CN104327819A - 含Gemini表面活性剂的三元复配表面活性剂及其应用 - Google Patents

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杨永超
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刘哲
王贺谊
田宗武
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Abstract

本发明提供一种表面活性剂-碱-表面活性剂组成的三元复合表面活性剂，特别是含四甲基乙二胺双烷基季铵盐型Gemini表面活性剂的三元复配表面活性剂-碱-表面活性剂组成的三元复合体系，属于表面活性剂复配技术领域。所述的三元复配表面活性剂，每100重量份的水中含有以下重量份的组分：碱0.01-0.05重量份；Gemini表面活性剂0.01-0.5重量份；非离子型表面活性剂0.008-0.05重量份。本发明的表面活性剂复配体系的表面活性剂用量少，操作简单，并且能够很大程度上的降低油-水界面张力，在低渗透或超低渗透的砂岩中具有良好驱油效果。

Description

含Gemini表面活性剂的三元复配表面活性剂及其应用
技术领域
本发明提供一种表面活性剂-碱-表面活性剂组成的三元复合表面活性剂，特别是含四甲基乙二胺双烷基季铵盐型Gemini表面活性剂的三元复配表面活性剂-碱-表面活性剂组成的三元复合体系，属于表面活性剂复配技术领域。
 
背景技术
Gemini表面活性剂的研究始于上世纪70年代，由于其具有多个亲水、亲油基团，使得这类表面活性剂相比于传统的表面活性剂具有很多特殊的性能：
    (1)具有比较低的CMC值，性能比普通表面活性剂更高效；
    (2)很强的复配性能，几乎可以和任何其他类型的表面活性剂复配，而且绝大多数两性离子型表面活性剂都有很好的增效作用，提高复配体系的性能；
    (3)很好的润湿性和发泡性，对带电物质表面良好的吸附性，而不产生憎水薄层；
表面活性剂驱油的研究始于上世纪三十年代,这一极具前途的化学驱油技术的提出，开创了能源开采的新篇章，现在已经有了一定的理论与实践基础。
目前比较公认的表面活性剂驱油机理是在于向水中加入表面活性剂及其复配物以后可以使油-水界面张力从20～30mN/m降到10-2～10-3mN/m以下，从而使得毛细管数增加，毛细管阻力大幅降低，油滴容易变形，大大降低了油滴在孔隙喉道中流动的阻力，从而大幅提高采收率。
发明内容
本发明的目的在于提供一种表面活性剂用量少，操作简单，能够与原油形成超低界面张力，在低渗透或超低渗透的砂岩中具有良好驱油效果，价格低廉的表面活性剂-碱-表面活性剂的含Gemini表面活性剂的三元复配表面活性剂及其应用。
为达到以上目的，本发明一方面提供了一种含Gemini表面活性剂的三元复配表面活性剂，每100重量份的水中含有以下重量份的组分：
碱                                     0.01-0.05重量份；
Gemini表面活性剂            0.01-0.5重量份；
非离子型表面活性剂          0.008-0.05重量份。
优选地，所述的Gemini表面活性剂的亲油基团为C原子数目为8-18之间的烷基长链。
更优选地，所述的Gemini表面活性剂的亲油基团为C原子数目为12-16之间的烷基长链。
或者进一步优选地，碱为NaOH、有机碱或它们的组合。
更进一步优选地，所述的碱为两种碱的组合，其质量比为1：0.5-2。
最优选地，两种成分的质量比为1：1。
或者进一步优选地，所述的非离子型表面活性剂为OP-10。
本发明另一方面还提供了上述含Gemini表面活性剂的三元复配表面活性剂在石油开采中的应用。
优选地，所述的开采为低或超低渗透砂岩中的三次采油。
更优选地，所述的石油为酸性高粘度的原油，酸值为大于11.5mgKOH/g,粘度大于0.8MPa·s。
本发明所述的Gemini表面活性剂是指含N,N,N’N’-四甲基乙二胺双长链烷基季铵盐型Gemini表面活性剂。
本发明所述的含Gemini表面活性剂的三元复配表面活性剂的制备方法为：分别称取原料物质按照比例进行混合，搅拌至溶解即可。
本发明的表面活性剂复配体系的表面活性剂用量少，操作简单，并且能够很大程度上的降低油-水界面张力，在低渗透或超低渗透的砂岩中具有良好驱油效果。
 
附图说明
图1是油/水界面张力测试中，当测试温度为45℃，测试转速为6000rpm时，注入油滴被不断拉伸的图片。
图2是测试中由于油/水界面张力不断减小，导致注入的测试油滴被拉断，分散成更小的油滴的图片。
图3是实验室真实砂岩驱替实验中水驱油的图片。
图4是实验室真实砂岩驱替实验中表面活性剂三元复配体系驱油的图片。
具体实施方式
下面结合具体实例对本发明进行进一步说明：
采用美国科诺TX500H旋转滴超低界面张力仪，对该复合体系进行油水界面张力测试，测试温度为45℃。
实例1。
准备
Gemini表面活性剂:       0.3g
(亲油基团为八烷基)
NaOH：                         0.05g
AEO-9：                         0.01g
将上述成分混合，搅拌至溶解并稀释至100mL即得含Gemini表面活性剂的三元复配表面活性剂。它与原油之间形成超低界面张力见表1。
 实例2。
准备
Gemini表面活性剂:              0.05g
(亲油基团为十八烷基)
三乙基胺：                         0.03g
OP-10：                             0.05g
将上述成分混合，搅拌至溶解即得含Gemini表面活性剂的三元复配表面活性剂。它与原油之间形成超低界面张力见表1。
 实例3。
准备
Gemini表面活性剂:              0.10g
(亲油基团为十二烷基)
NaOH：                              0.01g
三乙基胺：                         0.015g
AEO-9：                             0.03g
将上述成分混合，搅拌至溶解即得含Gemini表面活性剂的三元复配表面活性剂。它与原油之间形成超低界面张力见表1。
 实例4。
准备
Gemini表面活性剂:              0.10g
(亲油基团为十六烷基)
NaOH：                              0.01g
三乙基胺：                         0.01g
OP-10：                            0.008g
将上述成分混合，搅拌至溶解即得含Gemini表面活性剂的三元复配表面活性剂。它与原油之间形成超低界面张力见表1。
 实例5。
准备
Gemini表面活性剂:              0.15g
(亲油基团为十四烷基)
实例5：准备
NaOH：                             0.015g
三乙基胺：                         0.015g
OP-10：                            0.015g
将上述成分混合，搅拌至溶解即得含Gemini表面活性剂的三元复配表面活性剂。它与原油之间形成超低界面张力见表1。
表1 含Gemini表面活性剂的三元复配表面活性剂与原油之间的界面张力。
实例4。
采用真实砂岩微观模型为实验研究对象，在保持原岩心性质不变的条件下，经洗油、烘干、切片、磨平等工序制成。该岩心模型的具体情况如下表（表2）所示。油样( 酸值15.5mgKOH/g,黏度4. 64mPa·s) 取自现场， 加入少量油溶红。 表面活性剂体系分别为实例5中所得，水样为实验室蒸馏水，加入少量甲基兰。先对模型依次抽真空饱和地层水，油驱水至束缚水饱和度，水驱油至残余油饱和度，其值为38%。然后在此基础上用活性剂溶液驱油，观察其驱油效果，统计驱油效率，如图3-4所示，水驱油效率为44.3%，表面活性剂复配体系驱油效率可达63.2%，相较于水驱油效率提高了18.9%。
在同样的实验条件下，分别使用实施例1-4得到的表面活性剂体系，其驱油效率如表3所示。
表2 真实砂岩微观模型岩片的规格。
表3 驱油效率。
当理解的是，本发明的具体实施例仅仅是出于示例性说明的目的，其不以任何方式限定本发明的保护范围，本领域的技术人员可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。 

Claims (10)

1.含Gemini表面活性剂的三元复配表面活性剂，其特征在于每100重量份的水中含有以下重量份的组分：
碱                          0.01-0.05重量份；
Gemini表面活性剂            0.01-0.5重量份；
非离子型表面活性剂              0.008-0.05重量份。
2.根据权利要求1所述的含Gemini表面活性剂的三元复配表面活性剂，其特征在于所述的Gemini表面活性剂的亲油基团为C原子数目为8-18之间的烷基长链。
3.根据权利要求2所述的含Gemini表面活性剂的三元复配表面活性剂，其特征在于所述的Gemini表面活性剂的亲油基团为C原子数目为12-16之间的烷基长链。
4.根据权利要求1或2或3所述的含Gemini表面活性剂的三元复配表面活性剂，其特征在于碱为NaOH、有机碱或它们的任意组合。
5.根据权利要求4所述的含Gemini表面活性剂的三元复配表面活性剂，其特征在于所述的碱由任意二种碱组成，二种成分的质量比为1：0.5-2。
6.根据权利要求5所述的含Gemini表面活性剂的三元复配表面活性剂，其特征在于三种成分的质量比为1：1。
7.根据权利要求1或2或3所述的含Gemini表面活性剂的三元复配表面活性剂，其特征在于所述的非离子型表面活性剂为OP-10。
8.根据权利要求1或2或3所述含Gemini表面活性剂的三元复配表面活性剂在石油开采中的应用。
9.根据权利要求8所述含Gemini表面活性剂的三元复配表面活性剂在石油开采中的应用，其特征在于所述的开采为低或超低渗透砂岩中的三次采油。
10.根据权利要求9所述含Gemini表面活性剂的三元复配表面活性剂在石油开采中的应用，其特征在于所述的石油为酸性高粘度的原油，酸值为大于11.5mgKOH/g,粘度大于0.8MPa·s。
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