CN101759575A - 一种季铵盐类表面活性剂的制备方法及其在低渗透油藏开发中的应用 - Google Patents

一种季铵盐类表面活性剂的制备方法及其在低渗透油藏开发中的应用 Download PDF

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徐方俊
李晓东
刘桂芳
沈治波
姜亦坚
马强
殷柱
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Abstract

本发明公开了一种季铵盐类GEMINI制备方法及其在低渗透油藏开发中的应用。该方法将0.2-0.30mol的ClCH2CH(OH)CH2NH(CH3)CH2CH(OH)CH2Cl与0.1-0.12molC12-C16烷基二甲基叔胺和80-100mL乙醇混合，加入0.5-1.0gCT-450催化剂，加热回流8-12小时，减压蒸去溶剂得到蜡状物，加入去离子水稀释到45％含量，得到产物备用。由该方法制备的季铵盐类GEMINI表面活性剂适用于油田三次采油中，作为驱油剂季铵盐类GEMINI配制疏导驱油体系，具有优异的润湿性、乳化和驱油性能，可以与不同的油水条件配伍，达到理想的驱油效果。

Description

一种季铵盐类表面活性剂的制备方法及其在低渗透油藏开发中的应用
技术领域：
本发明涉及油田采油领域中一种化学驱油用表面活性剂的制备方法及其应用，尤其是一种季铵盐类GEMINI的制备方法及其在低渗透油藏开发中的应用。
背景技术：
就当今石油开发的技术水平而言，对于油田主力油藏注水开发可以实现采收率20％左右，注聚合物开发可将提高采收率10％以上，强碱三元复合驱可以在聚驱基础上提高采收率10％左右。但是对于外围低渗透油藏开发，提高采收率的技术措施主要是注水开发。还没有比较好的化学驱方法能进一步提高低渗透油藏采收率。
国际上把渗透率在0.1-50毫达西之间的油藏界定为低渗透油藏。低渗透油藏主要采取注水开发，由于部分区块存在裂缝，注入水沿裂缝突进，造成主线上油井含水上升快，甚至水淹，使油井产量下降快；同时，由于低渗透油藏粘土矿物含量相对较高，注入水引起粘土矿物水化膨胀、分散、运移，造成注水压力升高、注水量下降，影响了注水开发效率。微生物驱油技术虽然在外围油藏进行了现场试验，但效果不明显。油藏渗透率低不适合采取聚驱、二元复合驱、三元复合驱。
降低界面张力和改变岩石表面润湿性是降低毛管压力、提高采收率的两种主要途径。砂岩中多孔介质润湿性的转变有助于油滴的排泄和驱替相的进入，对油滴在多孔介质中的运移有疏导作用，有利于提高采收率。在一定的润湿剂存在下，能够使砂岩油藏表面的润湿性发生自动转变，实现疏导采油。
发明内容：
本发明的目的是提供一种季铵盐类GEMINI制备方法及其在低渗透油藏开发中的应用，由该方法制备的季铵盐类GEMINI表面活性剂适用于油田三次采油中，作为驱油剂季铵盐类GEMINI配制疏导驱油体系，具有优异的润湿性、乳化和驱油性能，可以与不同的油水条件配伍，达到理想的驱油效果。
本发明的采用的技术方案是：季铵盐类GEMINI表面活性剂的制备方法，该季铵盐类GEMINI的制备方法如下：将ClCH2CH(OH)CH2NH(CH3)CH2CH(OH)CH2Cl与C12-C16烷基二甲基叔胺和乙醇混合，加入CT-450催化剂，加热80℃回流12小时，减压蒸去溶剂得到蜡状物，加入去离子水稀释到45％wt含量，得到产物，ClCH2CH(OH)CH2NH(CH3)CH2CH(OH)CH2Cl与C12-C16烷基二甲基叔胺的摩尔比为(0.2-0.3)∶(0.1-0.12)，ClCH2CH(OH)CH2NH(CH3)CH2CH(OH)CH2Cl与乙醇的用量比例关系为(0.2-0.3)mol∶100mL，ClCH2CH(OH)CH2NH(CH3)CH2CH(OH)CH2Cl与CT-450催化剂的用量比例关系为(0.2-0.3)mol∶(0.5-1.0)g。
上述方法制备的季铵盐类GEMINI表面活性剂作为驱油剂在三次采油中的应用。
上述方法制备的季铵盐类GEMINI表面活性剂作为低渗透油藏采油用润湿剂在三次采油中的应用。
本发明具有如下有益效果：1、本发明方法合成的季铵盐类GEMINI方法原料易得，再现性好，易于实现规模化生产，以润湿剂为主的驱油体系的综合成本较低；2、本发明方法制备的季铵盐类GEMINI，驱油体系的岩芯表面润湿角低于60°，乳化性能好，具有良好的配伍性，符合三次采油驱油剂的指标要求；3、本发明的季铵盐类GEMINI配制疏导驱油体系，在低渗透天然岩芯上的采收率平均比水驱提高10％以上，其作为驱油用表面活性剂应用在三次采油中，效果明显。
具体实施方式：
下面结合实施例对本发明作进一步说明：
实施例1、用十二烷基二甲基叔胺制备季铵盐类GEMINI：将0.30mol的ClCH2CH(OH)CH2NH(CH3)CH2CH(OH)CH2Cl与0.12mol十二烷基二甲基叔胺和100mL乙醇混合，加入0.5gCT-450催化剂(镇江市九天化工有限公司提供)，80℃回流8小时，减压蒸去溶剂得到蜡状物，加入去离子水稀释到45％wt含量，得到产物备用。
实施例2、用十四烷基二甲基叔胺制备季铵盐类GEMINI：将0.30mol的ClCH2CH(OH)CH2NH(CH3)CH2CH(OH)CH2Cl与0.15mol十四烷基二甲基叔胺和100mL乙醇混合，加入0.75gCT-450催化剂(镇江市九天化工有限公司提供)，加热80℃回流10小时，减压蒸去溶剂，加入去离子水稀释到45％wt含量，得到产物备用。
实施例3、用十六烷基二甲基叔胺制备季铵盐类GEMINI：将0.25mol的ClCH2CH(OH)CH2NH(CH3)CH2CH(OH)CH2Cl与0.1mol十四烷基二甲基叔胺和100mL乙醇混合，加入1.0gCT-450催化剂(镇江市九天化工有限公司提供)，加热80℃回流12小时，减压蒸去溶剂，加入去离子水稀释到45％wt含量，得到产物备用。
上述实施例1至3制备的季铵盐类GEMINI样品性能列于下表：
表1
Figure G200910180135XD00031
测定条件：大庆采油二厂原油、测定仪器为SL200标准型接触角仪系统。
实施例4、季铵盐类GEMINI驱油体系岩芯驱油效果评价：影响化学驱油效果的因素很多，用天然岩芯通过驱油模拟试验来评价驱油体系的驱油效果，结果见下表2。
天然岩心注入润湿剂样品采收率情况    表2
    润湿剂 润湿剂浓度 水驱采收率(％)  注入润湿剂PV数  化学驱采收率(％)    总采收率(％)
实施例1制备   0.2％wt     39.12     0.2     10.44     49.56
实施例2制备   0.3％wt     38.14     0.2     11.31     49.45
润湿剂浓度0.2％wt是用离子水稀释的有效物含量。
实验用油为大庆油田采油二厂电脱水原油，驱动水为大庆油田采油二厂深度处理污水。
从天然岩芯驱油评价结果证明本发明季铵盐类GEMINI表面活性剂产品用于驱油体系采收率平均比水驱提高10％以上。

Claims (3)

1.一种季铵盐类GEMINI表面活性剂的制备方法，该季铵盐类GEMINI的制备方法如下：将ClCH2CH(OH)CH2NH(CH3)CH2CH(OH)CH2Cl与C12-C16烷基二甲基叔胺和乙醇混合，加入CT-450催化剂，加热到80℃回流12小时，减压蒸去溶剂得到蜡状物即得到产物，ClCH2CH(OH)CH2NH(CH3)CH2CH(OH)CH2Cl与C12-C16烷基二甲基叔胺的摩尔比为(0.2-0.3)∶(0.1-0.12)，ClCH2CH(OH)CH2NH(CH3)CH2CH(OH)CH2Cl与乙醇的用量比例关系为(0.2-0.3)mol∶100mL，ClCH2CH(OH)CH2NH(CH3)CH2CH(OH)CH2Cl与CT-450催化剂的用量比例关系为(0.2-0.3)mol∶(0.5-1.0)g。
2.权利要求1所述方法制备的季铵盐类GEMINI表面活性剂作为驱油剂在三次采油中的应用。
3.权利要求1所述方法制备的季铵盐类GEMINI表面活性剂作为低渗透油藏采油用润湿剂在三次采油中的应用。
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