚醚:烃基聚醚季铵盐的摩尔比1:0.05:0.8将上述表面活性剂混合均匀,得润湿性调控剂组合物产溶液6a。
【实施例7】
采用与实施例1相似的实验步骤,将烷基酰胺聚醚酸盐、非离子表面活性剂(R5=C16H33,R6=CH2CH2CH2,R7=CH2,m1+m2=3,n1+n2=7,Y=CH2COONa,R8、R9、R10分别与R5、R6、R7相同,m1+m2=m3+m4,n1+n2=n3+n4)与烷基聚醚季铵盐(R1=C14H29,R2=CH3,R3=CH3,R4=CH(OH)CH3,a=2,b=6)表面活性剂分别溶解于35000mg/L,钙镁离子1000mg/L的地层水,搅拌30分钟,配制成0.1~0.5%wt水溶液,而后按照烃基酰胺聚醚酸盐:烃基酰胺聚醚:烃基聚醚季铵盐的摩尔比1:0.09:2.2将上述表面活性剂混合均匀,得润湿性调控剂组合物产溶液7a。
【实施例8】
采用与实施例1相似的实验步骤,将烷基酰胺聚醚酸盐、非离子表面活性剂(R5=C17H35,R6=CH2CH2,R7=CH2,m1+m2=0,n1+n2=7,Y=CH2SO3Na,R8、R9、R10分别与R5、R6、R7相同,m1+m2=m3+m4,n1+n2=n3+n4)与烷基聚醚季铵盐(R1=C16H33,R2=CH3,R3=CH3,R4=CH(OH)CH3,a=3,b=5)表面活性剂分别溶解于35000mg/L,钙镁离子1000mg/L的地层水,搅拌30分钟,配制成0.1~0.5%wt水溶液,而后按照烃基酰胺聚醚酸盐:烃基酰胺聚醚:烃基聚醚季铵盐的摩尔比1:0.05:1将上述表面活性剂混合均匀,得润湿性调控剂组合物产溶液8a。
【实施例9】
采用与实施例1相似的实验步骤,将烷基酰胺聚醚酸盐、非离子表面活性剂(R5=C13H27,R6=CH2CH2,R7=CH2,m1+m2=3,n1+n2=7,Y=CH2SO3Na,R8、R9、R10分别与R5、R6、R7相同,m1+m2=m3+m4,n1+n2=n3+n4)与烷基聚醚季铵盐(R1=C18H37,R2=CH3,R3=CH3,R4=CH(OH)CH3,a=2,b=9)表面活性剂分别溶解于35000mg/L,钙镁离子1000mg/L的地层水,搅拌30分钟,配制成0.1~0.5%wt水溶液,而后按照烃基酰胺聚醚酸盐:烃基酰胺聚醚:烃基聚醚季铵盐的摩尔比1:0.1:0.4将上述表面活性剂混合均匀,得润湿性调控剂组合物产溶液9a。
【实施例10】
采用与实施例1相似的实验步骤,将烷基酰胺聚醚酸盐、非离子表面活性剂(R5=C15H31,R6=CH2CH2,R7=CH2,m1+m2=0,n1+n2=5,Y=CH2COONa,R8=C16H33,R9=CH2CH2,R10=CH2,m3+m4=2,n3+n4=5)与烷基聚醚季铵盐(R1=C16H33,R2=CH3,R3=CH3,R4=CH(OH)CH3,a=3,b=5)表面活性剂分别溶解于矿化度35000mg/L,钙镁离子1000mg/L的地层水,搅拌30分钟,配制成0.1~0.5%wt水溶液,而后按照烃基酰胺聚醚酸盐:烃基酰胺聚醚:烃基聚醚季铵盐的摩尔比1:0.05:1.2将上述表面活性剂混合均匀,得润湿性调控剂组合物产溶液10a。
【对比例1】
按照专利CN105884255A的方法将非离子表面活性剂OP-10溶解于矿化度为35000mg/L,钙镁离子1000mg/L的地层水中,配制成0.5%wt水溶液。搅拌30分钟混合均匀,得到参比润湿性调控剂组合物1b。
【对比例2】
将烷基酰胺聚醚酸盐(R5=C16H33,R6=CH2CH2,R7=CH2,m1+m2=2,n1+n2=5,Y=CH2COONa)表面活性剂与烷基聚醚季铵盐(R1=C16H33,R2=CH3,R3=CH3,R4=CH(OH)CH3,a=3,b=5)表面活性剂分别溶解于矿化度35000mg/L,钙镁离子1000mg/L的地层水,搅拌30分钟,配制成0.1%wt水溶液,而后按照烃基酰胺聚醚酸盐:烃基聚醚季铵盐的摩尔比1:0.8将上述表面活性剂混合均匀,得润湿性调控剂组合物产溶液2b。
采用上文的润湿性调控剂组合物界面润湿性改变性能能力测试,对实施例1-9进行测试,进行接触角测量,结果如表1所示:
表1
其中,测试温度:30℃;地层水矿化度35000mg/L,钙镁离子1000mg/L。
采用上文的润湿性调控剂静态渗析试验,对实施例1-9的测试结果如表2所示:
表2
采用上文的润湿性调控剂组合物静态渗析试验,对实施例3、对比例1-2进行测试,进行接触角测量,结果如表3所示:
表3
组分 | 浸泡前 | 3a | 1b | 2b |
置换效率 | 4% | 17% | 7% | 9% |
其中,测试温度:30℃;地层水矿化度35000mg/L,钙镁离子1000mg/L。
由表1-3可以看出,实施例3相对于各对比例具有更高的渗析置换效率。本发明以用量为0.1~0.3wt%烃基酰胺聚醚酸盐、0.01~0.03wt%非离子表面活性剂(烃基酰胺聚醚)与0.02~0.15wt%烃基聚醚季铵盐形成润湿性调控剂组合物,比现有技术中仅有非离子表面活性剂构成的润湿性调控剂或有阴离子和阳离子构成的表面活性剂,具有更小的水滴接触角,并在静态渗析试验中,渗析采收率可以达到10~20%。
以上所述的仅是本发明的优选实例。应当指出对于本领域的普通技术人员来说,在本发明所提供的技术启示下,作为本领域的公知常识,还可以做出其它等同变型和改进,也应视为本发明的保护范围。
Claims (19)
1.一种润湿性调控剂组合物,其特征在于,包括:烃基聚醚季铵盐、烃基酰胺聚醚酸盐和烃基酰胺聚醚;
所述烃基聚醚季铵盐满足式(1):
其中,R1为C8~C22的烷基中的至少一种;
R2、R3、R4各自独立地为取代的和非取代的C1~C4的烷基中的至少一种;
X为使所述烃基聚醚季铵盐分子呈电中性的阴离子,j为X价态绝对值的倒数;
a为0~10的任意数;
b为1~10的任意数;
所述烃基酰胺聚醚酸盐满足式(2):
其中,R5为C8~C20的烷基、C8~C20取代烷基中的至少一种;
R6为取代的和非取代的C2~C8的亚烷基中的至少一种;
R7为取代的和非取代的C1~C4的亚烷基中的至少一种;
Y为-SO3M、-COON中的至少一种,其中,M和N为使所述烃基酰胺聚醚酸盐分子呈电中性的阳离子或阳离子基团;
m1与m2之和为0~10的任意数;
n1与n2之和为2~10的任意数;
所述烃基酰胺聚醚满足式(3):
其中,R8为取代的和非取代的C8~C20的烷基中的至少一种;
R9为取代的和非取代的C2~C8的亚烷基中的至少一种;
R10为取代的和非取代的C1~C4的亚烷基中的至少一种;
m3与m4之和为0~10的任意数;
n3与n4之和为2~10的任意数。
2.根据权利要求1所述的润湿性调控剂组合物,其特征在于,式(1)所示烃基聚醚季铵盐中R2、R3、R4各自独立地为取代的和非取代的C1~C3的烷基中的至少一种;和/或
a为0~5的任意数;和/或
b为5~8的任意数。
3.根据权利要求1或2所述的润湿性调控剂组合物,其特征在于,式(2)所示烃基酰胺聚醚酸盐中R6为C2~C4的亚烷基中的至少一种;和/或
R7为C1~C2的亚烷基中的至少一种。
4.根据权利要求1或2所述的润湿性调控剂组合物,其特征在于,式(3)所示烃基酰胺聚醚中R9为C2~C4的亚烷基中的至少一种;和/或
R10为C1~C2的亚烷基中的至少一种。
5.根据权利要求1或2所述的润湿性调控剂组合物,其特征在于,所述烃基酰胺聚醚酸盐、所述烃基酰胺聚醚和所述烃基聚醚季铵盐的摩尔比为(0.01~1):(0.01~1):(0.001~0.1)。
6.根据权利要求5所述的润湿性调控剂组合物,其特征在于,所述烃基酰胺聚醚酸盐、所述烃基酰胺聚醚和所述烃基聚醚季铵盐的摩尔比为1:(0.02~0.5):(1~10)。
7.根据权利要求1或2所述的润湿性调控剂组合物,其特征在于,所述润湿性调控剂组合物还包括水。
8.根据权利要求7所述的润湿性调控剂组合物,其特征在于,以所述润湿性调控剂组合物的总质量为基准,水的含量为98%~99.98%。
9.根据权利要求1-8中任一项所述的润湿性调控剂组合物的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
将烃基聚醚季铵盐、烃基酰胺聚醚酸盐和烃基酰胺聚醚与水混合,调节pH值;
其中,所述烃基酰胺聚醚酸盐、所述烃基酰胺聚醚和所述烃基聚醚季铵盐的摩尔比为1:(0.02~0.5):(1~10)。
10.根据权利要求9所述的制备方法,其特征在于,所述调节pH值至7~10。
11.根据权利要求10所述的制备方法,其特征在于,所述调节pH值为8~9.5。
12.根据权利要求9-11中任一项所述的制备方法,其特征在于,所述烃基酰胺聚醚的制备方法,包括以下步骤:
在碱性催化剂存在下,将烃基酰胺与环氧丙烷和环氧乙烷进行烷氧基化反应。
13.根据权利要求12所述的制备方法,其特征在于,所述碱性催化剂用量为烃基酰胺质量的1~3wt%。
14.根据权利要求12所述的制备方法,其特征在于,所述烷氧基化的条件包括:温度为100~180℃,压力为小于0.60MPa,时间为30分钟~2小时。
15.根据权利要求9-11中任一项所述的制备方法,其特征在于,所述烃基酰胺聚醚酸盐的制备方法包括以下步骤:
步骤I)选取烃基酰胺聚醚;
步骤II)将步骤I)中选取的烃基酰胺聚醚与碱进行碱化反应,再与磺化试剂或羧化试剂进行反应I,调节pH值并进行油水分离,油相蒸除溶剂后加入碱液中和。
16.根据权利要求15所述的制备方法,其特征在于,步骤II)中调节pH值为小于3,所述碱化反应和反应I中,烃基酰胺聚醚、碱和磺化试剂或羧化试剂的摩尔比为1:(3~6):(3~6)。
17.根据权利要求15所述的制备方法,其特征在于,步骤II)中所述碱化反应温度为45~80℃,时间为1~5小时;和/或所述反应I的反应温度为70~90℃,时间为5~15小时。
18.根据权利要求15所述的制备方法,其特征在于,选取根据权利要求12中所述的烃基酰胺聚醚。
19.根据权利要求1-8中任一项所述的润湿性调控剂组合物或根据权利要求9-18中任一项所述的用于制备润湿性调控剂组合物的方法在油田采油中的应用。
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