CN106467732A - 耐高温高盐的低渗油藏降压增注活性体系及制备方法 - Google Patents

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CN106467732A CN201510501871.6A CN201510501871A CN106467732A CN 106467732 A CN106467732 A CN 106467732A CN 201510501871 A CN201510501871 A CN 201510501871A CN 106467732 A CN106467732 A CN 106467732A
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Abstract

本发明提供一种耐高温高盐的低渗油藏降压增注活性体系及制备方法,该活性体系由如下重量百分比的原料组成:a.复合烷基酰胺基聚氧乙烯磷酸盐表面活性剂31~33,b.双琥珀酸双磺酸盐表面活性剂13~14,c.复合有机醇类物质 1.2~1.3,d.有机防膨剂 5.5~5.7,e.水余量。该活性体系不含有机氯、降低地层中流体与孔隙间的启动压力;降低油水界面张力,降低残余油饱和度;改善岩石孔隙表面的润湿性,提高油水两相的渗流能力,降低低渗注水井的注入压力,从而提高低渗油藏采收率。

Description

耐高温高盐的低渗油藏降压增注活性体系及制备方法
技术领域
本发明属于石油工业用化学品技术领域,特别涉及一种耐高温高盐的低渗油藏降压增注活性体系;本发明还涉及该降压增注活性体系的制备方法及其针对低渗油藏注水井的注入水的应用。
背景技术:
注水井注入压力高是目前低渗油藏注水开发普遍存在的技术难题。低渗油藏因孔喉细小、渗透率低,贾敏效应强烈,注水压力一般都比较高,注水井难以完成配注,有的甚至注不进水。合理降低低渗注水井的注水压力,是目前低渗油藏开发的重点,也是难点。室内试验表明,表面活性剂可以通过降低油水界面张力、改变岩石润湿性来降低注入压力,使油井采收率有一定程度的提高。
目前,油田常用的表面活性剂主要包括阴离子型、阳离子型、非离子型等。阴离子型表面活性剂因其容易与钙、镁离子反应生成沉淀,耐盐性较差;阳离子型在地层中的吸附量非常大,合成反应中需要进行铵基化反应,最终产物一般都含有有机氯;非离子型因其存在浊点,耐温性较差。高温高盐低渗油藏因其地层条件,对表面活性剂提出了更高、更严格的要求。尤其是温度在120℃以上、矿化度在200g/L以上、渗透率小于20×10-3μm2的条件下,现有的表面活性剂难以取得较好的降压增注效果。且当提出以下要求:产品具有较好的界面性能、较好的降压增注效果,从理论上构建这种耐高温高盐表面活性剂的分子结构也就难上加难。
制备表面活性剂的大部分合成反应都需要用到含氯的有机物(比如氯代烷烃、环氧氯丙烷、氯乙酸、氯仿、三氯化磷等)参与的烷基化反应、季铵化反应、磺化反应等。含有有机氯的产品在原油加工过程中可造成催化剂中毒和设备腐蚀,并具有较大的刺激和毒性,常规方法不能将原油有机氯脱除,这就对油田系统尤其是炼化企业的安全生产造成非常大的安全隐患。因此,根据油田《GB/T 18612-2011原油有机氯含量的测定》的标准,目前有机氯含量超标的化学药剂被迫停止使用。针对注水井降压增注药剂的要 求:有机氯含量需小于0.05%,致使大量含有有机氯的降压增注药剂不得不被弃用。因此,研发不含有机氯、且适用于高温高盐地层的降压增注表面活性剂已迫在眉睫。
中国专利申请公布号为:CN 101705081 A。提供了一种孪连季铵盐类注水表面活性剂,是油田注入井注入水的添加剂。往注入水中加入0.05-0.2%,能改变岩石表面润湿性,使油藏变得更加亲水;减少对井底及储层的堵塞;减少对地层伤害。能使注水井井口压力下降5-15个百分点。其组分中含有的N,N’-亚丁基双月桂酰溴化铵(20~26份)、聚羟丙基二甲基氯化铵(2.5~4.5份)都是含有机氯的化合物。组分中聚氧乙烯(7)壬基酚醚NPE-7(4.5~7.5份)和山梨糖醇酐单硬脂酸酯聚氧乙烯醚(4.5~8.5份)的浊点都在65-75℃左右,当温度超过浊点,表面活性剂将失去活性,因此该配方不适用于高温的低渗地层条件。
中国专利申请公布号为:CN 102643635 A。提供了一种油田地层注水表面活性剂,应用于油田地层注水,提高油田地层注水能力。各组分重量百分比为:A、酰氯和羧酸盐复合物,7.8~24.1%;B、复合有机羧酸盐,0.5~2.0%;C、复合有机膦酸盐,0.5~2.0%;D、复合季铵盐阳离子表面活性剂溴化物或复合阴离子表面活性剂,1.5~3.0%;E、复合铁稳定剂与除氧剂,0.1~1.0%;G、其余为水。效果是:一单井井口挤入10~21吨,使用浓度100%,挤入地层后不返排,随注入水进入地层深部。注水压力降低3~5MPa,注水量增加10~15%,有效期在1年以上。其组分中酰氯为有机氯化合物;复合季铵盐阳离子表面活性剂溴化物都是含有有机溴的化合物,有机溴的腐蚀性比有机氯还要强;复合阴离子表面活性剂中含有的十二烷基硫酸钠、十四烷基硫酸钠等耐盐性较差,耐盐小于50000mg/L,因此该配方不适合用于高盐的地层条件。
中国专利公开号为:CN1556169。提供了一种涉及单分子季铵盐化合物作为粘土稳定、防膨、防砂和解堵增注制剂的用途。它可使地层粘土和矿物稳定,既可防止粘土膨胀,又可改善地层(尤其低渗透油藏)的渗透性,提高水井增注效果和油井的防砂及渗吸作用。然后,专利中所用的单分子季铵盐化合物本身就是一种含有机氯的物质。
目前严峻的石油行业形势,以及日益增大的石油开采难度,必须迎难而上,扩大表面活性剂的结构类型及性能的使用范围。
发明内容:
本申请提供一种不含有机氯、且耐高温高盐的低渗油藏降压增注表面活性剂,能降低地层中流体与孔隙间的启动压力;降低油水界面张力,降低残余油饱和度;改善岩石 孔隙表面的润湿性,提高油水两相的渗流能力,降低低渗注水井的注入压力,从而提高低渗油藏采收率。
本发明的目的之一可通过如下技术措施来实现:
该耐高温高盐的低渗油藏降压增注活性体系由如下重量百分比的原料组成:
本发明的目的之一还可通过如下技术措施来实现:
进一步,所述的复合烷基酰胺基聚氧乙烯磷酸盐表面活性剂PAD包括分子结构式为 的单酯PAD-1和分子结构式为 的双酯PAD-2,单酯PAD-1与双酯PAD-2的摩尔比为1.05~1.07,
其中,R为C12H25、C14H29或C16H33
进一步,所述的双琥珀酸双磺酸盐表面活性剂HSB的分子结构式为
其中,R为CH2、C2H4或C3H6,R′为C12H25、C14H29或C16H33
进一步,所述的复合有机醇类物质YCW由十二醇、十四醇和十六醇中的任意两种以1:1重量份配比混合而成。
进一步,所述的有机防膨剂FPJ的分子式为
Hn(OCH2CH2)NCH2CH2NHCH2CH2NHCH2CH2N(CH2CH2O)nH。
本发明的目的之二可通过如下技术措施来实现:
上述任意一种耐高温高盐的低渗油藏降压增注活性体系的制备方法,该制备方法按如下步骤进行:
先向反应釜中加入水总量的40~60%,然后依次加入烷基酰胺基聚氧乙烯磷酸盐表面活性剂PAD、双琥珀酸双磺酸盐表面活性剂HSB、复合有机醇类物质YCW、有机防膨剂FPJ,最后加入剩余的水,搅拌均匀,得产品。
本发明的目的之二还可通过如下技术措施来实现:
进一步,所述的复合烷基酰胺基聚氧乙烯磷酸盐表面活性剂PAD的制备按如下步骤进行:
(1).按照对羟基苯甲酸甲酯:环氧乙烷=1:4~1:5摩尔配比,取对羟基苯甲酸甲酯和环氧乙烷于密闭容器中,以占物料总质量份数25~35%的甲苯为溶剂,在通入氮气和温度为130~160℃的条件下进行加成反应4~5h,得苯基聚氧乙烯化合物;
(2).取(1)步骤制备的苯基聚氧乙烯化合物和烷基胺、月桂胺、十四胺或十六胺为原料,按照苯基聚氧乙烯化合物:烷基胺、月桂胺、十四胺或十六胺=1:1~1:1.2摩尔配比,加入占物料总质量份数0.4~0.6%的氢氧化钾,通入氮气和搅拌回流进行酰胺化反应,反应温度为150~160℃,反应时间为7~8h,反应结束后,减压抽真空,用乙醇重结晶,得烷基酰胺基聚氧乙烯化合物;
(3).取(2)步骤制备的烷基酰胺基聚氧乙烯化合物和五氧化二磷,按照烷基酰胺基聚氧乙烯化合物:五氧化二磷=1:2.5~1:2.7摩尔配比,在通入氮气和搅拌下,控制温度为70~80℃进行酯化反应5~7h,得复合烷基酰胺基聚氧乙烯磷酸盐表面活性剂。
进一步,所述的双琥珀酸双磺酸盐表面活性剂的制备按如下步骤进行:
(1).按照马来酸酐:丙二醇=2.1:1~2.3:1摩尔配比,取马来酸酐和丙二醇于反应容器中,以占物料总质量份数35~45%的甲苯为溶剂,在温度为75~85℃和搅拌条件下反应3~4h,反应结束后,减压蒸馏、用乙醇重结晶2~3次,得马来酸单酯中间体;
(2).取(1)步骤制备的马来酸单酯中间体和月桂醇聚氧乙烯醚,按照马来酸单酯中间体:月桂醇聚氧乙烯醚=2.1:1~2.3:1摩尔配比,将马来酸单酯中间体和月桂醇聚氧乙烯醚加入反应器中,以占物料总质量份数25~35%的甲苯作为溶剂,以占物料总质量份数0.13~0.18%的对甲苯磺酸为催化剂,控制温度110~130℃和搅拌下反应7~8h,得马来酸双酯中间体;
(3).取(2)步骤的马来酸双酯中间体与硫酸钠为原料,按照马来酸双酯中间体:硫酸钠=1:2.2~1:2.4摩尔配比,以占物料总质量份数25%的蒸馏水作溶剂,控制温度 110~130℃和搅拌下进行磺化反应7~9h,反应结束后减压蒸馏除去溶剂,用乙醇重结晶2~3次,得双琥珀酸双磺酸盐表面活性剂。
进一步,所述的有机防膨剂的制备按如下步骤进行:
按照三乙烯四胺:环氧乙烷=4.2~4.4:1摩尔配比,取三乙烯四胺和环氧乙烷于反应容器中,以占物料总质量份数0.8~1.2%的氢氧化钠为催化剂,在温度为70~90℃和搅拌条件下反应3~5h,得有机防膨剂。
本发明所述的耐高温高盐的低渗油藏降压增注活性体系在低渗油藏注水井的注入水的应用。针对低渗油藏注水井的注入水,量取质量份数为0.4%~0.5%的本发明的耐高温高盐降压增注表面活性剂,搅拌均匀,注入水井。
本发明的有益效果是:
耐高温高盐降压增注表面活性剂是一种不含有机氯的复合体系,可以大大降低油水界面张力(界面张力可达0.006mN/m),使残余油滴易于流动,降低低渗岩心孔喉处的贾敏效应,增加油相的流动能力;具有非常好的耐温效果,耐温可达130℃;具有非常好的耐盐效果,耐盐可达200000mg/L;可以明显降低流体在低渗岩心中的启动压力梯度,拟启动压力梯度可下降20%以上;可以明显降低低渗岩心的注入压力,降压率可达25%以上。
此外,本发明所述的耐高温高盐的低渗油藏降压增注活性体系性能优良、结构复杂的表面活性剂体系不仅在低渗油藏降压增注方面,还可以在油气田开采的其他方向具有广阔的应用前景,未来在日用化工工业、生物技术、纳米材料的制备以及环境修复等领域同样拥有不可预测的应用前景。
本发明所述的耐高温高盐的低渗油藏降压增注活性体系不含有机氯、且耐高温高盐的低渗油藏降压增注剂剂,降低地层中流体与孔隙间的启动压力;降低油水界面张力,降低残余油饱和度;改善岩石孔隙表面的润湿性,提高油水两相的渗流能力,降低低渗注水井的注入压力,从而提高低渗油藏采收率。
附图说明:
图1为复合烷基酰胺基聚氧乙烯磷酸盐表面活性剂PAD的红外光谱图;
图2为双琥珀酸双磺酸盐表面活性剂HSB的红外光谱图;
图3为耐高温高盐表面活性剂的耐盐性评价曲线;
图4为耐高温高盐表面活性剂与地层水在岩心中的流量-压力梯度关系曲线;
图5为耐高温高盐表面活性剂对低渗岩心的降压增注实验效果曲线。
具体实施方式:
下面结合实施例,对本发明作进一步的详细说明,但本发明的实施方式不仅限于此。
实施例1:
该耐高温高盐的低渗油藏降压增注活性体系由如下重量百分比的原料组成:
所述的复合烷基酰胺基聚氧乙烯磷酸盐表面活性剂PAD包括分子结构式为 的单酯PAD-1和分子结构式为 的双酯PAD-2,单酯PAD-1与双酯PAD-2的摩尔比为1.05,
其中,R为C12H25、C14H29或C16H33
所述的双琥珀酸双磺酸盐表面活性剂HSB的分子结构式为
其中,R为CH2、C2H4或C3H6,R′为C12H25、C14H29或C16H33
所述的复合有机醇类物质YCW由十二醇、十四醇和十六醇中的任意两种以1:1重量份配比混合而成;
所述的有机防膨剂FPJ的分子式为
Hn(OCH2CH2)NCH2CH2NHCH2CH2NHCH2CH2N(CH2CH2O)nH。
采用上述原料制备耐高温高盐的低渗油藏降压增注活性体系的方法,该制备方法按如下步骤进行:
先向反应釜中加入水总量60%的水,然后依次加入烷基酰胺基聚氧乙烯磷酸盐表面活性剂PAD、双琥珀酸双磺酸盐表面活性剂HSB、复合有机醇类物质YCW、有机防膨剂FPJ,最后加入剩余的水,搅拌均匀,得产品。
所述的复合烷基酰胺基聚氧乙烯磷酸盐表面活性剂PAD的制备按如下步骤进行:
(1).按照对羟基苯甲酸甲酯:环氧乙烷=1:5摩尔配比,取对羟基苯甲酸甲酯放入带回流冷凝管的四口烧瓶中,以占物料总质量份数25%的甲苯为溶剂,将反应物加热至120℃,通入氮气置换空气,氮气通入量不要太大,以冷凝管口看不到气体为宜,然后控制温度为160℃,在搅拌下用恒压滴液漏斗将液体环氧乙烷于1h内加入,再于恒温下进行加成反应4h,得苯基聚氧乙烯化合物;
(2).取(1)步骤制备的苯基聚氧乙烯化合物和烷基胺、月桂胺、十四胺或十六胺,按照苯基聚氧乙烯化合物:烷基胺、月桂胺、十四胺或十六胺=1:1~1:1.2摩尔配比置入带有冷凝回流管的四口烧瓶中,加入占物料总质量份数0.4%的氢氧化钾作催化剂,通入氮气和搅拌回流进行酰胺化反应,反应温度为160℃,反应时间为7h,反应结束后,减压抽真空,用95%乙醇重结晶,得烷基酰胺基聚氧乙烯化合物;
(3).取(2)步骤制备的烷基酰胺基聚氧乙烯化合物和五氧化二磷,按照烷基酰胺基聚氧乙烯化合物:五氧化二磷=1:2.7摩尔配比,先将烷基酰胺基聚氧乙烯化合物置入带有冷凝回流管的四口烧瓶中,在搅拌和室温下缓慢加入五氧化二磷,加料过程中控制温度不高于30℃,然后,在通入氮气和搅拌下,控制温度为70℃进行酯化反应7h,得复合烷基酰胺基聚氧乙烯磷酸盐表面活性剂。
所述的双琥珀酸双磺酸盐表面活性剂的制备按如下步骤进行:
(1).按照马来酸酐:1,3-丙二醇=2.1:1摩尔配比,取1,3-丙二醇于带有回流冷凝管的四口烧瓶中,以占物料总质量份数45%的甲苯为溶剂,搅拌下加入马来酸酐,在温度为75℃条件下反应4h,反应结束后,减压蒸馏、95%乙醇重结晶2次,得马来酸单酯中间体;
(2).按照(1)步骤的马来酸单酯中间体:月桂醇聚氧乙烯醚=2.3:1摩尔配比,取(1)步骤的马来酸单酯中间体于四口烧瓶中,以占物料总质量份数25%的甲苯作为溶剂,搅拌下将月桂醇聚氧乙烯醚滴入四口烧瓶中,然后再加入占物料总质量份数0.18%的对甲苯磺酸,升温度至110℃进行酯化反应8h,得马来酸双酯中间体,减压蒸馏除去溶剂;
(3).按照(2)步骤的马来酸双酯中间体:硫酸钠=1:2.2摩尔配比,取(2)步骤的马来酸双酯中间体于四口烧瓶中,以占物料总质量份数35%的蒸馏水作溶剂,搅 拌下加入硫酸钠,控制温度110℃,反应9h,反应结束后减压蒸馏除去溶剂,用95%乙醇重结晶2次,得双琥珀酸双磺酸盐表面活性剂HSB。
所述的有机防膨剂的制备按如下步骤进行:
按照三乙烯四胺:环氧乙烷=4.4:1摩尔配比,取三乙烯四胺和环氧乙烷于反应容器中,以占物料总质量份数1.2%的氢氧化钠为催化剂,在温度为70℃和搅拌条件下反应5h,得有机防膨剂。
本发明所述的耐高温高盐的低渗油藏降压增注活性体系在低渗油藏注水井的注入水的应用。针对低渗油藏注水井的注入水,量取质量份数为0.5%的本发明的耐高温高盐降压增注表面活性剂,搅拌均匀,注入水井。
实施例2:
该耐高温高盐的低渗油藏降压增注活性体系由如下重量百分比的原料组成:
所述的复合烷基酰胺基聚氧乙烯磷酸盐表面活性剂PAD包括分子结构式为 的单酯PAD-1和分子结构式为 的双酯PAD-2,单酯PAD-1与双酯PAD-2的摩尔比为1.07,
其中,R为C12H25、C14H29或C16H33
所述的双琥珀酸双磺酸盐表面活性剂HSB的分子结构式为
其中,R为CH2、C2H4或C3H6,R′为C12H25、C14H29或C16H33
所述的复合有机醇类物质YCW由十二醇、十四醇和十六醇中的任意两种以1:1重量份配比混合而成;
所述的有机防膨剂FPJ的分子式为
Hn(OCH2CH2)NCH2CH2NHCH2CH2NHCH2CH2N(CH2CH2O)nH。
采用上述原料制备耐高温高盐的低渗油藏降压增注活性体系的方法,该制备方法按如下步骤进行:
先向反应釜中加入水总量60%的水,然后依次加入烷基酰胺基聚氧乙烯磷酸盐表面活性剂PAD、双琥珀酸双磺酸盐表面活性剂HSB、复合有机醇类物质YCW、有机防膨剂FPJ,最后加入剩余的水,搅拌均匀,得产品。
所述的复合烷基酰胺基聚氧乙烯磷酸盐表面活性剂PAD的制备按如下步骤进行:
(1).按照对羟基苯甲酸甲酯:环氧乙烷=1:4摩尔配比,取对羟基苯甲酸甲酯放入带回流冷凝管的四口烧瓶中,以占物料总质量份数35%的甲苯为溶剂,将反应物加热至120℃,通入氮气置换空气,氮气通入量不要太大,以冷凝管口看不到气体为宜,然后控制温度为130℃,在搅拌下用恒压滴液漏斗将液体环氧乙烷于1h内加入,再于恒温下进行加成反应5h,得苯基聚氧乙烯化合物;
(2).取(1)步骤制备的苯基聚氧乙烯化合物和烷基胺、月桂胺、十四胺或十六胺,按照苯基聚氧乙烯化合物:烷基胺、月桂胺、十四胺或十六胺=1:1摩尔配比置入带有冷凝回流管的四口烧瓶中,加入占物料总质量份数0.6%的氢氧化钾作催化剂,通入氮气和搅拌回流进行酰胺化反应,反应温度为150℃,反应时间为8h,反应结束后,减压抽真空,用95%乙醇重结晶,得烷基酰胺基聚氧乙烯化合物;
(3).取(2)步骤制备的烷基酰胺基聚氧乙烯化合物和五氧化二磷,按照烷基酰胺基聚氧乙烯化合物:五氧化二磷=1:2.5摩尔配比,先将烷基酰胺基聚氧乙烯化合物置入带有冷凝回流管的四口烧瓶中,在搅拌和室温下缓慢加入五氧化二磷,加料过程中控制温度不高于30℃,然后,在通入氮气和搅拌下,控制温度为80℃进行酯化反应5h,得复合烷基酰胺基聚氧乙烯磷酸盐表面活性剂。
所述的双琥珀酸双磺酸盐表面活性剂的制备按如下步骤进行:
(1).按照马来酸酐:1,3-丙二醇=2.3:1摩尔配比,取1,3-丙二醇于带有回流冷凝管的四口烧瓶中,以占物料总质量份数35%的甲苯为溶剂,搅拌下加入马来酸酐,在温度为85℃条件下反应3h,反应结束后,减压蒸馏、用05%乙醇重结晶3次,得马来酸单酯中间体;
(2).按照(1)步骤的马来酸单酯中间体:月桂醇聚氧乙烯醚=2.1:1摩尔配比,取(1)步骤的马来酸单酯中间体于四口烧瓶中,以占物料总质量份数35%的甲苯作为溶剂,搅拌下将月桂醇聚氧乙烯醚滴入四口烧瓶中,然后再加入占物料总质量份数0.13%的对甲苯磺酸,升温度至130℃进行酯化反应7h,得马来酸双酯中间体,减压蒸馏除去溶剂;
(3).按照(2)步骤的马来酸双酯中间体:硫酸钠=1:2.4摩尔配比,取(2)步骤的马来酸双酯中间体于四口烧瓶中,以占物料总质量份数25%的蒸馏水作溶剂,搅拌下加入硫酸钠,控制温度130℃,反应7h,反应结束后减压蒸馏除去溶剂,用95%乙醇重结晶3次,得双琥珀酸双磺酸盐表面活性剂HSB。
所述的有机防膨剂的制备按如下步骤进行:
按照三乙烯四胺:环氧乙烷=4.2:1摩尔配比,取三乙烯四胺和环氧乙烷于反应容器中,以占物料总质量份数0.8%的氢氧化钠为催化剂,在温度为90℃和搅拌条件下反应3h,得有机防膨剂。
进一步,所述的有机防膨剂的制备按如下步骤进行:
按照三乙烯四胺:环氧乙烷=4.2~4.4:1摩尔配比,取三乙烯四胺和环氧乙烷于反应容器中,以占物料总质量份数0.8~1.2%的氢氧化钠为催化剂,在温度为70~90℃和搅拌条件下反应3~5h,得有机防膨剂。
本发明所述的耐高温高盐的低渗油藏降压增注活性体系在低渗油藏注水井的注入水的应用。针对低渗油藏注水井的注入水,量取质量份数为0.4%%的本发明的耐高温高盐降压增注表面活性剂,搅拌均匀,注入水井。
本发明的耐高温高盐的低渗油藏降压增注活性体系的界面性能评价:
采用TX-500D旋转滴界面张力仪测定上述降压增注剂溶液降低油水界面张力的能力,实验用油为现场取回的原油(70℃下的粘度为2.2mPa·s)。实验测定的油水界面张力值达到0.006mN/m。
本发明的耐高温高盐的低渗油藏降压增注活性体系的耐盐性能评价:
实验用水是按照地层水的离子组成,按比例扩大。根据不同矿化度的水,配置活性体系溶液,测定各溶液的表面张力值,评价活性体系的耐盐性。实验结果图3所示。随着矿化度的增加,耐高温耐高盐活性体系的表面张力先逐渐下降,后逐渐增加。当矿化度达到200g/L时,仍然具有非常好的水溶性,且表面张力仍较低。说明本发明的耐高温高盐活性体系具有非常好的降压效果。
本发明的耐高温高盐的低渗油藏降压增注活性体系的耐温性能评价:
将活性体系分别放置在70℃、100℃、130℃烘箱中,静置24h后取出,冷却后分别在70℃下测定原油与各溶液间的界面张力。实验结果发现,70℃下,油水界面张力为0.006mN/m;100℃下静置24h后,界面张力为0.006mN/m;130℃下静置24h后,界面张力为0.008mN/m。温度升高后,界面张力基本不变,说明该活性体系耐温性较好,可以耐130℃。
本发明的耐高温高盐的低渗油藏降压增注活性体系的性能评价:
通过对比实验,分别测定了地层水和耐高温高盐活性体系在低渗岩心(气测渗透率为5.26×10-3μm2)中流动时的最小启动压力梯度和流量-压力梯度的关系曲线。实验结果如图4所示。地层水条件下的最小启动压力梯度为0.0586MPa/m,活性体系条件下的最小启动压力梯度为0.0488MPa/m,活性体系比地层水下的最小启动压力梯度下降了16.7%。图4中也可以看出,相同流量下,活性体系时压力梯度明显小于地层水条件下的压力梯度。针对直线段中截距与斜率的比值计算出两种条件下的拟启动压力梯度。地层水时拟启动压力梯度为0.446MPa/m,活性体系时拟启动压力梯度为0.353MPa/m,下降了20.85%,说明活性体系可以明显降低流体的启动压力梯度。
本发明的耐高温高盐的低渗油藏降压增注活性体系的降压效果:
以0.05mL/min速度向已饱和油的岩心(气测渗透率为12.25×10-3μm2)注入地层水,至压力稳定后记录压力变化,然后以0.05mL/min速度注入1倍孔隙体积的实施例1活性体系,再进行二次水驱,记录注入过程中的压力变化,实验结果如图3所示。注入活性体系后,注入压力大幅度下降,根据一次水驱和二次水驱的稳定压力,计算降压率得25.19%,说明该活性体系具有非常好的降压增注效果。

Claims (10)

1.耐高温高盐的低渗油藏降压增注活性体系,其特征在于该活性体系由如下质量百分比的原料组成:
2.根据权利要求1所述的耐高温高盐的低渗油藏降压增注活性体系,其特征在于所述的复合烷基酰胺基聚氧乙烯磷酸盐表面活性剂包括分子结构式为的单酯和分子结构式为的双酯,单酯与双酯的摩尔比为1.05~1.07,
其中,R为C12H25、C14H29或C16H33,n为……。
3.根据权利要求1所述的耐高温高盐的低渗油藏降压增注活性体系,其特征在于所述的双琥珀酸双磺酸盐表面活性剂的分子结构式为
其中,R为CH2、C2H4或C3H6,R′为C12H25、C14H29或C16H33
4.根据权利要求1所述的耐高温高盐的低渗油藏降压增注活性体系,其特征在于所述的复合有机醇类物质由十二醇、十四醇和十六醇中的任意两种以1:1质量份配比混合而成。
5.根据权利要求1所述的耐高温高盐的低渗油藏降压增注活性体系,其特征在于所述的有机防膨剂的分子式为
Hn(OCH2CH2)NCH2CH2NHCH2CH2NHCH2CH2N(CH2CH2O)nH。
6.权利要求1~5任意一种耐高温高盐的低渗油藏降压增注活性体系的制备方法,其特征在于该制备方法按如下步骤进行:
先向反应釜中加入水总量的40~60%,然后依次加入烷基酰胺基聚氧乙烯磷酸盐表面活性剂、双琥珀酸双磺酸盐表面活性剂、复合有机醇类物质、有机防膨剂,最后加入剩余的水,搅拌均匀,得产品。
7.根据权利要求6所述的耐高温高盐的低渗油藏降压增注活性体系的制备方法,其特征在于所述的复合烷基酰胺基聚氧乙烯磷酸盐表面活性剂的制备按如下步骤进行:
(1).按照对羟基苯甲酸甲酯:环氧乙烷=1:4~1:5摩尔配比,取对羟基苯甲酸甲酯和环氧乙烷于密闭容器中,以占物料总质量份数25~35%的甲苯为溶剂,在通入氮气和温度为130~160℃的条件下进行加成反应4~5h,得苯基聚氧乙烯化合物;
(2).取(1)步骤制备的苯基聚氧乙烯化合物和烷基胺、月桂胺、十四胺或十六胺为原料,按照苯基聚氧乙烯化合物:烷基胺、月桂胺、十四胺或十六胺=1:1~1:1.2摩尔配比,加入占物料总质量份数0.4~0.6%的氢氧化钾,通入氮气和搅拌回流进行酰胺化反应,反应温度为150~160℃,反应时间为7~8h,反应结束后,减压抽真空,用乙醇重结晶,得烷基酰胺基聚氧乙烯化合物;
(3).取(2)步骤制备的烷基酰胺基聚氧乙烯化合物和五氧化二磷,按照烷基酰胺基聚氧乙烯化合物:五氧化二磷=1:2.5~1:2.7摩尔配比,在通入氮气和搅拌下,控制温度为70~80℃进行酯化反应5~7h,得复合烷基酰胺基聚氧乙烯磷酸盐表面活性剂。
8.根据权利要求6所述的耐高温高盐的低渗油藏降压增注活性体系的制备方法,其特征在于所述的双琥珀酸双磺酸盐表面活性剂的制备按如下步骤进行:
(1).按照马来酸酐:丙二醇=2.1:1~2.3:1摩尔配比,取马来酸酐和丙二醇于反应容器中,以占物料总质量份数35~45%的甲苯为溶剂,在温度为75~85℃和搅拌条件下反应3~4h,反应结束后,减压蒸馏、用乙醇重结晶2~3次,得马来酸单酯中间体;
(2).取(1)步骤制备的马来酸单酯中间体和月桂醇聚氧乙烯醚,按照马来酸单酯中间体:月桂醇聚氧乙烯醚=2.1:1~2.3:1摩尔配比,将马来酸单酯中间体和月桂醇聚氧乙烯醚加入反应器中,以占物料总质量份数25~35%的甲苯作为溶剂,以占物料总质量份数0.13~0.18%的对甲苯磺酸为催化剂,控制温度110~130℃和搅拌下反应7~8h,得马来酸双酯中间体;
(3).取(2)步骤的马来酸双酯中间体与硫酸钠为原料,按照马来酸双酯中间体:硫酸钠=1:2.2~1:2.4摩尔配比,以占物料总质量份数25%的蒸馏水作溶剂,控制温度110~130℃和搅拌下进行磺化反应7~9h,反应结束后减压蒸馏除去溶剂,用乙醇重结晶2~3次,得双琥珀酸双磺酸盐表面活性剂。
9.根据权利要求6所述的耐高温高盐的低渗油藏降压增注活性体系的制备方法,其特征在于所述的有机防膨剂的制备按如下步骤进行:
按照三乙烯四胺:环氧乙烷=4.2~4.4:1摩尔配比,取三乙烯四胺和环氧乙烷于反应容器中,以占物料总质量份数0.8~1.2%的氢氧化钠为催化剂,在温度为70~90℃和搅拌条件下反应3~5h,得有机防膨剂。
10.权利要求1所述的耐高温高盐的低渗油藏降压增注活性体系在低渗油藏注水井的注入水的应用。
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