CN102002354A

CN102002354A - 超低油水界面张力驱油剂及其应用

Info

Publication number: CN102002354A
Application number: CN201010527263XA
Authority: CN
Inventors: 高伟; 陈捷; 杨黎明; 赵甜静; 刘昱荣; 张彰; 陈启华; 徐毅; 相明辉; 杨勇
Original assignee: University of Shanghai for Science and Technology
Current assignee: University of Shanghai for Science and Technology
Priority date: 2010-11-02
Filing date: 2010-11-02
Publication date: 2011-04-06

Abstract

本发明提供一种超低油水界面张力驱油剂，该驱油剂包括两性离子表面活性剂，非离子表面活性剂和水。其中两性离子表面活性剂为含C12-C16的甜菜碱表面活性，非离子表面活性剂是一种含有9-10个聚氧乙烯基团的分子。所述的驱油剂中两性离子表面活性剂与非离子表面活性剂的重量比例为1:0.4—1:0.625，其特征在于能在25~85℃温度范围内溶于最高100,000mg/LCa²⁺水溶液，或60,000mg/LMg²⁺水溶液，或200,000mg/LNaCl水溶液，或(Ca²⁺+Mg²⁺)<10,000mg/L，总矿化度<200,000mg/L的油田地层水中而不产生沉淀并且在应用时可用矿化度30000mg/L，Ca²⁺，Mg²⁺800mg/L的水稀释，稀释后驱油剂浓度为0.2~0.5(wt%)，无需加碱，使原油/地层水界面张力降至超低，即10^-2~10^-3mN/m。

Description

超低油水界面张力驱油剂及其应用

技术领域

本发明涉及一类耐高温高盐无碱超低油水界面张力驱油剂，总的来说，是一类两性离子表面活性剂和非离子表面活性剂复配产生协同效应的驱油剂。

背景技术

单一的表面活性剂由于其结构的单一性和价格等原因限制了它的使用范围。近来，表面活性剂复配体系，由于其分子之间较强的静电力，它所产生的协同效应的研究越来越受到人们的重视。近年来，由于对两性离子表面活性剂甜菜碱的改性，使得甜菜碱表面活性剂的应用得到了很大的提高，其次，非离子表面活性剂由于其的亲水亲油值可以通过聚氧乙烯链的长度来控制，导致它的浊点也有不同，应用范围非常广。

表面活性剂水溶液和原油之间的界面张力是衡量表面活性剂亲油性的一个重要指标，界面张力越低，亲油性越好。在三次采油中所使用的表面活性剂要求要能和原油形成超低界面张力（超低界面张力是指界面张力在10^-2mN/m以下），这样才能有效的将原油采出。现有常规的表面活性剂复配体系，或多或少都在体系中加入碱，其碱的使用浓度在1.0～1.5%，但从矿场试验中暴露出的一些直接制约该技术实现工业化应用的问题，如（1）由于碱浓度过高，油层和油井结垢严重损坏了底层，且每隔10～15天必须清洗一次泵桶，增加了采油难度和附加成本，甚至直接影响油井的正常生产；（2）不仅碱浓度过大，而且常用强碱（如NaOH）使得设备和管道腐蚀严重；（3）由于碱浓度过高，采出液乳化严重，油包水乳状液的粘度比原油高很多，使油井产能下降。都在碱的加入后和原油达到超低界面张力（10^-3mN/m）。

发明内容

本发明的目的是提供一类耐高温高盐无碱超低油水界面张力驱油剂。

本发明是这样实现的：

三次采油中使用的驱油剂其主要成分和含量为：（质量百分数）

表面活性剂 0.2~0.5%

水 99.5～99.8%

本发明还采用如下技术方案：

表面活性剂为甜菜碱和一种非离子表面活性剂的复配物，不含有阳离子表面活性剂，甜菜碱表面活性剂是C12-C16的两性离子表面活性剂，非离子表面活性剂是一种含有9-10个聚氧乙烯基团的C12-C16的分子，驱油剂中除了表面活性剂不含有其他的助剂。所述的驱油剂主要是通过C12-C16的甜菜碱和C12-C16的分子的非离子复配的混合表面活性剂，其组分配比为（w/w）：

甜菜碱表面活性剂 50~80

非离子表面活性剂 20~50

非离子表面活性剂和两性离子表面活性剂的重量比优选为20:80~50:50。

所述的驱油剂，其特征在于能在25~85℃温度范围内溶于最高100,000mg/LCa²⁺水溶液，或60,000mg/LMg²⁺水溶液，或200,000mg/LNaCl水溶液，或（Ca²⁺+Mg²⁺）<10,000mg/L，总矿化度<200,000mg/L的油田地层水中而不产生沉淀。

所述的驱油剂的应用，其特征是在应用时可用矿化度30000mg/L，Ca²⁺，Mg²⁺800mg/L的水稀释，稀释后表面活性剂总浓度为0.2~0.5 wt%%，无需加碱，使原油/地层水界面张力降至超低，即10^-2~10^-3mN/m数量级。

本发明的优点在于：

（1）表面活性剂使用浓度不高于现有体系（0.5（wt%）），产品降低界面张力效果好，性能稳定；

（2）复配体系中无需碱，达到了超低界面张力，克服了使用碱或者高浓度碱造成的碱垢问题；

（3）在矿化度30000mg/L，Ca²⁺，Mg²⁺800mg/L，体系在25~85℃，均称和原油形成超低界面张力。

具体实施方式

现将本发明的实例具体叙述于后。

具体实施（以下为C12非离子表面活性剂和C12甜菜碱表面活性剂界面张力在85℃下的数据）

1. 驱油剂剂组分（w/w）为：

非离子表面活性剂 20

甜菜碱表面活性剂 80

用胜利油田原油测定驱油剂浓度为0.2-0.5% 2小时平衡界面张力

驱油剂浓度（wt%）	0.2%	0.3%	0.4%	0.5%
					界面张力（mN/m）	0.009	0.007	0.003	0.0015

2. 驱油剂组分（w/w）为：

非离子表面活性剂 30

甜菜碱表面活性剂 70

用胜利油田原油测定驱油剂浓度为0.2-0.5% 2小时平衡界面张力

驱油剂浓度（wt%）	0.2%	0.3%	0.4%	0.5%
					界面张力（mN/m）	0.009	0.006	0.003	0.002

3. 驱油剂组分（w/w）为：

非离子表面活性剂 40

甜菜碱表面活性剂 60

用胜利油田原油测定驱油剂浓度为0.2-0.5% 2小时平衡界面张力

驱油剂浓度（wt%）	0.2%	0.3%	0.4%	0.5%
					界面张力（mN/m）	0.009	0.005	0.004	0.003

4. 驱油剂组分（w/w）为：

非离子表面活性剂 50

甜菜碱表面活性剂 50

用胜利油田原油测定驱油剂浓度为0.2-0.5% 2小时平衡界面张力

驱油剂浓度（wt%）	0.2%	0.3%	0.4%	0.5%
					界面张力（mN/m）	0.009	0.008	0.007	0.006

Claims

1.一种超低油水界面张力驱油剂，其特征在于该驱油剂由表面活性剂和溶剂组成，其中表面活性剂为甜菜碱和一种非离子表面活性剂的复配物，甜菜碱表面活性剂是C12-C16的两性离子表面活性剂，非离子表面活性剂是一种含有9-10个聚氧乙烯基团的C12-C16的分子。

2.根据权利要求1所述的驱油剂，其特征在于非离子表面活性剂和两性离子表面活性剂的重量比为20:80~50:50。

3.根据权利要求1所述的驱油剂，其特征在于该驱油剂成分以质量百分数计为：

表面活性剂 0.2~0.5%

水 99.5~99.8%。

4.根据权利要求1所述的驱油剂，其特征在于该驱油剂能在25~85℃温度范围内溶于最高100,000mg/LCa²⁺水溶液，或60,000mg/LMg²⁺水溶液，或200,000mg/LNaCl水溶液，或（Ca²⁺+Mg²⁺）<10,000mg/L，总矿化度<200,000mg/L的油田地层水中而不产生沉淀。

5.一种权利要求1所述的驱油剂的应用，其特征是在应用时可用矿化度30000mg/L，Ca²⁺，Mg²⁺800mg/L的水稀释，稀释后表面活性剂总浓度为0.2~0.5wt%，无需加碱，使原油/地层水界面张力降至超低，即10^-2~10^-3mN/m数量级。