CN104371689A - 一种超低界面张力表面活性剂复配体系及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种超低界面张力表面活性剂复配体系及其制备方法，属于表面活性剂技术领域，以质量百分比计，包括10％～33％的主剂，7％～23％的增效剂，1％～4％的稳定剂，余量为水；其中，所述主剂为两性表面活性剂，增效剂为非离子表面活性剂，稳定剂为阴离子表面活性剂。本发明的超低界面张力表面活性剂复配体系在较低的用量下，即可使油水界面张力在很短时间内达到10-4mN/m或更低的数量级，适用于低渗透或超低渗透储层三次采油以提高原油采收率，还可用于水井降压增注和稠油降粘，体系不含碱，在使用中不会对地层造成伤害。可作为化工原料应用于清洗剂、乳化剂、脱墨剂等行业。原料易得，价格低廉，性能良好，适合于工业化生产。

Description

一种超低界面张力表面活性剂复配体系及其制备方法
技术领域
本发明属于表面活性剂技术领域，具体涉及一种超低界面张力表面活性剂复配体系及其制备方法。
背景技术
在能源日趋紧张的今天，提高石油采收率已成为石油开采研究的重大课题，三次采油研究尤其以表面活性剂采油得到人们的普遍重视。水驱后大部分油留在较细的或喉径较窄的毛细孔道中，处于高度分散状态，而且油水间的界面张力很高，导致驱动所需的压差很大，而注水压差远远小于驱动压差，因此，单靠增大压差是非常困难的，而利用表面活性剂降低界面张力，提高毛细管数的特性驱除这部分残余油是可行且很有效的方法，因此，表面活性剂驱技术被认为是可以较大幅度提高采收率、适用范围广且最具发展前景的技术。
目前化学驱中使用的表面活性剂，大多数为石油磺酸盐、石油羧酸盐外加碱剂等助剂的复配物。然而外加碱剂会使pH值升高，使得粘土矿物的膨胀加剧，水敏性增强，以及石油磺酸盐与地层水及粘土中的可交换高价阳离子作用形成磺酸盐沉淀，在地层内结垢等，从而对地层造成较大的伤害，严重的影响了石油的可持续开发。而且碱剂的用量一般都比较高，也增大了石油开采的成本，影响了石油开采的经济效益。
我国国内油田基本上都在采用注水开发方式采油，大部分油田已进入注水开发后期，残余油大多以静止的球状滞留于油层中，水驱无法克服残余油所受的毛细管力、粘附力和内聚力，不易将原油采出。在注入水中加入合适的表面活性剂降低界面张力，迫使滞留在多孔介质中的残余油流动，是大幅度提高油田开采效率的有效方法。因此，表面活性剂必须将油水界面张力降低至10-3mN/m或更低的数量级，否则将无使用价值，而单一的表面活性剂很难将油水界面张力降低到10-3mN/m以下。故此需要开发一种超低界面张力表面活性剂。
发明内容
本发明的目的在于提供一种原料易得、性能良好、适合于工业化生产的超低界面张力表面活性剂复配体系及其制备方法。
本发明是通过以下技术方案来实现：
一种超低界面张力表面活性剂复配体系，以质量百分比计，包括10％～33％的主剂，7％～23％的增效剂，1％～4％的稳定剂，余量为水；
其中，所述主剂为两性表面活性剂，增效剂为非离子表面活性剂，稳定剂为阴离子表面活性剂。
优选地，本发明的超低界面张力表面活性剂复配体系，以质量百分比计，包括15％～20％的主剂，10％～20％的增效剂，2％～3％的稳定剂，余量为水；
其中，所述主剂为两性表面活性剂，增效剂为非离子表面活性剂，稳定剂为阴离子表面活性剂。
所述的两性表面活性剂结构式如下式，或者如下结构的混合物：
其中，R1为C12～C30长链烃基；R2、R3为C1～C4烃基或带有羟基的基团；n为整数，且2≤n≤8。
所述C12～C30长链烃基为直链烃基或者支链烃基，或者为如下结构：
其中，R4为C12～C30直链烃基或支链烃基，x为整数，且2≤x≤8。
优选地，R4为C16～C24直链烃基或支链烃基。
所述的非离子表面活性剂为聚乙二醇、聚醚或烷基醇酰胺中的一种或几种；所述的阴离子表面活性剂为十二烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠、仲烷基磺酸钠或伯氨基磺酸铵中的一种或几种。
一种超低界面张力表面活性剂复配体系的制备方法，包括以下步骤：
1)以质量百分比计，取10％～33％的主剂，7％～23％的增效剂，1％～4％的稳定剂，余量为水；其中，主剂为两性表面活性剂，增效剂为非离子表面活性剂，稳定剂为阴离子表面活性剂；
2)在常温常压下，依次将两性表面活性剂、非离子表面活性剂、稳定剂加入反应釜中，充分混匀，然后加水，充分搅拌至液体呈透明状，制得超低界面张力表面活性剂复配体系。
所述的两性表面活性剂结构式如下式，或者如下结构的混合物：
其中，R1为C12～C30长链烃基；R2、R3为C1～C4烃基或带有羟基的基团；n为整数，且2≤n≤8。
所述C12～C30长链烃基为直链烃基或者支链烃基，或为如下结构：
其中，R4为C12～C30直链烃基或支链烃基，x为整数，且2≤x≤8。
所述的阴离子表面活性剂为十二烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠、仲烷基磺酸钠或伯氨基磺酸铵中的一种或几种；所述的非离子表面活性剂为聚乙二醇、聚醚或烷基醇酰胺中的一种或几种。
与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
本发明的超低界面张力表面活性剂复配体系在较低的用量下，即可使油水界面张力在很短时间内达到10-4mN/m或更低的数量级，适用于低渗透或超低渗透储层三次采油以提高原油采收率，还可用于水井降压增注和稠油降粘，其体系不含碱，在使用中不会对地层造成伤害，也可作为化工原料应用于清洗剂，乳化剂，脱墨剂等其他行业。其原料易得、价格低廉、性能良好，适合于工业化生产。本发明公开的超低界面张力表面活性剂复配体系制备方法，操作简单，环境友好，适合工业化大规模生产。
具体实施方式
下面结合具体的实施例对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。
实施例1
本实施例的一种超低界面张力表面活性剂复配体系，以质量百分比计，包括10％的两性表面活性剂，20％的非离子表面活性剂聚醚，2％的稳定剂仲烷基磺酸钠，余量为水。
所述的两性表面活性剂为十二烷基二甲基磺丙基甜菜碱，结构式如下：
本实施例的低界面张力表面活性剂复配体系的制备方法如下：
在常温常压下，依次将两性表面活性剂、非离子表面活性剂、稳定剂加入反应釜中，充分混匀，然后加水，充分搅拌至液体呈透明状，出料即得产品。
对本实施例产品进行性能测试，测试条件：
1.测试仪器：TX-500C型旋转滴界面张力仪；
2.测试温度：60℃；
3.测试用油：实验标准脱水原油(油田厂家提供)。
获得产品性能如下表1所示：
表1
各项指标 技术参数
外观 淡黄色均一液体
pH值 8-9
表观黏度(mPa·s) 10-20
有效含量 >30％
抗盐性 ≤100000矿化度
油水界面张力(0.4％水溶液，mN/m，50000矿化度) 13×10-5
实施例2
本实施例的一种超低界面张力表面活性剂复配体系，以质量百分比计，包括15％的两性表面活性剂，20％的非离子表面活性剂烷基醇酰胺，3％的稳定剂十二烷基磺酸钠，余量为水。
所述的两性表面活性剂为十八烷基二甲基磺丙基甜菜碱，结构式如下：
本实施例的低界面张力表面活性剂复配体系的制备方法如下：
在常温常压下，依次将两性表面活性剂、非离子表面活性剂、稳定剂加入反应釜中，充分混匀，然后加水，充分搅拌至液体呈透明状，出料即得产品。
对本实施例产品进行性能测试，测试条件：
1.测试仪器：TX-500C型旋转滴界面张力仪；
2.测试温度：60℃；
3.测试用油：实验标准脱水原油(油田厂家提供)。
获得产品性能如下表2所示：
表2
各项指标 技术参数
外观 淡黄色均一液体
pH值 8-9
表观黏度(mPa·s) 10-20
有效含量 >35％
抗盐性 ≤100000矿化度
油水界面张力(0.4％水溶液，mN/m，50000矿化度) 8×10-5
实施例3
本实施例的一种超低界面张力表面活性剂复配体系，以质量百分比计，包括20％的两性表面活性剂，20％的非离子表面活性剂(烷基醇酰胺和十二烷基磺酸钠混合物)，4％的稳定剂十二烷基磺酸钠，余量为水。
所述的两性表面活性剂为十二烷基酰胺丙基二甲基磺丙基甜菜碱，结构式如下：
本实施例的低界面张力表面活性剂复配体系的制备方法如下：
在常温常压下，依次将两性表面活性剂、非离子表面活性剂、稳定剂加入反应釜中，充分混匀，然后加水，充分搅拌至液体呈透明状，出料即得产品。
对本实施例产品进行性能测试，测试条件：
1.测试仪器：TX-500C型旋转滴界面张力仪；
2.测试温度：60℃；
3.测试用油：实验标准脱水原油(油田厂家提供)。
获得产品性能如下表3所示：
表3
各项指标 技术参数
外观 淡黄色均一液体
pH值 8-9
表观黏度(mPa·s) 10-20
有效含量 >40％
抗盐性 ≤100000矿化度
油水界面张力(0.4％水溶液，mN/m，50000矿化度) 8×10-5
实施例4
本实施例的一种超低界面张力表面活性剂复配体系，以质量百分比计，包括33％的两性表面活性剂，23％的非离子表面活性剂聚醚(聚乙二醇和聚醚的混合物)，1％的稳定剂伯氨基磺酸铵，余量为水。
所述的两性表面活性剂为十八烷基酰胺丙基二甲基磺丙基甜菜碱，结构式如下：
本实施例的低界面张力表面活性剂复配体系的制备方法如下：
在常温常压下，依次将两性表面活性剂、非离子表面活性剂、稳定剂加入反应釜中，充分混匀，然后加水，充分搅拌至液体呈透明状，出料即得产品。
实施例5
本实施例的一种超低界面张力表面活性剂复配体系，以质量百分比计，包括12％的两性表面活性剂，7％的非离子表面活性剂聚乙二醇，3％的稳定剂十二烷基苯磺酸钠，余量为水。
所述的两性表面活性剂结构式如下：
本实施例的低界面张力表面活性剂复配体系的制备方法如下：
在常温常压下，依次将两性表面活性剂、非离子表面活性剂、稳定剂加入反应釜中，充分混匀，然后加水，充分搅拌至液体呈透明状，出料即得产品。
实施例6
本实施例的一种超低界面张力表面活性剂复配体系，以质量百分比计，包括15％的两性表面活性剂，10％的非离子表面活性剂烷基醇酰胺，2％的稳定剂仲烷基磺酸钠，余量为水。
所述的两性表面活性剂结构式如下：
本实施例的低界面张力表面活性剂复配体系的制备方法如下：
在常温常压下，依次将两性表面活性剂、非离子表面活性剂、稳定剂加入反应釜中，充分混匀，然后加水，充分搅拌至液体呈透明状，出料即得产品。
综上所述，本发明的超低界面张力表面活性剂复配体系能使油水界面张力降低至10-4mN/m或更低的数量级，属于超低界面张力。适用于低渗透或超低渗透储层三次采油以提高原油采收率，还可用于水井降压增注和稠油降粘，其体系不含碱，在使用中不会对地层造成伤害，也可作为化工原料应用于清洗剂，乳化剂，脱墨剂等其他行业。其原料易得、价格低廉、性能良好，适合于工业化生产。

Claims (10)

1.一种超低界面张力表面活性剂复配体系，其特征在于，以质量百分比计，包括10％～33％的主剂，7％～23％的增效剂，1％～4％的稳定剂，余量为水；
其中，所述主剂为两性表面活性剂，增效剂为非离子表面活性剂，稳定剂为阴离子表面活性剂。
2.根据权利要求1所述的一种超低界面张力表面活性剂复配体系，其特征在于，以质量百分比计，包括15％～20％的主剂，10％～20％的增效剂，2％～3％的稳定剂，余量为水；
其中，所述主剂为两性表面活性剂，增效剂为非离子表面活性剂，稳定剂为阴离子表面活性剂。
3.根据权利要求1或2所述的一种超低界面张力表面活性剂复配体系，其特征在于，所述的两性表面活性剂结构式如下式，或者如下结构的混合物：
其中，R1为C12～C30长链烃基；R2和R3均为C1～C4烃基或带有羟基的基团；n为整数，且2≤n≤8。
4.根据权利要求3所述的一种超低界面张力表面活性剂复配体系，其特征在于，所述C12～C30长链烃基为直链烃基或者支链烃基，或者为如下结构：
其中，R4为C12～C30直链烃基或支链烃基，x为整数，且2≤x≤8。
5.根据权利要求4所述的一种超低界面张力表面活性剂复配体系，其特征在于，R4为C16～C24直链烃基或支链烃基。
6.根据权利要求1所述的一种超低界面张力表面活性剂复配体系，其特征在于，所述的非离子表面活性剂为聚乙二醇、聚醚或烷基醇酰胺中的一种或几种；所述的阴离子表面活性剂为十二烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠、仲烷基磺酸钠或伯氨基磺酸铵中的一种或几种。
7.一种超低界面张力表面活性剂复配体系的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)以质量百分比计，取10％～33％的主剂，7％～23％的增效剂，1％～4％的稳定剂，余量为水；其中，主剂为两性表面活性剂，增效剂为非离子表面活性剂，稳定剂为阴离子表面活性剂；
2)在常温常压下，依次将两性表面活性剂、非离子表面活性剂、稳定剂加入反应釜中，充分混匀，然后加水，充分搅拌至液体呈透明状，制得超低界面张力表面活性剂复配体系。
8.根据权利要求7所述的一种超低界面张力表面活性剂复配体系的制备方法，其特征在于，所述的两性表面活性剂结构式如下式，或者如下结构的混合物：
其中，R1为C12～C30长链烃基；R2和R3为C1～C4烃基或带有羟基的基团；n为整数，且2≤n≤8。
9.根据权利要求8所述的一种超低界面张力表面活性剂复配体系的制备方法，其特征在于，所述C12～C30长链烃基为直链烃基或者支链烃基，或为如下结构：
其中，R4为C12～C30直链烃基或支链烃基，x为整数，且2≤x≤8。
10.根据权利要求7所述的一种超低界面张力表面活性剂复配体系的制备方法，其特征在于，所述的阴离子表面活性剂为十二烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠、仲烷基磺酸钠或伯氨基磺酸铵中的一种或几种；所述的非离子表面活性剂为聚乙二醇、聚醚或烷基醇酰胺中的一种或几种。
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