CN104403653A - 一种基于生物表面活性剂的环保型三次采油驱油剂 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于生物表面活性剂的环保型三次采油驱油剂，其是由0.6～1.0重量份的枯草菌脂肽钠，25～35重量份的烷基苯磺酸盐，8～12重量份的酰胺型甜菜碱，1.5～2重量份的茶皂素改性剂，1.2～1.5重量份的助表面活性剂以及50～65重量份的水混合构成；上述公开的枯草菌脂肽钠与茶皂素改性物、烷基苯磺酸盐、酰胺型甜菜碱相互配制成的三次驱油剂，其可用于高含水、低渗透、稠油、高温、高盐型油藏的开采，提高驱油效率和波及系数，增加采收率达15％左右，且采取的原油破乳后，由于枯草菌脂肽钠、茶皂素的特性，分离后驱油剂的降解性优异，避免分离的驱油剂无法降解造成二次污染，起到环保的效果。

Description

一种基于生物表面活性剂的环保型三次采油驱油剂
技术领域
本发明涉及石油开采领域，具体涉及一种基于生物表面活性剂的环保型三次采油驱油剂。
背景技术
随着石油的不断开采，我国油田多数已进入高含水、低渗透、稠油、高温、高盐开采时期，剩余油藏分布在非均质极强的碳酸盐岩缝洞等开采难度较大的地方。因此在现有发展的三次采油技术中普遍采用新开发的各种表面活性剂作为驱油剂使用，通过与聚合物等复配，从而提高驱油效率和波及系数，增加采收率。但是采用这些新开发的表面活性剂作为驱油剂生产原料的成本高，而且在原油破乳后的降解性能差，造成污染。
茶粕是茶油籽榨取茶油后剩下的渣饼，每年约产生超过100万吨的茶粕，因为对这些茶粕无法进行有效合理的处理，因此造成了巨大的资源浪费。但油茶饼粕中含有10％左右的茶皂素，茶皂素属五环三萜类化合物。茶皂素具有良好的乳化、分散、润湿、去污、发泡、稳泡、胶粘等多种活性作用，是一种性能优良的天然非离子型表面活性剂，因此，若能将茶粕中茶皂素提取用于三次采油，既能产生优异的经济效益，又能避免资源浪费，同时分离茶皂素后的茶粕也可用于生产畜牧饲料。
生物表面活性剂具有低毒、无污染、廉价的特点，已经在三次采油驱油剂行业中普遍达成共识。在生物表面活性剂类中，脂肽类生物表面活性剂因为它的高表面活性、更低的油水界面张力尤其引人关注，通过生物表面活性剂脂肽类驱油体系的研究表明，作为三次采油驱油剂的添加组分之一，具有技术和经济上的可行性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于生物表面活性剂的环保型三次采油驱油剂，可提高驱油效率和波及系数，增加采收率，降低驱油剂的生产成本，且原油破乳后，分离的驱油剂的降解性优异,起到环保的效果。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案进行实施：
一种基于生物表面活性剂的环保型三次采油驱油剂，其是由0.6～1.0重量份的枯草菌脂肽钠，25～35重量份的烷基苯磺酸盐，8～12重量份的酰胺型甜菜碱，1.5～2重量份的茶皂素改性剂，1.2～1.5重量份的助表面活性剂以及50～65重量份的水混合构成；
茶皂素的结构式为：
为了便如表述，本发明中将其结构式简化为MCOOH；
茶皂素改性剂为茶皂素、三氯化磷、N,N′-双脂肪酰基乙二胺和氯磺酸反应制得，反应机理为：
6MCOOH+2PCl3+3NH2CH2CH2NH2→2H3PO4+3MCONHCH2CH2NHCOM
当然本领域普通技术人员可以根据上述公开的反应机理，选取相应的物料比和反应温度以获取最优的茶皂素改性物的生成率。对于烷基苯磺酸盐、酰胺型甜菜碱、助表面活性剂原料的选取，本领域普通技术人员可根据现有已经在三次采油驱油剂中使用的相应原料进行使用。
枯草菌脂肽钠作为三次采油表面活性剂使用，在较低的浓度条件下(0.1％)，油水界面张力也能达到10-3mN/m数量级；通过均匀实验设计方法及其他实验方法，枯草菌脂肽钠与表面活性较好的阴离子活性剂(烷基磺酸钠)具有较好的复配效果，及和非离子表面活性剂(甜菜碱)驱油剂的最优化配比，两者质量浓度均为0.2％时，油/水界面张力可达到0.0032mN/m。
上述公开的枯草菌脂肽钠、茶皂素改性物与烷基苯磺酸盐、酰胺型甜菜碱相互搭配配制成的三次驱油剂，其可用于高含水、低渗透、稠油、高温、高盐型油藏的开采，提高驱油效率和波及系数，增加采收率，并且茶皂素改性剂是从茶粕中提取的茶皂素改性制得，降低驱油剂的原料成本，且采取的原油破乳后，由于枯草菌脂肽钠、茶皂素的特性，枯草菌脂肽钠分解成4种单体氨基酸(谷氨酸、缬氨酸、天冬氨酸各1个，4个亮氨酸)，茶皂素能被微生物自然分解，分离的驱油剂的降解性优异，避免分离的驱油剂无法降解而造成二次污染，起到环保的效果。
进一步的方案为：
烷基苯磺酸盐为脂肪醇聚氧乙烯醚苯磺酸盐；
酰胺型甜菜碱为N,N-双[3-(二甲基羧甲基铵基)-丙基]十二酰胺；
助表面活性剂为C3～C4醇。
本发明提供的技术方案中，在实现发明目的的基础上，不同份量数的各原料配制的驱油剂性能之间还是存在一定的差异，为保证驱油效率、波及系数以及采收率达到最优，本发明优选采用如下具体方案进行实施，其可提高驱油率0.18～0.22个百分点。
驱油剂是由1.0重量份的枯草菌脂肽钠，30重量份的烷基苯磺酸盐，10重量份的酰胺型甜菜碱，1.6重量份的茶皂素改性剂，1.4重量份的助表面活性剂以及57重量份的水混合构成。
上述方案组成的驱油剂可在不加碱的情形下单独使用，在较小的浓度时即可达到10－3mN/m的油/水界面张力的能力，从而避免了加入碱性体对油层的伤害，有利于石油开采的可持续发展。本发明驱油剂相对于一般的由普通重烷磺酸盐、甜菜碱及双子表面活性剂组成的驱油剂可节省用量1～1.5％，驱油效率提高0.5～0.8个百分点左右。
具体实施方式
为了使本发明的目的及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明权利要求请求保护的范围。以下实施例中所用的原料如无特别说明均可通过商业渠道购买得到。
实施例1～3中所用各原料的具体成分分别如下：
茶皂素改性剂为茶皂素、三氯化磷、N,N′-双脂肪酰基乙二胺和氯磺酸按照如下反应机理反应制得：
6MCOOH+2PCl3+3NH2CH2CH2NH2→2H3PO4+3MCONHCH2CH2NHCOM
上述反应中茶皂素、三氯化磷、N,N′-双脂肪酰基乙二胺反应的摩尔比为6～6.5:2～2.5:3.5～4，第一反应的温度为80-90℃，氯磺酸与N,N′-双脂肪酰基乙二胺投料的摩尔比为1:2，第二反应的温度为25-30℃。
烷基苯磺酸盐为脂肪醇聚氧乙烯醚苯磺酸盐；酰胺型甜菜碱为N,N-双[3-(二甲基羧甲基铵基)-丙基]十二酰胺；助表面活性剂为C3～C4醇。
实施例1
称取0.6重量份的枯草菌脂肽钠、35重量份的烷基苯磺酸盐，8重量份的酰胺型甜菜碱和2重量份的茶皂素改性剂加入反应釜中混匀，然后加入1.2重量份的助表面活性剂以及65重量份的水搅拌至均匀制得驱油剂。
将上述制得的驱油剂加入模拟新疆克拉玛依油田某区块采油工况的地下水和原油混合物中，测定原油/地层水之间的界面张力以及采收率，测得驱油剂质量浓度为0.0462g/L时，原油/地层水之间界面张力1.32×10-3mN/m，石油采收率为16.3％，原油采收破乳分离的驱油剂可进行降解。
实施例2
称取0.8重量份的枯草菌脂肽钠、30重量份的烷基苯磺酸盐，10重量份的酰胺型甜菜碱和1.6重量份的茶皂素改性剂加入反应釜中混匀，然后加入1.4重量份的助表面活性剂以及57重量份的水搅拌至均匀制得驱油剂。
将上述制得的驱油剂加入模拟新疆克拉玛依油田某区块采油工况的地下水和原油混合物中，测定原油/地层水之间的界面张力以及采收率，测得驱油剂质量浓度为0.0358g/L时，原油/地层水之间界面张力1.75×10-3mN/m，石油采收率为15.4％，原油采收破乳分离的驱油剂可进行降解。
实施例3
称取1.0重量份的枯草菌脂肽钠、25重量份的烷基苯磺酸盐，12重量份的酰胺型甜菜碱和1.5重量份的茶皂素改性剂加入反应釜中混匀，然后加入1.5重量份的助表面活性剂以及50重量份的水搅拌至均匀制得驱油剂。
将上述制得的驱油剂加入模拟新疆克拉玛依油田某区块采油工况的地下水和原油混合物中，测定原油/地层水之间的界面张力以及采收率，测得驱油剂质量浓度为0.028g/L时，原油/地层水之间界面张力1.9×10-3mN/m，石油采收率为14.8％，原油采收破乳分离的驱油剂可进行降解、环保。

Claims (5)

1.一种基于生物表面活性剂的环保型三次采油驱油剂，其是由0.6～1.0重量份的枯草菌脂肽钠,25～35重量份的烷基苯磺酸盐，8～12重量份的酰胺型甜菜碱，1.5～2重量份的茶皂素改性剂，1.2～1.5重量份的助表面活性剂以及50～65重量份的水混合构成；
茶皂素改性剂为茶皂素、三氯化磷、N,N′-双脂肪酰基乙二胺和氯磺酸反应制得，反应机理为：
MCOOH为茶皂素的结构简式。
2.如权利要求1所述的基于生物表面活性剂的环保型三次采油驱油剂，其特征在于：烷基苯磺酸盐为脂肪醇聚氧乙烯醚苯磺酸盐。
3.如权利要求1或2所述的基于生物表面活性剂的环保型三次采油驱油剂，其特征在于：酰胺型甜菜碱为N,N-双[3-(二甲基羧甲基铵基)-丙基]十二酰胺。
4.如权利要求1所述的基于生物表面活性剂的环保型三次采油驱油剂，其特征在于：助表面活性剂为C3～C4醇。
5.如权利要求1或2或3或4所述的基于生物表面活性剂的环保型三次采油驱油剂，其特征在于：驱油剂是由1.0重量份的枯草菌脂肽钠、30重量份的烷基苯磺酸盐，10重量份的酰胺型甜菜碱，1.6重量份的茶皂素改性剂，1.4重量份的助表面活性剂以及57重量份的水混合构成。
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