CN103351857A - 一种耐盐蠕虫状胶束体系、其制备方法及其在驱油中的用途 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种蠕虫状胶束体系、其制备方法及其在驱油中的用途。所述蠕虫状胶束体系包含烷基磺基甜菜碱、烷基硫酸钠表面活性剂以及任选的助剂，其中所述烷基硫酸钠选自十烷基硫酸钠、十二烷基硫酸钠、十四烷基硫酸钠或其组合；所述选自十六烷基磺基甜菜碱、十八烷基磺基甜菜碱或其组合。所述体系组成简单、表面活性剂用量低，形成的蠕虫状胶束粘度高，且具有优异的耐盐性能、可有效降低油水界面张力，可以作为化学驱油体系提高采收率。

Description

一种耐盐蠕虫状胶束体系、其制备方法及其在驱油中的用途

技术领域

本发明涉及一种耐盐蠕虫状胶束体系、其制备方法及其在驱油中的用途。所述胶束体系可用于化学驱油以提高原油采收率。

背景技术

化学驱提高原油采收率技术是我国油田进一步提高采收率的主要措施之一。大庆油田聚合物驱可在水驱基础上提高原油采收率10%以上，已经由先导性矿场试验迈入大规模工业性商业阶段，年增油量达到1000万吨以上。三元复合驱技术综合发挥了聚合物、表面活性剂和碱的协同效应，通过聚合物增加水相粘度以改善水油流度比，通过表面活性剂和碱降低油水界面张力以减小毛细管阻力效应，从而提高驱油体系的波及系数和洗油效率，可在水驱基础上提高原油采收率20%以上。

我国海域蕴藏着丰富的油气资源。我国海上已经发现的各类储量61×10⁸吨，海上油田产量的持续增长已经成为国家石油产量增长和产量接替的重要组成部分。海上油田的高效开发对于最大化利用国家宝贵而紧张的石油资源，满足国民经济建设需求具有直接的现实意义和深远的战略影响。在海上进行三次采油与陆上油田相比有特殊要求，体现在：(1)海上油田的水质矿化度高，如渤海油田绥中油区地层水矿化度为9048mg/L,其中Ca²⁺和Mg²⁺总含量达到798mg/L。高矿化度必然影响到复合驱体系中化学试剂自身的性质和化学试剂间的协同效应，以及产生其他问题。在高矿化度尤其是高浓度Ca²⁺和Mg²⁺存在时，常用驱油剂聚丙烯酰胺和石油磺酸盐的增粘效果和降低油水界面张力性能显著变差；(2)海上工程建设难度大，平台作业空间有限，设备高度集中，要求化学驱注入工艺流程更简单。

针对这些问题，研究者们提出研制新型梳形、疏水缔合型聚合物和两性、Gemini型表面活性剂作为高矿化度油藏的化学驱油剂，并利用机械研磨等方法提高复合驱油体系的溶解性能。同时，也开展了新型化学驱油体系的研制开发工作。其中，利用表面活性剂分子在一定条件下形成具有粘弹性能的蠕虫状胶束体系以提高采收率的技术引起了研究者们越来越多的重视。

化学驱油体系提高原油采收率的另一个重要途径是减小毛细管阻力效应以提高洗油效率，这可通过降低油水界面张力来实现。一般而言，有效驱替残留在油层孔隙中的原油需要使油水界面张力降低到超低界面张力。蠕虫状胶束体系由表面活性剂分子形成，因此也具有降低油水界面张力的能力。

于丽，孙焕泉，肖建洪等在“油酸钠蠕虫状胶束的性质及驱油效率研究”，日用化学品工业，2008，38，69-73中考虑到阳离子型表面活性剂形成的蠕虫状胶束体系在地层油砂和岩土表面吸附损失严重的问题，利用阴离子表面活性剂油酸钠和碳酸钠形成蠕虫状胶束，在配方为1.83%油酸钠和4.24%Na₂CO₃时室内模拟驱油效果可提高采收率25%。

CN101182411A公开了一种蠕虫状胶束及其制备方法。所述蠕虫状胶束长度为100-800nm，呈网状结构。所述蠕虫状胶束通过用含钠离子的电解质在12-65°C的温度下于碱性条件下诱导油酸钠而制备；所述含钠离子的电解质选自下列之一或组合：Na₂CO₃、Na₃PO₄、NaOH和NaCl。所述蠕虫状胶束可作为驱油体系用于三次采油中，其采收率可提高18-35%。其缺点在于这类由羧酸盐形成的蠕虫状胶束体系所用的表面活性剂浓度高(高达1.83%)，且仅能耐Mg²⁺约20mg/L、Ca²⁺约160mg/L，尚不能满足高盐油藏的需求。

CN102942909A公开了一种单一表面活性剂N-烷基-1,ω-烷基二胺(CmNnN)在特低渗透储层油藏的化学驱油中的应用。所述N-烷基-1,ω-烷基二胺在水溶液中能形成蠕虫状胶束，可提高注入水的粘度，有利于提高原油的采收率。其中所用的驱油剂为单一表面活性剂体系，不仅能使原油/水界面张力降至超低，还能克服色谱分离效应，可保障稳定的驱油效率。其缺点在于所用的阳离子型表面活性剂易吸附于岩石表面，使用过程中的吸附损失使粘度下降。

CN102114397A公开了一种用于高温高矿化度油藏化学驱三次采油的粘弹性表面活性剂混合溶液、其制备方法及其应用方法。该混合溶液主要由下述结构式(I)、结构式(II)所示的两性离子表面活性剂组成：

其中R_n为含有16-30个碳原子的饱和烷基链或不饱和烷基链。所述粘弹性表面活性剂混合溶液的缺点在于：首先，为了提高所述混合溶液的增粘性能，该文献所用的表面活性剂分子中除亲水的甜菜碱基团外，还含有20-34个碳原子的疏水基团。该长链疏水基团导致所述两性离子表面活性剂在水中不具有速溶性能，不利于工业应用。其次，该文献中的表面活性剂合成困难，成本高，不利于大规模工业生产。该体系主要由结构式(I)、结构式(II)所示的两性离子表面活性剂组成，而不包含其他表面活性剂。

CN102382504A公开了一种使用蠕虫状胶束体系分散的水性UV油墨及制备方法。其利用可聚合型阳离子表面活性剂与有机酸/有机盐作为复合表面活性剂在水溶液中形成蠕虫状胶束相，将油墨的各组分(固体颜料、水性紫外光引发剂、各类功能添加剂、少量单体)包封于其中，通过超声波分散和离心过滤等操作，制备出具有粘弹性的水性UV油墨。其未涉及驱油应用。

范海明等，“两性/阴离子表面活性剂形成具有耐盐性能的蠕虫状胶束”，化学学报，第69卷第17期，2011年(下文简称文献1)公开了一种用于化学驱油的蠕虫状胶束。所述胶束仅由十四烷基磺基甜菜碱(TDAPS)和阴离子表面活性剂十二烷基硫酸钠(SDS)构成，其中SDS:TDAPS=0.35(第1.2节)，表1中公开了摩尔比例SDS:TDAPS=10.5/19.5=0.53。该体系在Mg²⁺和Ca²⁺总浓度达到0-1900mg/L时，粘弹性能和耐剪切能力不仅没有损失，反而增强，从而体现出优异的耐盐性。该体系的缺点在于，该体系的表面活性剂总浓度为30mM，根据计算，其质量浓度为1%，使用浓度高。需要注意的是，该文献中的蠕虫状胶束体系的性能测试是在25°C下进行的。对于蠕虫状胶束体系而言，粘度随着温度的升高而降低。由于油藏温度通常高于45°C，因此，该文献中的蠕虫状体系在实际用于油藏中时，要求其质量浓度更高才能起到与低温下相当的增粘效果，即当将文献1中的体系用于实际驱油应用时，其质量浓度要远大于1%。对于工业应用的驱油体系而言，该驱油体系的用量较大。在实际工业应用中，出于成本考虑，表面活性剂的浓度越低，意味着成本越低。该文献中的高使用浓度导致其成本过高而不具有工业实用性。其次，该体系在高温条件下增粘效果差，这也导致如果要将该体系用于温度更高的油藏中时，需要进一步增加表面活性剂的用量，这将导致成本进一步上升。

发明简述

本发明的目的是克服所述现有技术缺点，提供一种耐盐蠕虫状胶束、制备方法及其在驱油中的用途。

具体地，本发明涉及如下技术方案：

1.一种蠕虫状胶束体系，其包含烷基磺基甜菜碱、烷基硫酸钠表面活性剂以及任选的助剂，其中所述烷基磺基甜菜碱选自十六烷基磺基甜菜碱、十八烷基磺基甜菜碱或其组合，所述烷基硫酸钠选自十烷基硫酸钠、十二烷基硫酸钠、十四烷基硫酸钠或其组合。

2.根据第1项的蠕虫状胶束体系，其中所述助剂选自聚环氧基琥珀酸钠、聚天冬氨酸钠、羟基乙叉二膦酸四钠、氨基三甲叉膦酸五钠、乙二胺四甲叉膦酸五钠、二亚乙基三胺五甲叉膦酸五钠或其组合。

3.根据第1或2项的蠕虫状胶束体系，其中烷基硫酸钠占烷基硫酸钠和烷基磺基甜菜碱总摩尔量的摩尔分数为0.2-0.6，优选为0.2-0.4，更优选为0.2-0.3。

4.根据第1-3项中任一项的蠕虫状胶束体系，其中助剂的用量为0.0-0.5质量%，优选为0.15-0.35质量%，基于所述蠕虫状胶束体系的总质量。

5.根据第1-4项中任一项的蠕虫状胶束体系，其中所述体系的连续相为矿化水。

6.根据第5项的蠕虫状胶束体系，其中所述矿化水的总矿化度为5000-20000mg/L，其中Ca²⁺和Mg²⁺总浓度为200-3500mg/L。

7.一种制备根据第1-6项中任一项的蠕虫状胶束的方法，其包括将所述烷基磺基甜菜碱、烷基硫酸钠和任选的助剂溶于矿化水中并混合。

8.根据第7项的方法，其中混合温度为15-70°C，优选35-65°C。

9.根据第1-6项中任一项的蠕虫状胶束体系在驱油中的用途。

发明详述

在本发明的一个实施方案中，本发明涉及一种蠕虫状胶束体系，其包含烷基磺基甜菜碱和烷基硫酸钠表面活性剂。

申请人经过长期研究发现，烷基磺基甜菜碱链越长，所形成的蠕虫状胶束粘度越高，但是链越长，溶解性就越差。所述烷基磺基甜菜碱可以选自下列之一或者组合：十六烷基磺基甜菜碱或十八烷基磺基甜菜碱。

申请人经过长期研究发现，烷基硫酸钠链长越短，耐盐性能越好。因此，所述烷基硫酸钠可以选自下列之一或者组合：十烷基硫酸钠、十二烷基硫酸钠或者十四烷基硫酸钠。

所述蠕虫状胶束体系还可包含助剂。合适的助剂是本领域所公知的。具体地，所述助剂可以选自下列之一或者组合：聚环氧基琥珀酸钠、聚天冬氨酸钠、羟基乙叉二膦酸四钠、氨基三甲叉膦酸五钠、乙二胺四甲叉膦酸五钠、二亚乙基三胺五甲叉膦酸五钠。所述助剂能屏蔽二价金属离子Ca²⁺和Mg²⁺，提高该蠕虫状胶束体系与驱油效果相关的界面性能和粘弹性能。

本发明蠕虫状胶束体系可在总矿化度5000-20000mg/L，其中含Ca²⁺和Mg²⁺总浓度为200-3500mg/L的矿化水中使用。如上文所述，文献1的蠕虫状胶束体系在Mg²⁺和Ca²⁺总浓度达到0-1900mg/L时，具有优异的粘弹性能和耐剪切能力。然而，与此相比，本发明蠕虫状体系的耐盐性更为优异，其可在Ca²⁺和Mg²⁺总浓度最高为3500mg/L的矿化水中使用。考虑到本发明的蠕虫状胶束体系的成分与文献1相似，该效果尤其是出人意料的。

在优选实施方案中，本发明的蠕虫状胶束体系包含烷基磺基甜菜碱、烷基硫酸钠表面活性剂和助剂。

本发明蠕虫状胶束体系中的烷基硫酸钠占烷基硫酸钠和烷基磺基甜菜碱总摩尔量的摩尔分数为0.2-0.6，优选为0.2-0.4，更优选为0.2-0.3。

助剂的用量为0.0-0.5质量%，优选为0.15-0.35质量%，基于所述蠕虫状胶束体系的总质量。

令人惊讶地发现，当本发明的蠕虫状胶束体系用于驱油时，其表面活性剂总质量分数(烷基磺基甜菜碱与烷基硫酸钠之和)为0.2-0.8%，远远低于文献1中的表面活性剂浓度。考虑到本发明的蠕虫状胶束体系的成分与文献1相似，该效果尤其是本领域技术人员无法预料得到的。

此外，与CN102114397A相比，本发明的蠕虫状胶束具有速溶性能，在35°C和使用浓度下，所述蠕虫状胶束体系的溶解时间小于30分钟；而CN102114397A的粘弹性表面活性剂体系不具有快速溶解性能。其次，本发明的蠕虫状胶束具有优异的耐盐性能，能够在总矿化度5000-20000mg/L，其中含Ca²⁺和Mg²⁺总浓度为200-3500mg/L条件下具有增粘效果并降低油水界面张力性能。这些性质使得所制备的蠕虫状胶束体系能够提高波及系数和洗油效率，适合作为海上油田和高盐油藏三次采油的驱油剂。第三，本发明的蠕虫状胶束在高温条件下的增粘效果好。

本发明的蠕虫状胶束体系能大幅降低表面活性剂的用量，同时具有速溶性能、优异的耐盐性和高温增粘性，这可大大降低成本，并使得其可用于实际工业应用中。

在本发明的另一实施方案中，本发明涉及一种制备蠕虫状胶束的方法，其包括将所述烷基磺基甜菜碱、所述烷基硫酸钠和任选的助剂分别溶于矿化水中并混合。

申请人经过长期深入的研究发现，在本发明乳液的制备过程中，当将各组分的矿化水溶液在15-70°C，优选35-65°C下混合时，能形成稳定的蠕虫状胶束。如果温度过低，则表面活性剂溶解速度慢，不利于形成蠕虫状胶束；温度过高，则所形成的蠕虫状胶束粘度低。

因此，在优选实施方案中，本发明涉及一种制备蠕虫状胶束的方法，其包括将所述烷基磺基甜菜碱、所述烷基硫酸钠和任选的助剂分别溶于15-70°C的矿化水中，将其混合，搅拌均匀，从而形成蠕虫状胶束。

更具体地，本发明涉及一种制备蠕虫状胶束的方法，称取所需量的烷基磺基甜菜碱、烷基硫酸钠和助剂，加入矿化水，配制不同烷基硫酸钠摩尔比例、不同浓度的表面活性剂溶液。利用搅拌器混合均匀，静置，即可得到蠕虫状胶束体系。

在本发明的又一实施方案中，本发明涉及所述蠕虫状胶束体系在驱油中的用途。

本发明中耐盐蠕虫状胶束可作为驱油体系用于油田以提高采收率。

本发明的优点在于：体系组成简单、表面活性剂用量低，形成的蠕虫状胶束粘度高，且具有优异的耐盐性能、可有效降低油水界面张力，可以作为化学驱油体系提高采收率。

蠕虫状胶束的形成用流变学方法检测。测定所述表面活性剂体系的剪切粘度随剪切速率的变化，如图1所示。其中测试温度为60°C，十二烷基硫酸钠占十二烷基硫酸钠和十六烷基磺基甜菜碱总摩尔量的摩尔分数为0.25。在图1中，W_s为所述体系中的表面活性剂质量分数，基于该体系的总重量。由图1可以看出，对该体系而言，当表面活性剂总质量分数高于0.55%时，该体系表现出牛顿流体-剪切稀释的流变行为，这是形成蠕虫状胶束的特征表现之一。含有十二烷基硫酸钠和十六烷基磺基甜菜碱的体系在低剪切速率下表现为牛顿流体，但在高剪切速率下表现出剪切变稀的性质。这种牛顿流体-剪切稀释的流变行为是溶液中形成蠕虫状胶束的特征表现之一。

本发明蠕虫状胶束体系具有良好的降低油水界面张力性能，如十六烷基磺基甜菜碱/十二烷基硫酸钠混合体系与孤东油区原油的界面张力可以达到超低界面张力，甚至可以达到极低的10^-5mN·m^-1量级；十六烷基磺基甜菜碱/十二烷基硫酸钠混合体系与锦州油区原油的界面张力可以达到10^-2mN·m^-1量级，加入助剂后与锦州油区原油的界面张力可以达到超低界面张力。

附图简介

图1是不同浓度下，十六烷基磺基甜菜碱/十二烷基硫酸钠混合体系的粘度(η)随剪切速率的变化，其中测试温度为60°C，十二烷基硫酸钠占十二烷基硫酸钠和十六烷基磺基甜菜碱总摩尔量的摩尔分数为0.25。其中，W_s为所述体系中的表面活性剂质量分数，基于该体系的总重量。由图1可以看出，对该体系而言当表面活性剂总质量分数为0.55%以上时，该体系表现出牛顿流体-剪切稀释的流变行为，这是形成蠕虫状胶束的特征表现之一。

实施例

下面通过实施例更详细地描述本发明，但是这些实施例不以任何方式限定本发明的范围。除非另有说明，下文实施例中的百分数均为质量百分数，基于所述蠕虫状胶束体系的总重。

实施例1：十六烷基磺基甜菜碱/十二烷基硫酸钠混合体系

1.蠕虫状胶束体系的制备：称取0.28g十二烷基硫酸钠和1.18g十六烷基磺基甜菜碱(其中十二烷基硫酸钠占十二烷基硫酸钠和十六烷基磺基甜菜碱总摩尔量的摩尔分数为0.25)于500ml烧杯中并加入200ml总矿化度为10550mg·L^-1，其中Ca²⁺浓度为576.58mg·L^-1，Mg²⁺浓度为240mg·L^-1的矿化水。在35°C下，利用德国IKA-WATERKE搅拌机在200转/分下搅拌10分钟至溶液混合均匀，放置60min。流变学性能测试表明获得了蠕虫状胶束体系，其中总表面活性剂浓度为0.73质量%。

按照上述方法制得下述2(2)配方的体系，不同之处在于还在矿化水中加入质量分数为0.2%的聚环氧琥珀酸钠，其中总表面活性剂浓度为0.73%。流变学测试表明形成了蠕虫状胶束体系。同样地，按照上述方法制得下述2(3)配方的体系，不同之处在于0.73质量%的总表面活性剂中十二烷基硫酸钠占十二烷基硫酸钠和十六烷基磺基甜菜碱总摩尔量的摩尔分数为0.40，并利用总矿化度为7910mg·L^-1，其中Ca²⁺浓度为320mg·L^-1，Mg²⁺浓度为130mg·L^-1的矿化水配制，流变学测试表明形成了蠕虫状胶束体系。

2.室内模拟驱油实验

(1)配方：上述十六烷基磺基甜菜碱/十二烷基硫酸钠，其中总表面活性剂浓度为0.73%，十二烷基硫酸钠的摩尔分数为0.25。

锦州油区原油密度0.935g.cm^-3，粘度82mPa.s(50°C)；

配方在60°C下剪切速率为6s^-1时粘度42.3mPa.s，与锦州油区原油混合后的界面张力6.0×10^-2mN·m^-1(60°C)；

驱油模拟岩心基本数据：(实验温度为60°C)

岩心水测渗透率分别为142mD、192mD、211mD、288mD和373mD；

在60°C下进行模拟驱油实验，首先盐水驱至采出液含水率98%，然后再注入0.6PV的蠕虫状胶束驱油液，注完后改为盐水驱至压差稳定，发现对于142mD、192mD、211mD、288mD和373mD的岩心，水驱采收率分别为48.9%、48.6%、48.1%、44.4%和39.2%，蠕虫状胶束驱油体系可在水驱基础上进一步提高采收率分别为19.2%、24.8%、23.1%、26.3%和29.4%。

由此可见，本发明的蠕虫状胶束体系可大大提高采收率。

(2)配方：上述十六烷基磺基甜菜碱/十二烷基硫酸钠和0.2%的聚环氧琥珀酸钠，其中总表面活性剂浓度为0.73%，十二烷基硫酸钠的摩尔分数为0.25。

锦州油区原油密度0.935gcm^-3，粘度82mPa.s(50°C)；

配方在60°C下剪切速率为6s^-1时粘度51mPa.s，与锦州油区原油混合后的界面张力为6.7×10^-3mN·m^-1(60°C)；

驱油模拟岩心基本数据：(实验温度为60°C)

岩心水测渗透率为：83mD；

实验结果发现水驱采收率为42.3%，蠕虫状胶束驱油体系可在水驱基础上进一步提高采收率为21.6%。

(3)配方：上述十六烷基磺基甜菜碱/十二烷基硫酸钠，其中总表面活性剂浓度为0.73%，十二烷基硫酸钠的摩尔分数为0.40。

锦州油区原油密度0.935gcm^-3，粘度82mPa.s(50°C)；

配方在60°C下剪切速率为6s^-1时粘度46mPa.s，与锦州油区原油混合后的界面张力为3.6×10^-2mN·m^-1(60°C)；

驱油模拟岩心基本数据：(实验温度为60°C)

岩心水测渗透率为：260mD；

实验结果发现水驱采收率为46.2%，蠕虫状胶束驱油体系可在水驱基础上进一步提高采收率为22.5%。

由上述(1)、(2)和(3)可以看出，十六烷基磺基甜菜碱/十二烷基硫酸钠蠕虫状胶束体系可大大提高采收率。此外，应注意的是，该采收率是在60°C下以0.73质量%的总表面活性剂浓度获得的。另一方面，添加助剂聚环氧琥珀酸钠后，可提高粘度以及显著降低与原油混合后的界面张力(降低约一个数量级)。

实施例2：十八烷基磺基甜菜碱/十二烷基硫酸钠混合体系

1.蠕虫状胶束体系的制备：称取0.14g十二烷基硫酸钠和0.62g十八烷基磺基甜菜碱(其中十二烷基硫酸钠占十二烷基硫酸钠和十八烷基磺基甜菜碱总摩尔量的的摩尔分数为0.25)于500ml烧杯中并加入200ml总矿化度为10550mg·L^-1，其中Ca²⁺576.58mg·L^-1和Mg²⁺240mg·L^-1的矿化水。在35°C下，利用德国IKA-WATERKE搅拌机在200转/分下搅拌20分钟至溶液混合均匀，放置60min。流变学测试表明获得了蠕虫状胶束体系，即下述2(1)配方的蠕虫状胶束体系。

在矿化水中加入质量分数为0.2%的聚环氧琥珀酸钠，按上述方法制得下述2(2)配方的体系，流变学测试表明形成了蠕虫状胶束体系。同样地，按照上述方法制得下述2(3)配方的体系，不同之处在于0.38质量%的总表面活性剂中十二烷基硫酸钠占十二烷基硫酸钠和十八烷基磺基甜菜碱总摩尔量的摩尔分数为0.40，并利用总矿化度为7910mg·L^-1，其中Ca²⁺浓度为320mg·L^-1，Mg²⁺浓度为130mg·L^-1的矿化水配制，流变学测试表明形成了蠕虫状胶束体系。

2.室内模拟驱油实验

(1)配方：上述十八烷基磺基甜菜碱/十二烷基硫酸钠，其中总表面活性剂浓度为0.38%，十二烷基硫酸钠的摩尔分数为0.25。

锦州油区原油密度0.935gcm^-3，粘度82mPa.s(50°C)；

配方在60°C下剪切速率为6s^-1时粘度31mPa.s，与锦州油区原油混合后的界面张力2.2×10^-2mN·m^-1(60°C)；

驱油模拟岩心基本数据：(实验温度为60°C)

岩心水测渗透率为118mD；

实验结果发现水驱采收率为41.9%，蠕虫状胶束驱可在水驱基础上进一步提高采收率为20.2%。

由此可见，本发明的蠕虫状胶束体系可大大提高采收率。此外，该采收率是在60°C下以0.38质量%的总表面活性剂浓度获得的。

(2)配方：上述十八烷基磺基甜菜碱/十二烷基硫酸钠和0.2质量%的聚环氧琥珀酸钠，其中总表面活性剂浓度为0.38%，十二烷基硫酸钠的摩尔分数为0.25。

锦州油区原油密度0.935g cm^-3，粘度82mPa.s(50°C)；

配方在60°C下剪切速率为6s^-1时粘度36mPa.s，与锦州油区原油界面张力9.5×10^-4mN·m^-1(60°C)；

驱油模拟岩心基本数据：(实验温度为60°C)

岩心水测渗透率为：109mD；

实验结果发现水驱采收率为39.2%，蠕虫状胶束驱可在水驱基础上进一步提高采收率为23.6%。

(3)配方：上述十八烷基磺基甜菜碱/十二烷基硫酸钠，其中总表面活性剂浓度为0.38%，十二烷基硫酸钠的摩尔分数为0.40。

锦州油区原油密度0.935gcm^-3，粘度82mPa.s(50°C)；

配方在60°C下剪切速率为6s^-1时粘度36mPa.s，与锦州油区原油混合后的界面张力5.1×10^-2mN·m^-1(60°C)；

驱油模拟岩心基本数据：(实验温度为60°C)

岩心水测渗透率为198mD；

实验结果发现水驱采收率为47.8%，蠕虫状胶束驱可在水驱基础上进一步提高采收率为21.9%。

由此可见，本发明的蠕虫状胶束体系可大大提高采收率。此外，应注意的是该采收率是在60°C下以0.38质量%的总表面活性剂浓度获得的。另一方面，添加助剂聚环氧琥珀酸钠后，可提高粘度以及显著降低与原油混合后的界面张力(降低约2个数量级)。

实施例3：

以与实施例1中配方2(1)相同的方式制备十六烷基磺基甜菜碱/十烷基硫酸钠蠕虫状胶束体系，不同之处仅在于使用十烷基硫酸钠代替十二烷基硫酸钠。

发现该配方在60°C下剪切速率为6s^-1时粘度为30.8mPa.s，与锦州油区原油混合后的界面张力8.0×10^-2mN·m^-1(60°C)；

驱油模拟岩心基本数据：(实验温度为60°C)

岩心水测渗透率为168mD；

实验结果发现水驱采收率为48.8%，蠕虫状胶束驱可在水驱基础上进一步提高采收率为25.1%。

实施例4：

以与实施例1中配方2(1)相同的方式制备十六烷基磺基甜菜碱/十四烷基硫酸钠蠕虫状胶束体系，不同之处仅在于使用十四烷基硫酸钠代替十二烷基硫酸钠。

发现该配方在60°C下剪切速率为6s^-1时粘度44.9mPa.s，与锦州油区原油混合后的界面张力3.2×10^-2mN·m^-1(60°C)；

驱油模拟岩心基本数据：(实验温度为60°C)

岩心水测渗透率为210mD；

实验结果发现水驱采收率为43.6%，蠕虫状胶束驱可在水驱基础上进一步提高采收率为26.9%。

对比实施例1

在25°C下，配制文献1中所述的蠕虫状胶束体系，即摩尔比为0.53的十二烷基硫酸钠/十四烷基磺基甜菜碱。在60°C，以与实施例2的2(1)中相同的方式进行模拟驱油，发现在总表面活性剂质量浓度为2.1%下，在剪切速率为6s^-1时粘度为7.6mPa.s，与锦州油区原油界面张力7.6×10^-2mN·m^-1(60°C)获得如下结果：水驱采收率为41.6%；蠕虫状胶束驱提高采收率为9.6%。

由上述实施例可以看出，文献1中的蠕虫状胶束体系在60°C下，其表面活性剂总浓度为2.1%，远远大于本发明的表面活性剂总浓度；其次，其提高采收率为9.6%。因此，文献1中的表面活性剂使用成本高，不利于工业应用。

其次，与本发明实施例相比，文献1中的蠕虫状胶束体系在60°C下，即使在2.1%的总表面活性剂质量浓度下，其粘度也仅为7.6mPa.s；而本发明蠕虫状胶束体系的粘度远远高于文献1的粘度。这说明与文献1的蠕虫状胶束体系相比，本发明蠕虫状胶束体系的增粘效果更显著。考虑到本发明体系与文献1组成结构相似性，该有利结果是尤其是本领域技术人员所无法预料得到的。

最后，本发明蠕虫状胶束体系能将原油界面张力降低至与文献1的蠕虫状胶束体系相当的水平，甚至显著更低的水平。此时，应考虑对比实施例1中表面张力值是在2.1%的总表面活性剂浓度下获得的，而本发明实施例中的表面张力值是在低得多的总表面活性剂浓度下获得的。考虑到本发明体系与文献1组成结构相似性，该有利结果是尤其是本领域技术人员所无法预料得到的。

通过以上具体实施实例的实验数据可以看出，所制备的耐盐蠕虫状胶束可在水驱基础上提高采收率19-29%，说明所制备的蠕虫状胶束体系由于具有流度控制和降低油水界面张力的双重作用，从而提高波及系数和洗油效率，可以达到由聚合物、表面活性剂和碱构成的三元复合体系的驱油效果。而且，相对于文献1，本发明的蠕虫状胶束体系的表面活性剂用量大大降低，这对工业应用而言是极其有利的；更有利的是，相对于文献1，本发明耐盐蠕虫状胶束的采收率提高率远高于文献1的提高率。考虑到本发明体系与文献1组成结构相似性，该有利结果是尤其是本领域技术人员所无法预料得到的。

Claims (9)

1.一种蠕虫状胶束体系，其包含烷基磺基甜菜碱、烷基硫酸钠表面活性剂以及任选的助剂，其中所述烷基磺基甜菜碱选自十六烷基磺基甜菜碱、十八烷基磺基甜菜碱或其组合，所述烷基硫酸钠选自十烷基硫酸钠、十二烷基硫酸钠、十四烷基硫酸钠或其组合。

2.根据权利要求1的蠕虫状胶束体系，其中所述助剂选自聚环氧基琥珀酸钠、聚天冬氨酸钠、羟基乙叉二膦酸四钠、氨基三甲叉膦酸五钠、乙二胺四甲叉膦酸五钠、二亚乙基三胺五甲叉膦酸五钠或其组合。

3.根据权利要求1或2的蠕虫状胶束体系，其中烷基硫酸钠占烷基硫酸钠和烷基磺基甜菜碱总摩尔量的摩尔分数为0.2-0.6，优选为0.2-0.4，更优选为0.2-0.3。

4.根据权利要求1-3中任一项的蠕虫状胶束体系，其中助剂的用量为0.0-0.5质量%，优选为0.15-0.35质量%，基于所述蠕虫状胶束体系的总质量。

5.根据权利要求1-4中任一项的蠕虫状胶束体系，其中所述体系的连续相为矿化水。

6.根据权利要求5的蠕虫状胶束体系，其中所述矿化水的总矿化度为5000-20000mg/L，其中Ca²⁺和Mg²⁺总浓度为200-3500mg/L。

7.一种制备根据权利要求1-6中任一项的蠕虫状胶束的方法，其包括将所述烷基磺基甜菜碱、烷基硫酸钠和任选的助剂溶于矿化水中并混合。

8.根据权利要求7的方法，其中混合温度为15-70°C，优选35-65°C。

9.根据权利要求1-6中任一项的蠕虫状胶束体系在驱油中的用途。

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