CN103642481B - 耐温耐盐型低界面张力泡沫驱油剂及其制备方法 - Google Patents

耐温耐盐型低界面张力泡沫驱油剂及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种耐温耐盐型低界面张力泡沫驱油剂及其制备方法，其特征在于各组分的重量百分比为：两性离子表面活性剂：0.3-0.42%；非离子表面活性剂：0.06-0.08%；稳泡剂：0.08-0.25%；矿化水：余量；制备方法是在常温下，将两性离子表面活性剂、非离子表面活性剂按比例加入到反应釜中，于150r/min的搅拌速度下，按比例加入稳泡剂和部分矿化水，直至完全溶解，然后再加入剩余的矿化水，于150r/min的搅拌速度下搅拌均匀即制得。本发明的低界面张力泡沫驱油剂，其起泡性能和稳泡性能好、界面活性高，具有原料廉价易得，制备工艺简单、泡沫综合性能好的特点。

Description

耐温耐盐型低界面张力泡沫驱油剂及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种耐温耐盐型低界面张力泡沫驱油剂及其制备方法，属三次采油用化学驱油剂应用技术领域。
背景技术：
目前，由于国内大部分油田的二次采油已进入高含水期，三次采油技术越来越受到人们的重视，虽先后采用了聚合物驱、二元复合驱或三元复合驱等技术，但是驱油效率仍然有限，油藏原油的采收率有待进一步提高。聚合物驱不能大幅度降低原油/水间的界面张力，而三元复合驱虽可以降低油水界面张力，但是碱的加入对地层伤害大，且容易引起结垢从而影响油井生产；且聚合物驱后再实施表面活性剂/聚合物二元复合驱，效果欠佳。
泡沫流体具有“堵大孔不堵小孔，堵水不堵油”的特点，既能扩大低渗透率地层的波及体积，达到高低渗透率地层同时推进的效果，又能很好的控制水油流度比。另外，泡沫流体中含有一定浓度的表面活性剂溶液，可有效降低油水界面张力和改善岩石孔隙表面润湿性，降低毛管作用力，可有效提高洗油效率，降低地层残余油饱和度。因此泡沫驱有望成为进一步提高采收率的有效的后续接替技术。
作为一门技术，最初泡沫驱只是简单的气加活性剂水溶液，后来发展为复合泡沫驱油技术。
专利CN101314710A公开了一种功能聚合物和发泡剂混合配制的调驱剂、驱油体系和驱油方法，然而并未涉及低界面张力性能。专利CN102020981A公开了一种氟碳表面活性剂的合成与泡沫体系的制备，然而其合成步骤繁琐，成本高，同样也未涉及降低油水界面张力。专利CN102086389A将阴离子与两性离子复配，再加入有机溶剂及稳定剂形成的泡沫驱油体系，该配方虽具有良好的泡沫性能和超低界面张力，但这种复配体系加药量大(>5%)，成本高；含有机溶剂，影响施工安全及环保。
要进一步提高泡沫驱提高采收率的效果，不仅要求所选择的泡沫剂配方具有良好的起泡、稳泡性能，良好的经济性，而且应具有大幅降低油水界面张力的能力。在一定浓度下，低界面张力与泡沫稳定是彼此矛盾的，是目前泡沫驱体系发展的难点。
本发明主要通过优选价廉起泡剂、稳泡剂等原料，协调泡沫体系低界面张力与稳定性的矛盾，研制一种耐温耐盐型低界面张力泡沫驱油剂。该泡沫驱油剂泡沫性能优良，稳定时间长，与地层水配伍性好，能有效降低油水界面张力，价廉，制备简单，可满足较高温度及矿化度油藏水驱、聚合物驱及表面活性剂/聚合物驱后提高采收率的需要。
发明内容：
为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种耐温耐盐型低界面张力泡沫驱油剂及其制备方法，其起泡性能和稳泡性能好、界面活性高，具有原料廉价易得，制备工艺简单、泡沫综合性能好的特点。
本发明是通过如下技术方案来实现上述目的的。
本发明所提供的耐温耐盐型低界面张力泡沫驱油剂，其组成为两性离子表面活性剂、非离子表面活性剂、稳泡剂、矿化水，其中各组分的重量百分比为：
两性离子表面活性剂0.3--0.42%；
非离子表面活性剂0.06--0.08%；
稳泡剂0.08--0.25%；
矿化水余量；
所述的两性离子表面活性剂为椰油酰胺丙基甜菜碱、十四烷基二甲基甜菜碱、十四烷基羟基磺丙基甜菜碱、十四烷基磺乙基甜菜碱中的一种或一种以上的混合物；
所述的非离子表面活性剂为椰油脂肪酸二乙酰胺、月桂酸二乙酰胺中的一种或一种以上的混合物；
所述的稳泡剂为羧甲基纤维素钠、部分水解聚丙烯酰胺中的一种或一种以上的混合物；
所述的羧甲基纤维素钠，其取代度为0.2-0.95；
所述的部分水解聚丙烯酰胺，其水解度为20-30%，分子量为600-1800道尔顿；
所述的矿化水为氯化钠、无水氯化钙和无水硫酸镁的混合水溶液；其配置方法为：在10L蒸馏水中加入270g氯化钠、12.5g无水氯化钙、27.5g无水硫酸镁，然后搅拌均匀即得矿化水；或在10L蒸馏水中加入180g氯化钠、8.3g无水氯化钙、18.3g无水硫酸镁，然后搅拌均匀即得矿化水。
本发明所提供的一种耐温耐盐型低界面张力泡沫驱油剂的制备方法是在常温下，将两性离子表面活性剂、非离子表面活性剂按比例加入到反应釜中，于150r/min的搅拌速度下，按比例加入稳泡剂和部分矿化水，直至完全溶解，然后再加入剩余的矿化水，于150r/min的搅拌速度下搅拌均匀，即制得本发明的低界面张力泡沫驱油剂。
本发明与现有的技术相比具有如下有益效果：
1、本发明所采用的化合物均为工业化生产的精细化学品，原料易得，生产成本低。
2、本发明的泡沫驱油剂中无碱，从而降低了碱对地层带来的伤害，有利于油田的可持续开采。
3、本发明的泡沫驱油剂所生成的泡沫在温度为45－85℃条件下，泡沫综合指数可以达到10000mL·min以上，达到了中强泡沫强度。
4、本发明的泡沫驱油剂在温度为45－85℃、矿化度为5000－30000mg/L、钙镁含量为100－1000mg/L的条件下，可有效降低油水界面张力至10-3mN/m数量级。
具体实施方式：
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明：
实施例1：
原料：椰油酰胺丙基甜菜碱32.6g，椰油脂肪酸二乙酰胺6.8g，羧甲基纤维素钠13g，氯化钠270g，无水氯化钙12.5g，无水硫酸镁27.5g，蒸馏水10000g。
制备步骤：
（1）在10L蒸馏水中加入270g氯化钠，12.5g无水氯化钙，27.5g无水硫酸镁，充分溶解搅拌均匀即得矿化水。
（2）在常温下，将椰油酰胺丙基甜菜碱、椰油脂肪酸二乙酰胺加入到反应釜中，于150r/min的搅拌速度下，将羧甲基纤维素钠和部分矿化水加入到反应釜中，直至完全溶解；随后加入剩余的矿化水，于150r/min的搅拌速度下搅拌均匀，即制得本发明的低界面张力泡沫驱油剂A。
（3）在温度70℃，矿化度30000mg/L、钙镁1000mg/L的条件下，使用Ross-Mills泡沫测量仪，测得泡沫驱油剂A的起泡体积为590ml，泡沫半衰期为25min，泡沫综合指数为11062.5ml·min，达到中强泡沫强度。采用TX-500C旋转滴界面张力仪在70℃，转速为5100转/分条件下，测得最低界面张力达到4.1×10-3mN/m。
实施例2：
原料：十四烷基二甲基甜菜碱32.5g，椰油脂肪酸二乙酰胺6.4g，羧甲基纤维素钠15g，无水氯化钙8.3g，氯化钠180g，无水硫酸镁18.3，蒸馏水10000g。
制备步骤：
（1）在10L蒸馏水中加入180g氯化钠，8.3g无水氯化钙，18.3g无水硫酸镁，充分溶解搅拌均匀即得矿化水。
（2）在常温下，将十四烷基二甲基甜菜碱，椰油脂肪酸二乙酰胺胺加入到反应釜中，于150r/min的搅拌速度下，将羧甲基纤维素钠和部分矿化水加入到反应釜中，直至完全溶解；随后加入剩余的矿化水，于150r/min的搅拌速度下均匀，即制得本发明的低界面张力泡沫驱油剂B。
（3）在温度60℃，矿化度20000mg/L、钙镁800mg/L的条件下，使用Ross-Mills泡沫测量仪，测得泡沫驱油剂B起泡体积为550ml，泡沫半衰期为30min，泡沫综合指数为12375ml·min，达到中强泡沫强度。采用TX-500C旋转滴界面张力仪在60℃，转速为5100转/分条件下，测得最低界面张力达到5.2×10-3mN/m。
实施例3：
原料：十四烷基羟基磺丙基甜菜碱34.7g，椰油脂肪酸二乙酰胺6.3g，羧甲基纤维素钠15g，无水氯化钙12.5g，氯化钠270g，无水硫酸镁27.5，蒸馏水10000g。
制备步骤：
（1）在10L蒸馏水中加入270g氯化钠，12.5g无水氯化钙，27.5g无水硫酸镁，充分溶解搅拌均匀即得矿化水。
（2）在常温下，将十四烷基羟基磺丙基甜菜碱，椰油脂肪酸二乙酰胺加入到反应釜中，于150r/min的搅拌速度下，将羧甲基纤维素钠和部分矿化水加入到反应釜，直至完全溶解；随后加入剩余的矿化水，于150r/min的搅拌速度下搅拌均匀，即制得本发明的低界面张力泡沫驱油剂C。
（3）在温度80℃，矿化度30000mg/L、钙镁1000mg/L的条件下，使用Ross-Mills泡沫测量仪，测得得泡沫驱油剂C起泡体积为570ml，泡沫半衰期为26min，泡沫综合指数为11115ml·min，达到中强泡沫强度。采用TX-500C旋转滴界面张力仪在80℃，转速为5100转/分条件下，测得最低界面张力达到5.6×10-3mN/m。
实施例4：
原料：十四烷基磺乙基甜菜碱33.5g，月桂酸二乙酰胺7.1g，部分水解聚丙烯酰胺17g，无水氯化钙8.3g，氯化钠180g，无水硫酸镁18.3g，蒸馏水10000g。
制备步骤：
（1）在10L蒸馏水中加入180g氯化钠，8.3g无水氯化钙，18.3g无水硫酸镁，充分溶解搅拌均匀即得矿化水。
（2）在常温下，将十四烷基磺乙基甜菜碱，月桂酸二乙酰胺加入到反应釜中，于150r/min的搅拌速度下，将部分水解聚丙烯酰胺和部分矿化水加入到反应釜中，直至完全溶解；随后加入剩余的矿化水，于150r/min的搅拌速度下搅拌均匀，即制得本发明的低界面张力泡沫驱油剂D。
（3）在温度60℃，矿化度20000mg/L、钙镁800mg/L的条件下，使用Ross-Mills泡沫测量仪，测得泡沫驱油剂D起泡体积为510ml，泡沫半衰期为40min，泡沫综合指数为14800ml·min，达到中强泡沫强度。采用TX-500C旋转滴界面张力仪在60℃，转速为5100转/分条件下，测得最低界面张力达到6.7×10-3mN/m。

Claims (4)

1.一种耐温耐盐型低界面张力泡沫驱油剂，其特征在于其组成为两性离子表面活性剂、非离子表面活性剂、稳泡剂、矿化水，其中各组分的重量百分比为：
所述的两性离子表面活性剂为椰油酰胺丙基甜菜碱、十四烷基二甲基甜菜碱、十四烷基羟基磺丙基甜菜碱、十四烷基磺乙基甜菜碱中的一种或一种以上的混合物；
所述的非离子表面活性剂为椰油脂肪酸二乙酰胺、月桂酸二乙酰胺中的一种或一种以上的混合物；
所述的稳泡剂为羧甲基纤维素钠、部分水解聚丙烯酰胺中的一种或一种以上的混合物。
2.根据权利要求1所述的耐温耐盐型低界面张力泡沫驱油剂，其特征在于所述的羧甲基纤维素钠，其取代度为0.2-0.95；所述的部分水解聚丙烯酰胺，其水解度为20-30％，分子量为600-1800道尔顿。
3.根据权利要求1所述的耐温耐盐型低界面张力泡沫驱油剂，其特征在于所述的矿化水为氯化钠、无水氯化钙和无水硫酸镁的混合水溶液；其配置方法为：在10L蒸馏水中加入270g氯化钠、12.5g无水氯化钙、27.5g无水硫酸镁，然后搅拌均匀即得矿化水；或在10L蒸馏水中加入180g氯化钠、8.3g无水氯化钙、18.3g无水硫酸镁，然后搅拌均匀即得矿化水。
4.如权利要求1所述的耐温耐盐型低界面张力泡沫驱油剂的制备方法，其特征在于是在常温下，将两性离子表面活性剂、非离子表面活性剂按比例加入到反应釜中，于150r/min的搅拌速度下，按比例加入稳泡剂和部分矿化水，直至完全溶解，然后再加入剩余的矿化水，于150r/min的搅拌速度下搅拌均匀，即制得低界面张力泡沫驱油剂。
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