CN103820095A - 羟磺基甜菜碱粘弹表面活性剂及其在三次采油中的应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种羟磺基甜菜碱粘弹表面活性剂及其在三次采油中的应用。该羟磺基甜菜碱粘弹表面活性剂为以下化合物中的两种以上的组合：本发明还提供了上述羟磺基甜菜碱粘弹表面活性剂在三次采油中的应用。在油藏条件下，本发明所提供的表面活性剂配制成的低浓度体系均可达到10-3mN/m的超低界面张力，且具有较高的粘度和驱油效率。多种磺基甜菜碱复配体系的性能要优于单独的磺基甜菜碱，其界面性能更好、粘度更高、粘弹性更好、驱油效率更高。
Description
技术领域
本发明涉及一种羟磺基甜菜碱粘弹表面活性剂及其在三次采油中的应用，属于石油开采技术领域。
背景技术
低渗透油田对原油产量的持续稳定增长，发挥了不可替代的作用。目前，随着低渗透油藏所占储量不断增长，亟需发展大幅度提高采收率的接替技术。化学驱技术是提高低渗透油藏采收率的重要技术手段。解决化学剂注入性与提高采收率效果难以兼得这一瓶颈的关键技术，是研制分子量低、注入性好，兼具扩大波及体积及提高洗油效率的单一驱油剂。
粘弹性驱油剂是指低分子量且具有特殊结构的表面活性剂。这类表面活性剂随着浓度的增加，单体分子可以通过分子间的物理交联作用，自聚形成三维网状结构，呈现出较强的粘弹性。目前，文献报道的粘弹性表面活性剂体系主要是指由长链烷基季胺盐和长链烷基卤化吡啶与卤化物、硝酸盐及有机盐（如水杨酸钠、对甲基苯磺酸盐）等按一定比例混合形成的溶液，这些体系在相当低的浓度下就具有很高的粘度和显著的弹性。在阴阳离子表面活性剂复配体系中，由于阴阳离子表面活性剂相互作为反离子因而结合更为强烈，更易形成棒状胶束。近来广受关注的新型离子表面活性剂为孪连表面活性剂，其分子中同时含有两个疏水长链、两个亲水离子头基和一个桥连基团阳离子型，浓度很低时也能形成粘弹性溶液。
粘弹性表面活性剂在水中形成的蠕虫状的胶束，有高表面活性、高粘度等特征，且具有表面活性剂以及聚合物性质，在油气的开采方面是理想的压裂、酸化剂，特别在低渗地层无伤害的压裂方面，已取得了实际的应用效果。但是在三次采油中作为驱油剂研究还较少。综上所述，为了满足低渗透油藏开发的技术要求，研制一种新的粘弹性驱油剂是本领域亟待解决的问题之一。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种含酰胺基团的羟磺基甜菜碱粘弹性表面活性剂，该表面活性剂具有良好的增粘效果，既可以提高波及体积，同时又能够降低界面张力，从而提高采收率。
为达到上述目的，本发明提供了一种羟磺基甜菜碱粘弹表面活性剂，其为以下化合物中的两种以上的组合：
根据本发明的具体实施方案，优选地，该羟磺基甜菜碱粘弹表面活性剂为以下化合物的组合：
根据本发明的具体实施方案，优选地，在式1所示的化合物与式3所示的化合物的组合中，式1所示的化合物与式3所示的化合物的质量比为9:1至1:9；更优选地，式1所示的化合物与式3所示的化合物的质量比为6：4。
本发明所提供的羟磺基甜菜碱粘弹表面活性剂可以是先制备得到式1、式2、式3的化合物，然后再将按比例进行混合制备的：
（1）使不饱和脂肪酸与N,N-二甲基-1,3-丙二胺按照1:1-1:1.1的摩尔比发生缩合反应制备得到叔胺：
（2）使叔胺与羟丙磺酸钠按照1:1-1:1.1的摩尔比进行季胺化反应得到羟磺基甜菜碱粘弹表面活性剂：
三个化合物合成步骤如下：
式1、C18羟磺基甜菜碱：
式2、C20羟磺基甜菜碱：
式3、C22羟磺基甜菜碱：
本发明还提供了上述羟磺基甜菜碱粘弹表面活性剂在三次采油中的应用。
在应用时，优选地，上述羟磺基甜菜碱粘弹表面活性剂是配制成浓度为0.1wt%到1.0wt%的驱油剂溶液用于驱油作业。
本发明还提供了一种复合型表面活性剂组合物，其包括上述羟磺基甜菜碱粘弹表面活性剂和芳基烷基醇聚氧乙烯醚类化合物，二者的质量比为10：0-2：8，优选为9：1-2：8，更优选为9：1-6：4；
所述芳基烷基醇聚氧乙烯醚类化合物包括式4所示的化合物中的一种或几种的组合：
其中，R为二甲苯基；x、y分别为选自0-15的整数，且x+y=15；n为选自5-20的整数。
上述复合型表面活性剂组合物中的羟磺基甜菜碱粘弹表面活性剂和芳基烷基醇聚氧乙烯醚类化合物可以事先并不混合在一起，待制备溶液时再进行混合，例如：先将二者混合在一起，然后制成预定浓度的溶液，也可以先将羟磺基甜菜碱粘弹表面活性剂制成预定浓度的溶液，然后加入芳基烷基醇聚氧乙烯醚类化合物。
在上述复合型表面活性剂组合物中，优选地，所述芳基烷基醇聚氧乙烯醚类化合物包括下列化合物中的一种或几种的组合：
在上述复合型表面活性剂组合物中，优选地，所述羟磺基甜菜碱粘弹表面活性剂和芳基烷基醇聚氧乙烯醚类化合物的质量比为8：2；
其中，所述羟磺基甜菜碱粘弹表面活性剂为式1所示的化合物与式3所示的化合物的组合：
在所述羟磺基甜菜碱粘弹表面活性剂中，式1所示的化合物与式3所示的化合物的质量比为6：4；
所述芳基烷基醇聚氧乙烯醚类化合物为式7所示的化合物：
本发明还提供了上述复合型表面活性剂组合物在三次采油中的应用；优选地，所述复合型表面活性剂组合物是配制成浓度为0.1wt%到1.0wt%的驱油剂溶液用于驱油作业。
在油藏条件下，本发明所提供的羟磺基甜菜碱粘弹表面活性剂配制成的低浓度溶液均可达到10-3mN/m的超低界面张力，且具有较高的粘度和驱油效率。并且，多种羟磺基甜菜碱复配体系制成的溶液的性能要优于单独的羟磺基甜菜碱，其界面性能更好、粘度更高、粘弹性更好。
本发明所提供的复合型表面活性剂组合物是羟磺基甜菜碱粘弹表面活性剂和芳基烷基醇聚氧乙烯醚类化合物，通过二者的复配，在保持较好的界面性能、粘度、粘弹性的情况下，还可以具有良好的耐温性能。
附图说明
图1为单一含酰胺基团的羟磺基甜菜碱及复配体系制成的溶液的抗吸附测试结果；
图2为C18羟磺基甜菜碱制成的溶液的粘弹性测试结果；
图3为C18羟磺基甜菜碱与C22羟磺基甜菜碱按照6:4的质量比复合的复配体系制成的溶液的粘弹性测试结果；
图4为羟磺基甜菜碱(C18:C22=6:4)与EB15EO按照8:2的质量比复合的复配体系制成的溶液的粘弹性测试结果；
图5为多种含酰胺基团的羟磺基甜菜碱的复配体系制成的溶液的抗剪切结果。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，现对本发明的技术方案进行以下详细说明，但不能理解为对本发明的可实施范围的限定。
实施例1粘度测试
采用长庆油田马岭北三区地层水（矿化度24270ppm），配置不同浓度的单一含酰胺基团的羟磺基甜菜碱的溶液和多种含酰胺基团的羟磺基甜菜碱的复配体系的溶液，并进行粘度测试。
粘度测试采用美国Brookfield LVDVII旋转粘度计，0#转子，转速为6rpm，测试温度为50℃。
单一含酰胺基团的羟磺基甜菜碱的溶液的实验结果如表1所示，浓度为0.3wt%的C18羟磺基甜菜碱和C22羟磺基甜菜碱的复配体系的溶液的粘度测试结果如表2所示，不同碳链长度羟磺基甜菜碱按照6：4的质量比复合的复配体系制成的不同浓度的溶液的粘度实验结果如表3所示，单位均为mPa·s。
表1单一含酰胺基团的羟磺基甜菜碱的溶液的粘度测试结果
| 粘弹表面活性剂 | 0.025wt% | 0.05wt% | 0.1wt% | 0.2wt% | 0.3wt% | 0.5wt% |
| C18羟磺基甜菜碱 | 2.3 | 4.9 | 11.5 | 22.1 | 36.9 | 53.7 |
| C20羟磺基甜菜碱 | 1.9 | 4.5 | 10.3 | 20.7 | 35.1 | 42.3 |
| C22羟磺基甜菜碱 | 1.5 | 3.7 | 8.9 | 15.8 | 23.5 | 40.8 |
表2C18/C22羟磺基甜菜碱的复配体系的溶液的粘度测试结果
| C18羟磺基甜菜碱:C22羟磺基甜菜碱 | 粘度，mPa·s |
| 10：0 | 36.9 |
| 9：1 | 38.2 |
| 8：2 | 40.5 |
| 7：3 | 41.6 |
| 6：4 | 43.1 |
| 5：5 | 42.4 |
| 4：6 | 39.7 |
| 3：7 | 35.1 |
| 2：8 | 30.4 |
| 1：9 | 26.9 |
| 0：10 | 23.5 |
表3不同碳链长度的磺基甜菜碱的复配体系的溶液的粘度测试结果
| 粘弹表面活性剂 | 0.025wt% | 0.05wt% | 0.1wt% | 0.2wt% | 0.3wt% | 0.5wt% |
| C18:C22=6:4 | 2.5 | 5.3 | 12.2 | 23.8 | 43.1 | 59.5 |
| C18:C20=6:4 | 2.2 | 5.0 | 11.7 | 22.6 | 38.4 | 54.8 |
| C20:C22=6:4 | 1.8 | 4.7 | 10.8 | 21.3 | 35.9 | 44.2 |
从测试结果可以看出，不同碳链长度羟磺基甜菜碱复配体系制成的溶液的表观粘度随着表面活性剂浓度的增加而逐渐提高；浓度相同时，不同碳链长度羟磺基甜菜碱复配体系制成的溶液粘度要比单一含酰胺基团的羟磺基甜菜碱的溶液的表观粘度高，这是由于碳链长度不同的甜菜碱表面活性剂更易形成胶束从而使体系粘度上升。对于浓度为0.3wt%的C18/C22羟磺基甜菜碱复配体系的溶液，当C18羟磺基甜菜碱和C22羟磺基甜菜碱的质量比为6:4时，复配体系溶液的粘度最大。不同碳链长度磺基甜菜碱的复配体系溶液的粘度测试结果表明，浓度相同时C18/C22羟磺基甜菜碱复配体系制成的溶液的粘度最高。
当浓度为0.3wt%时，多种含酰胺基团的羟磺基甜菜碱的复配体系的制成溶液的表观粘度可以达到23.5-43.1mPa·s，远大于地层原油的粘度（5mPa·s），说明多种含酰胺基的羟磺基甜菜碱复配得到的表面活性剂均可以作为复合驱油体系，其与碱/表面活性剂/聚合物（ASP）或者表面活性剂/聚合物（SP）的复合驱油体系一样，具备较好的扩大波及体积能力，也说明本发明的多种含酰胺基的羟磺基甜菜碱复配得到的表面活性剂可以替代聚合物作为驱油体系中的流度控制剂。
实施例2界面性能研究
本实施例对不同组成的表面活性剂进行了油水界面性能研究，上述表面活性剂为单一的含酰胺基团的羟磺基甜菜碱或者多种含酰胺基团的羟磺基甜菜碱的复配体系，分别称为单一体系表面活性剂和复配体系表面活性剂。
采用长庆油田马岭北三区地层水，配置不同浓度的单一体系表面活性剂的溶液和复配体系表面活性剂的溶液。
利用TX500C界面张力测定仪采用旋转滴法测试上述溶液的界面张力，测试温度为50℃，转速为5000rpm。
单一体系表面活性剂的溶液的界面张力测试结果如表4所示，浓度为0.3wt%的C18羟磺基甜菜碱和C22羟磺基甜菜碱的复配体系的溶液的界面张力测试结果如表5所示，复配体系表面活性剂的溶液的界面张力测试结果如表6所示，单位为mN/m。
对比复配体系和单一体系表面活性剂的界面性能，浓度相同时，复配体系表面活性剂制成的溶液要比单一体系表面活性剂制成的溶液的界面张力低，界面性能更好；表5中给出了C18羟磺基甜菜碱和C22羟磺基甜菜碱不同比例的界面性能，当C18羟磺基甜菜碱和C22羟磺基甜菜碱按照6:4的质量比进行复配时，复配体系制成的溶液的界面性能最佳。从表6可以看出，不同碳链长度磺基甜菜碱的复配体系的溶液中，浓度相同时羟磺基甜菜碱复配体系C18:C22=6:4的界面张力最低、界面性能最好。
表4单一体系表面活性剂的溶液的界面张力测试结果
| 粘弹表面活性剂 | 0.025wt% | 0.05wt% | 0.1wt% | 0.2wt% | 0.3wt% | 0.5wt% |
| C18羟磺基甜菜碱 | 1.23×10-2 | 9.57×10-3 | 8.35×10-3 | 7.49×10-3 | 6.14×10-3 | 6.33×10-3 |
| C20羟磺基甜菜碱 | 9.49×10-3 | 8.29×10-3 | 7.54×10-3 | 6.02×10-3 | 4.15×10-3 | 6.15×10-3 |
| C22羟磺基甜菜碱 | 8.77×10-3 | 7.52×10-3 | 6.16×10-3 | 5.05×10-3 | 3.75×10-3 | 4.28×10-3 |
表5C18/C22羟磺基甜菜碱的复配体系的溶液的界面张力测试结果
| C18羟磺基甜菜碱:C22羟磺基甜菜碱 | 界面张力，mN/m |
| 10：0 | 6.14×10-3 |
| 9：1 | 5.81×10-3 |
| 8：2 | 4.71×10-3 |
| 7：3 | 3.08×10-3 |
| 6：4 | 1.02×10-3 |
| 5：5 | 1.35×10-3 |
| 4：6 | 1.94×10-3 |
| 3：7 | 2.37×10-3 |
| 2：8 | 3.18×10-3 |
| 1：9 | 3.51×10-3 |
| 0：10 | 3.75×10-3 |
表6不同碳链长度的磺基甜菜碱的复配体系的溶液的界面张力测试结果（mN/m）
| 粘弹表面活性剂 | 0.025wt% | 0.05wt% | 0.1wt% | 0.2wt% | 0.3wt% | 0.5wt% |
| C18:C22=6:4 | 4.76×10-3 | 3.84×10-3 | 3.13×10-3 | 2.24×10-3 | 1.02×10-3 | 3.15×10-3 |
| C18:C20=6:4 | 7.82×10-3 | 6.51×10-3 | 5.08×10-3 | 4.20×10-3 | 3.14×10-3 | 3.72×10-3 |
| C20:C22=6:4 | 5.43×10-3 | 4.73×10-3 | 3.75×10-3 | 3.37×10-3 | 2.59×10-3 | 4.19×10-3 |
实施例3
本实施例提供了一种复合型表面活性剂组合物，其包括C18:C22=6:4的羟磺基甜菜碱复配体系以及芳基烷基醇聚氧乙烯醚类化合物。
芳基烷基醇聚氧乙烯醚类化合物的结构式为：
在浓度为0.3wt%的含有羟磺基甜菜碱复配体系（C18:C22=6:4）的溶液中，按照羟磺基甜菜碱：芳基烷基醇聚氧乙烯醚类化合物=9:1的质量比添加芳基烷基醇聚氧乙烯醚类化合物，在50℃和80℃分别进行测试，不同体系的溶液的粘度结果如表7所示，不同体系的溶液的界面张力结果如表8所示。由表7和表8的内容可以看出，温度从50℃升至80℃后C18和C22的复配体系（未添加芳基烷基醇聚氧乙烯醚类表面活性剂）的溶液的粘度急剧下降，从43.1mPa·s降至6.8mPa·s，且界面张力明显上升；而添加了EB5EO、EB10EO、EB15EO、EB20EO的复配体系的溶液在80℃下的界面性能得以改善，且在50℃和80℃下，各个复配体系的溶液的粘度基本接近，耐温性得到大幅提高。因此，EB15EO为优选的添加剂，表9列出了在羟磺基甜菜碱复配体系（C18:C22=6:4）的溶液中添加不同质量比的EB15EO后在80℃条件下的粘度测试结果，可以看出二者的质量比为8:2时效果最佳。
表7添加不同表面活性剂的复配体系的溶液的粘度测试结果（mPa·s）
| 添加表面活性剂 | 50℃ | 80℃ |
| 无 | 43.1 | 6.8 |
| EB5EO | 44.8 | 41.6 |
| EB10EO | 45.5 | 43.7 |
| EB15EO | 47.9 | 46.3 |
| EB20EO | 46.7 | 44.2 |
表8添加不同表面活性剂的复配体系的溶液的界面张力测试结果（mN/m）
| 添加表面活性剂 | 50℃ | 80℃ |
| 无 | 1.02×10-3 | 8.46×10-3 |
| EB5EO | 5.52×10-3 | 6.48×10-3 |
| EB10EO | 4.48×10-3 | 5.42×10-3 |
| EB15EO | 3.68×10-3 | 4.08×10-3 |
| EB20EO | 5.05×10-3 | 5.74×10-3 |
表9添加不同质量比的EB15EO的溶液的粘度测试结果（80℃）
| (C18:C22=6:4):EB15EO | 粘度,mPa·s | IFT,mN/m |
| 10:0 | 6.8 | 8.46×10-3 |
| 9:1 | 46.3 | 4.08×10-3 |
| 8:2 | 49.2 | 2.94×10-3 |
| 7:3 | 47.4 | 4.72×10-3 |
| 6:4 | 43.9 | 5.46×10-3 |
| 5:5 | 38.4 | 6.31×10-3 |
| 4:6 | 31.8 | 7.62×10-3 |
| 3:7 | 24.5 | 8.41×10-3 |
| 2:8 | 17.4 | 9.78×10-3 |
| 1:9 | 12.3 | 5.26×10-2 |
实施例4抗吸附性能研究
本实施例对不同组成的表面活性剂进行了抗吸附性能研究，上述表面活性剂为单一的含酰胺基团的羟磺基甜菜碱、多种含酰胺基团的羟磺基甜菜碱的复配体系、添加EB15EO的多种含酰胺基团的羟磺基甜菜碱的复配体系。
采用长庆油田马岭北三区地层水，配置浓度为0.3wt%的单一体系表面活性剂的溶液和复配体系表面活性剂的溶液。按固液比1：9将配置好的表面活性剂的溶液和目标油田的天然油砂（60-100目）混合并加入到密封瓶中，在50℃的恒温水浴振荡器中以90rpm的转速震荡吸附6小时后，测试油水界面张力，余下的溶液继续按上述过程用新油砂吸附，如此重复8次。利用TX500C界面张力测定仪采用旋转滴法测试吸附后溶液的界面张力，测试温度为50℃，转速为5000rpm，结果如图1所示。
由图1可以看出，复配体系表面活性剂的溶液的抗吸附性能良好，吸附8次后体系油水界面张力还能达到超低，且体系抗吸附性能最优的为添加EB15EO的多种含酰胺基团的羟磺基甜菜碱的复配体系（(C18:C22=6:4):EB15EO=8:2）、其次为多种含酰胺基团的羟磺基甜菜碱的复配体系（C18羟磺基甜菜碱和C22羟磺基甜菜碱的质量比为6:4），复配体系表面活性剂要比单一体系的表面活性剂的抗吸附性能更好，添加EB15EO可以改善体系的抗吸附性能。
由上述结果可以看出，含酰胺基团羟磺基甜菜碱粘弹表面活性剂的复配体系抗吸附性能良好，吸附8次后体系油水界面张力还能达到超低，且复合甜菜碱表面活性剂要比单独酰胺基团羟磺基甜菜碱的抗吸附性能更好，添加EB15EO可以改善体系的抗吸附性能。
实施例5粘弹性研究
本实施例对不同组成的表面活性剂的粘弹性（弹性模量G’和粘性模量G”）进行了研究，上述表面活性剂为单一的含酰胺基团的羟磺基甜菜碱、多种含酰胺基团的羟磺基甜菜碱的复配体系、添加EB15EO的多种含酰胺基团的羟磺基甜菜碱的复配体系。
采用长庆油田马岭北三区地层水，配置浓度为0.3wt%的单一体系表面活性剂（C18羟磺基甜菜碱）的溶液、多种含酰胺基团的羟磺基甜菜碱的复配体系（C18羟磺基甜菜碱:C22羟磺基甜菜碱=6:4）的溶液、添加EB15EO的复配体系表面活性剂（(C18:C22=6:4):EB15EO=8:2）。
采用HAAKE MARS型流变仪对上述溶液的粘弹性进行测试，测试温度为50℃，结果图2、图3和图4所示。从结果可以看出，溶液表现出了明显的粘弹性能，呈现出Waxwell流体的特征。弹性模量G’和粘性模量G”越大，弹性模量G’和粘性模量G”交点的复数模量
越大，表明体系的粘弹性越好。因此，体系粘弹性最优的为添加EB15EO的多种含酰胺基团的羟磺基甜菜碱的复配体系（(C18:C22=6:4):EB15EO=8:2）、其次为多种含酰胺基团的羟磺基甜菜碱的复配体系（C18羟磺基甜菜碱和C22羟磺基甜菜碱的质量比为6:4），复配体系表面活性剂要比单一体系的表面活性剂（C18羟磺基甜菜碱）的粘弹性更好，添加EB15EO可以改善体系的粘弹性。
实施例6抗剪切性能研究
本实施例对含酰胺基团的羟磺基甜菜碱复配的羟磺基甜菜碱粘弹表面活性剂进行了抗剪切性能研究。该表面活性剂采用C18羟磺基甜菜碱和C22羟磺基甜菜碱按照6:4的质量比混合而成，采用长庆油田马岭北三区地层水配成浓度0.3wt%的溶液。
采用HAAKE MARS型流变仪测试上述溶液的抗剪切性能，测试温度为50℃，剪切速率范围为0-200转/分，溶液粘度随剪切速率变化如图5所示。
由图5可以看出，随着剪切速率增加，溶液的粘度下降，因此该表面活性剂的溶液更容易进入地层小孔道；在剪切速率由200转/分降至零的过程中，溶液的粘度随之恢复并比剪切之前略高，证明该溶液进入地层大孔道之后，粘度能够迅速恢复，并起到扩大波及体积的作用。该实验证明含酰胺基团羟磺基甜菜碱复配得到的羟磺基甜菜碱粘弹表面活性剂的抗剪切性能良好。
实施例7驱油效率测试
本实施例采用岩心驱油实验对不同组成的表面活性剂的驱油效率进行了测试，上述表面活性剂为单一体系表面活性剂（C18羟磺基甜菜碱）、多种含酰胺基团的羟磺基甜菜碱的复配体系（C18羟磺基甜菜碱和C22羟磺基甜菜碱的质量比为6:4）、添加EB15EO的多种含酰胺基团的羟磺基甜菜碱的复配体系（(C18:C22=6:4):EB15EO=8:2）。
岩心驱油实验按照“中华人民共和国石油天然气行业标准SY/T6424-2000复合驱油体系性能测试方法”进行，基本程序为：岩心抽空，饱和地层水—测水相渗透率—饱和原油造束缚水—水驱至含水98%—注入表面活性剂段塞（0.5PV）—后续转地层水驱至含水98%。
实验温度为50℃，采用渗透率为50mD的贝雷岩心。采用长庆油田马岭北三区地层水，配置浓度为0.3wt%的单一体系表面活性剂（C18羟磺基甜菜碱）的溶液、多种含酰胺基团的羟磺基甜菜碱的复配体系（C18羟磺基甜菜碱和C22羟磺基甜菜碱的质量比为6:4）的溶液、添加EB15EO的多种含酰胺基团的羟磺基甜菜碱的复配体系（(C18:C22=6:4):EB15EO=8:2）的溶液。
从实验结果可以看出，单一体系表面活性剂（C18羟磺基甜菜碱）在进行水驱后进一步提高采收率为16.3%，而多种含酰胺基团的羟磺基甜菜碱的复配体系（C18羟磺基甜菜碱和C22羟磺基甜菜碱的质量比为6:4）的溶液在进行水驱后提高采收率可达19.4%，添加EB15EO的多种含酰胺基团的羟磺基甜菜碱的复配体系（(C18:C22=6:4):EB15EO=8:2）的溶液在进行水驱后提高采收率可达21.8%。因此，采用本发明所提供的单一含酰胺基团的羟磺基甜菜碱的羟磺基甜菜碱粘弹表面活性剂和多种含酰胺基团的羟磺基甜菜碱的复配的羟磺基甜菜碱粘弹表面活性剂均具有较好的驱油效果，且羟磺基甜菜碱复配体系用于三次采油更有优势。
Claims (10)
1.一种羟磺基甜菜碱粘弹表面活性剂，其为以下化合物中的两种以上的组合：
2.根据权利要求1所述的羟磺基甜菜碱粘弹表面活性剂，其中，该羟磺基甜菜碱粘弹表面活性剂为以下化合物的组合：
3.根据权利要求2所述的羟磺基甜菜碱粘弹表面活性剂，其中，式1所示的化合物与式3所示的化合物的质量比为9:1到1:9。
4.根据权利要求3所述的羟磺基甜菜碱粘弹表面活性剂，其中，式1所示的化合物与式3所示的化合物的质量比为6：4。
5.一种复合型表面活性剂组合物，其包括权利要求1-4任一项所述的羟磺基甜菜碱粘弹表面活性剂和芳基烷基醇聚氧乙烯醚类化合物，二者的质量比为10：0-2：8，优选为9：1-2：8；
所述芳基烷基醇聚氧乙烯醚类化合物包括式4所示的化合物中的一种或几种的组合：
其中，R为二甲苯基；x、y分别为选自0-15的整数，且x+y=15；n为选自5-20的整数。
6.根据权利要求5所述的复合型表面活性剂组合物，其中，所述芳基烷基醇聚氧乙烯醚类化合物包括下列化合物中的一种或几种的组合：
7.根据权利要求5或6所述的复合型表面活性剂组合物，其中，所述羟磺基甜菜碱粘弹表面活性剂和芳基烷基醇聚氧乙烯醚类化合物的质量比为8：2；
其中，所述羟磺基甜菜碱粘弹表面活性剂为式1所示的化合物与式3所示的化合物的组合：
在所述羟磺基甜菜碱粘弹表面活性剂中，式1所示的化合物与式3所示的化合物的质量比为6：4；
所述芳基烷基醇聚氧乙烯醚类化合物为式7所示的化合物：
8.权利要求1-4任一项所述的羟磺基甜菜碱粘弹表面活性剂在三次采油中的应用。
9.根据权利要求8所述的应用，其中，所述羟磺基甜菜碱粘弹表面活性剂是配制成浓度为0.1wt%到1.0wt%的驱油剂溶液用于驱油作业。
10.权利要求5-7任一项所述的复合型表面活性剂组合物在三次采油中的应用；优选地，所述复合型表面活性剂组合物是配制成浓度为0.1wt%到1.0wt%的驱油剂溶液用于驱油作业。
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Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105863598A (zh) * | 2016-06-27 | 2016-08-17 | 烟台智本知识产权运营管理有限公司 | 一种低渗透稠油井增产的工艺 |
| CN105927200A (zh) * | 2016-06-27 | 2016-09-07 | 烟台智本知识产权运营管理有限公司 | 一种低渗透稠油井增产的方法 |
| CN106050209A (zh) * | 2016-06-27 | 2016-10-26 | 烟台智本知识产权运营管理有限公司 | 一种提高低渗透稠油井产量的方法 |
| CN107916098A (zh) * | 2016-10-08 | 2018-04-17 | 中国石油化工股份有限公司 | 驱油用黏弹性表面活性剂组合物及其制备方法和应用 |
| CN107916097A (zh) * | 2016-10-08 | 2018-04-17 | 中国石油化工股份有限公司 | 驱油用黏弹性甜菜碱表面活性剂组合物 |
| CN109810683A (zh) * | 2019-03-26 | 2019-05-28 | 黑龙江信维源化工有限公司 | 一种耐高温调驱组合物 |
| CN113292982A (zh) * | 2021-06-02 | 2021-08-24 | 中国石油大学(华东) | 一种粘弹性表面活性剂泡沫体系及其制备方法和应用 |
| CN115677542A (zh) * | 2021-12-16 | 2023-02-03 | 上海银聪新材料科技有限公司 | 一种高闪点型长碳链酰胺丙基羟基磺基甜菜碱的合成方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101812290A (zh) * | 2010-05-11 | 2010-08-25 | 陕西科技大学 | 一种酸性清洁压裂液及其制备方法 |
| US20120085534A1 (en) * | 2008-04-22 | 2012-04-12 | Rhodia Operations | Viscoelastic composition with improved stability |
| CN102851017A (zh) * | 2012-08-16 | 2013-01-02 | 四川西普化工股份有限公司 | 一种含芥酸甜菜碱的粘弹性清洁压裂液 |
| CN103502386A (zh) * | 2011-05-23 | 2014-01-08 | 阿克佐诺贝尔化学国际公司 | 增稠的粘弹性流体及其用途 |
-
2014
- 2014-01-26 CN CN201410037604.3A patent/CN103820095B/zh active Active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20120085534A1 (en) * | 2008-04-22 | 2012-04-12 | Rhodia Operations | Viscoelastic composition with improved stability |
| CN101812290A (zh) * | 2010-05-11 | 2010-08-25 | 陕西科技大学 | 一种酸性清洁压裂液及其制备方法 |
| CN103502386A (zh) * | 2011-05-23 | 2014-01-08 | 阿克佐诺贝尔化学国际公司 | 增稠的粘弹性流体及其用途 |
| CN102851017A (zh) * | 2012-08-16 | 2013-01-02 | 四川西普化工股份有限公司 | 一种含芥酸甜菜碱的粘弹性清洁压裂液 |
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105927200B (zh) * | 2016-06-27 | 2018-06-12 | 烟台智本知识产权运营管理有限公司 | 一种低渗透稠油井增产的方法 |
| CN105927200A (zh) * | 2016-06-27 | 2016-09-07 | 烟台智本知识产权运营管理有限公司 | 一种低渗透稠油井增产的方法 |
| CN106050209A (zh) * | 2016-06-27 | 2016-10-26 | 烟台智本知识产权运营管理有限公司 | 一种提高低渗透稠油井产量的方法 |
| CN105863598A (zh) * | 2016-06-27 | 2016-08-17 | 烟台智本知识产权运营管理有限公司 | 一种低渗透稠油井增产的工艺 |
| CN105863598B (zh) * | 2016-06-27 | 2018-04-17 | 烟台智本知识产权运营管理有限公司 | 一种低渗透稠油井增产的工艺 |
| CN106050209B (zh) * | 2016-06-27 | 2018-09-25 | 烟台智本知识产权运营管理有限公司 | 一种提高低渗透稠油井产量的方法 |
| CN107916098A (zh) * | 2016-10-08 | 2018-04-17 | 中国石油化工股份有限公司 | 驱油用黏弹性表面活性剂组合物及其制备方法和应用 |
| CN107916097A (zh) * | 2016-10-08 | 2018-04-17 | 中国石油化工股份有限公司 | 驱油用黏弹性甜菜碱表面活性剂组合物 |
| CN107916097B (zh) * | 2016-10-08 | 2020-08-07 | 中国石油化工股份有限公司 | 驱油用黏弹性甜菜碱表面活性剂组合物 |
| CN109810683A (zh) * | 2019-03-26 | 2019-05-28 | 黑龙江信维源化工有限公司 | 一种耐高温调驱组合物 |
| CN113292982A (zh) * | 2021-06-02 | 2021-08-24 | 中国石油大学(华东) | 一种粘弹性表面活性剂泡沫体系及其制备方法和应用 |
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| CN115677542A (zh) * | 2021-12-16 | 2023-02-03 | 上海银聪新材料科技有限公司 | 一种高闪点型长碳链酰胺丙基羟基磺基甜菜碱的合成方法 |
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| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
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| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |