CN101885963A - 一种高效驱油剂 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种高效驱油剂，由阴离子表面活性剂C12-C16烷基苯磺酸盐、双阴离子表面活性剂、壬基酚聚氧乙烯醚(OP-10)、水组成。活性高、驱油效果好，基本满足国内陆上油田的不同矿化度条件的要求。投入产出之比为1∶6左右，使用范围不断扩大，是一种实用、高效的驱油剂技术。
Description
技术领域
本发明涉及一种驱油剂的配方组成、生产工艺及其应用。
背景技术
我国陆上石油开采大部分已进入中后期，油井综合含水率高达85％以上，部分油井含水率已达90％以上，但石油采收率仅有30％左右，地下仍有60％左右的石油未开采出来。于是各种提高石油采收率的方法陆续出现，其中表面活性剂作为驱油剂驱油是提高石油采收率的一种比较理想的方法之一。
表面活性剂作为油田驱油剂使用，是油田一直研究和完善的方法和工艺。但几十年来，表活剂作为驱油剂并未走出实验区，一直未达到现场规模使用甚至现场推广使用的目标，根本的原因是表活剂针对性较强。经过多年的理论研究和现场试验，一致认为：阴离子表面活性剂是油田驱油用的首选表活剂，但阴离子表活剂最大的缺点是抗盐性能差，特别是对于油层流体内的二价离子(Ca2+、Mg2+)特别敏感，当二价离子浓度大于300mg/L时，加入阴离子表面活性剂即产生沉淀，表面活性剂失去了活性。
发明内容
本发明的目的是提供一种高效驱油剂，活性高、驱油效果好，基本满足国内陆上油田的不同矿化度条件的要求。
本发明驱油剂由以下物质组成(重量百分比)：
C12-C16烷基苯磺酸钠(市场购买) 40％-50％
N，N′-双月桂酰基乙二胺二丙酸钠 3％-7％
壬基酚聚氧乙烯醚OP-10(市场购买) 3％-8％
水 余量
最佳比例：
十四烷基苯磺酸钠 40％
N，N′-双月桂酰基乙二胺二丙酸钠 5％
壬基酚聚氧乙烯醚OP-10 5％
水 50％
本发明驱油剂，是两种阴离子表面活性剂的复配物，不但活性高、驱油效果好，而且解决了阴离子表面活性剂抗盐性能差的问题，可在矿化度高达10万mg/L，二价高子高达50000mg/L以上的油层条件中使用，基本满足国内陆上油田的不同矿化度条件的要求。投入产出之比为1∶6。
本发明的关键技术在于N，N′-双月桂酰基乙二胺二丙酸钠的的合成，这关系到N，N′-双月桂酰基乙二胺二丙酸钠的收率、驱油剂的现场驱油效果。以下详细描述。
N，N′-双月桂酰基乙二胺二丙酸钠合成
(1)合成中间体
在三颈烧瓶中，加入1摩尔无水乙二胺，水浴加热至50℃左右，缓慢滴加丙烯酸甲酯2摩尔，滴加完后继续搅拌反应3-4h，蒸馏出未反应物，得中间体。
(2)合成次生产物
在四颈烧瓶中，加0.9摩尔中间体，将其溶于一定量丙酮中，用三乙胺控制体系pH＝9-10在搅拌下，滴加月桂酰氯2摩尔和无水三乙胺，滴加完后继续反应6h，反应结束后，脱除溶剂丙酮及生成的三乙胺盐酸盐，可得黄色粘稠次生产物，即N，N′-双月桂酰基乙二胺二丙酸甲酯，其中中间体与月桂酰氯的摩尔比为0.9∶2。
(3)皂化合成终产物
在一定温度下，用一定浓度的氢氧化钠溶液皂化N，N′-双月桂酰基乙二胺二丙酸甲酯，盐析过滤，真空干燥后得最终产物。N，N′-双月桂酰基乙二胺二丙酸钠的收率是87％。
当中间体与月桂酰氯的摩尔比为1∶2时，N，N′-双月桂酰基乙二胺二丙酸钠的收率是95％。
当中间体与月桂酰氯的摩尔比为1.1∶2时，N，N′-双月桂酰基乙二胺二丙酸钠的收率是91％。
结论：当中间体与月桂酰氯的摩尔比为1∶2时，N，N′-双月桂酰基乙二胺二丙酸钠的收率最高，所以为优选方案。
表1驱油剂基本性能指标
| 指标 | 参数 |
| 外观 | 浅棕色液体 |
| 指标 | 参数 |
| PH值 | 7.5～8.5 |
| 密度(g/cm3) | 0.973 |
| 有效浓度(％) | ≥45 |
| 表面张力(mN/m)(0.1％水溶液) | ＜35 |
| TK值(℃) | ＞10℃ |
该发明驱油剂与油层水配伍性
表2驱油剂与油层水配伍性
| 驱油剂浓度 | 0.1％ | 0.3％ | 0.5％ | 0.7％ | 1.0％ |
| 长2层水 | 120小时均匀透明 | 120小时均匀透明 | 120小时均匀透明 | 120小时均匀透明 | 120小时均匀透明 |
| 长6层水 | 120小时均匀透明 | 120小时均匀透明 | 120小时均匀透明 | 120小时均匀透明 | 120小时均匀透明 |
注：长2层水矿化度为25000mg/L，其中Ca2++Mg2+＞5000mg/L；
长6层水矿化度为215000mg/L，其中Ca2++Mg2+＞50000mg/L。
配伍性结果表明该驱油剂与高矿化度水配伍良好，说明该发明驱油剂抗盐性能良好。
室内驱油试验
注入浓度、PV数的选择
用试验区地层砂充填模型考察不同驱油剂浓度和不同注入孔隙体积(PV)下的驱替效果。先用水驱至含水率在90％左右，切换到一定浓度下的该发明驱油剂。(实验条件：70℃，模拟油田水，地层砂，模拟地层原油粘度40mpa·s)其结果见表2、表3。
表3不同浓度驱油剂活性剂驱油实验结果
表4注入PV数优化实验(0.3％JA-1、驱替至含水98％)
| PV数 | 0 | 0.1 | 0.15 | 0.2 | 0.25 |
| 采收率％ | 64.26 | 69.03 | 78.68 | 85.06 | 85.19 |
| 增加值％ | 4.77 | 14.42 | 20.80 | 20.93 | |
| 吨剂增油t | 79.5 | 98.4 | 107.6 | 90.6 |
从表3可以看出，在同一实验条件下，驱油剂注入PV数一定时，采收率值会随驱油剂浓度的增大而增大，当浓度大于或等于0.3％时采收率上升幅度变小。表4可能看出，驱油剂注入浓度一定时(0.3％)，采收率值随PV数的增大也增大，当PV为0.15-0.2时，采收率较大且吨剂增油最多。驱替实验的最佳注入浓度为0.3％。，最佳注入PV数为0.15-0.2。
具体实施方式
实施例1
在2M3的反应量中，加入500kg自来水(或油田回注水)，在室温下搅拌，同时一次性加入N，N′-双月桂酰基乙二胺二丙酸钠3kg，OP-103kg搅拌30分钟后，加入454kg十四烷基苯磺酸钠，连续搅拌30分钟即为本发明驱油剂产品。检测其0.3％水溶液表面张力结果为：37。
实施例2
在2M3的反应量中，加入500kg自来水(或油田回注水)，在室温下搅拌，同时一次性加入N，N′-双月桂酰基乙二胺二丙酸钠5kg，OP-105kg搅拌30分钟后，加入400kg十四烷基苯磺酸钠，连续搅拌30分钟即为本发明驱油剂产品。检测其0.3％水溶液表面张力结果为：34.2。
实施例3
在2M3的反应量中，加入500kg自来水(或油田回注水)，在室温下搅拌，同时一次性加入N，N′-双月桂酰基乙二胺二丙酸钠7kg，OP-107kg搅拌30分钟后，加入436kg十四烷基苯磺酸钠，连续搅拌30分钟即为本发明驱油剂产品。检测其0.3％水溶液表面张力结果为：39。
结论：实施例2为优选方案。
实施例4：现场使用方法-水井驱替
将本发明驱油剂产品按0.3％～0.5％的比例加入注入水中(或水井来水管线)，随注入水一同注入油层。
实施例5：现场使用方法-单井吞吐
根据油井条件，按1％左右的浓度，配制本发明驱油剂产品水溶液，从油井中定期注入，关井5-7天，然后开井生产。
Claims (7)
1.一种高效驱油剂，其特征是由以下物质按重量百分比组成：
C12-C16烷基苯磺酸盐 40％-50％
双阴离子表面活性剂 3％-7％
OP-10 3％-8％
水 余量
2.如权利要求1所述的一种高效驱油剂，其特征在于由以下物质按重量百分比组成：
十四烷基苯磺酸钠 40％
N，N′-双月桂酰基乙二胺二丙酸钠 5％
OP-10 5％
水 50％
3.如权利要求1所述的一种高效驱油剂，其特征在于所述驱油剂的制备方法是在反应釜中加水，在室温下搅拌，然后同时一次性加入双阴离子表面活性剂，OP-10搅拌30分钟后，加入C12-C16烷基苯磺酸盐，连续搅拌30分钟即为本发明驱油剂产品。
4.如权利要求2所述的一种高效驱油剂，其特征在于所述N，N′-双月桂酰基乙二胺二丙酸钠按以下步骤制备：
(1)合成中间体
在三颈烧瓶中，加入适量无水乙二胺，水浴加热至50℃左右，缓慢滴加丙烯酸甲酯，滴加完后继续搅拌反应3-4h，蒸馏出未反应物，得中间体；
(2)合成次生产物
在四颈烧瓶中，加入一定量中间体，将其溶于一定量丙酮中，用三乙胺控制体系pH＝9-10，在搅拌下，滴加月桂酰氯和无水三乙胺，滴加完后继续反应6h，反应结束后，脱除溶剂丙酮及生成的三乙胺盐酸盐，可得黄色粘稠次生产物，即N，N′-双月桂酰基乙二胺二丙酸甲酯；
(3)皂化合成终产物
在一定温度下，用一定浓度的氢氧化钠溶液皂化N，N′-双月桂酰基乙二胺二丙酸甲酯，盐析过滤，真空干燥后得最终产物。
5.如权利要求2所述的一种高效驱油剂，其特征在于所述驱油剂注入浓度为0.3％，注入PV数为0.15-0.2。
6.如权利要求4所述的一种高效驱油剂，其特征在于所述乙二胺与丙烯酸甲酯的摩尔比为1∶2。
7.如权利要求4所述的一种高效驱油剂，其特征在于所述中间体与月桂酰氯的摩尔比为1∶2。
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