CN108865097A - 一种低表界面张力高接触角表面活性剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种低表界面张力高接触角表面活性剂及其制备方法，属于表面活性剂技术领域，按重量份计，包含如下组分：氟碳表面活性剂15～25份，烷基酚聚氧乙烯醚40～60份，聚季铵盐高聚物40～60份，助表面活性剂40～60份。本发明解水锁剂能有效降低溶液的表面张力和界面张力，增大接触角且抗温性能好，稳定性好，可有效减少低孔低渗储层的水锁损害。

Description

一种低表界面张力高接触角表面活性剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及表面活性剂技术领域，特别涉及一种低表界面张力高接触角油田化学助剂用表面活性剂及其制备方法。

背景技术

在钻井、完井、修井及开采作业过程中，经常出现外来相在多孔介质中滞留的现象。另外一种不相混溶相渗入储层，或者多孔介质中原有不相混溶相饱和度增大，都会损害相对渗透率，使储层渗透率及油气相对渗透度都明显降低。在不相混溶相为水相时，这种现象被称作水锁效应。水锁效应会产生水锁伤害，也就是指油井作业过程中水浸入油层造成的伤害。水浸入后会引起近井地带含水饱和度增加，岩石孔隙中油水界面的毛管阻力增加，以及贾敏效应，使得原油在地层中比正常生产状态下产生一个附加的流动阻力，宏观上表现为油井原油产量的下降。

解水锁剂进入油层后能消除或减轻水浸入地层后造成的流动阻力，使原油比较容易地流向井底。目前我国己探明低渗透油藏储量约占全国油气总储量的2/3以上，在我国各大油田已进入开发中后期、能源紧缺的情况下，大力开发低渗透油气资源具有关键的战略意义。低渗透油藏一般具有毛细管压力高、水敏性强以及孔喉细小、渗透性差、非均质严重等特点。在石油开采过程中，入井液很容易发生水相毛细管自吸，造成大量入井液进入油藏。低渗透油藏的渗透性差，导致侵入油藏的入井液返排困难，甚至不能返排，形成水锁伤害。国内外研究表明，水锁伤害是低渗透油藏最主要、最严重的伤害类型，损害率一般为70～90％，一旦受到伤害，油藏渗透性恢复比较困难，长期影响单井产能、油藏开采效率，增加开发成本。一方面，井下存在温度高、盐度高等复杂情况，现有的解水锁剂难以适应井下的高温高盐环境。技术实现要素：针对现有低渗透油藏因受到水锁伤害而造成的油藏渗透性恢复困难，单井产能下降、油藏开采效率低、开发成本高等缺陷，急需提供一种能够有效解除低渗透油藏水锁效应的解水锁剂。

发明内容

本发明提供了一种低表界面张力高接触角表面活性剂及其制备方法，该解水锁剂具有高接触角、低表界面张力、耐盐耐高温的特点。

本发明的技术方案为：

一种低表界面张力高接触角表面活性剂，按重量份计，包含如下组分：氟碳表面活性剂15～25份，烷基酚聚氧乙烯醚40～60份，聚季铵盐高聚物40～60份，助表面活性剂40～60份。

其中，优选地，所述氟碳表面活性剂为全氟烷基聚氧乙烯醚。

其中，优选地，所述烷基酚聚氧乙烯醚为OP-10或OP-20。

其中，优选地，所述聚季铵盐高聚物为聚烯丙基三甲基氯化铵、聚季铵盐-7或聚季铵盐-10。

其中，优选地，所述助表面活性剂为甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇或异丁醇。

一种低表界面张力高接触角表面活性剂的制备方法，包括以下步骤：

取聚季铵盐高聚物加入助表面活性剂，搅拌均匀，加入氟碳表面活性剂、烷基酚聚氧乙烯醚继续搅拌，再加入40～60重量份水搅拌至均匀，即得。

本发明的有益效果：

本发明含有氟碳表面活性剂，因为氟与氢之间拥有极高的键能，有极低的临界胶束浓度，使得其溶液能形成较低表面张力。

本发明中的烷基酚聚氧乙烯醚可以大幅度降低油水界面张力，实现低界面张力(≤0.5N/m)。

本发明中的聚季铵盐高聚物在水溶液中会形成带电胶体，此胶体与载玻片或者黏土有良好的吸附性，通过电荷作用力、分子间作用力产生强吸引，使该高聚物附着于载体表面，且以为其疏水基朝向外部，令基质表面疏水，从而形成高接触角。

本发明中的解水锁剂含有氟碳键，该键均具有较高的键能，具有良好的热稳定性和化学稳定性。

因此，该解水锁剂能有效降低溶液的表面张力和界面张力，增大接触角且抗温性能好，稳定性好，可有效减少低孔低渗储层的水锁损害。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1水与载玻片的接触角测定图。

具体实施方式

下面将结合本发明具体实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

本实施例提供一种低表界面张力高接触角表面活性剂，按重量份计，包含如下组分：全氟烷基聚氧乙烯醚20份，OP-10 50份，聚烯丙基三甲基氯化铵50份，甲醇50份。

本实施例低表界面张力高接触角表面活性剂的制备方法，包括以下步骤：

取聚烯丙基三甲基氯化铵高聚物加入助表面活性剂，搅拌均匀，加入全氟烷基聚氧乙烯醚、OP-10继续搅拌，再加入50重量份水搅拌至均匀，即得。

实施例2

本实施例提供一种低表界面张力高接触角表面活性剂，按重量份计，包含如下组分：全氟烷基聚氧乙烯醚15份，OP-10 60份，聚烯丙基三甲基氯化铵40份，乙醇60份。

本实施例低表界面张力高接触角表面活性剂的制备方法，包括以下步骤：

取聚烯丙基三甲基氯化铵高聚物加入助表面活性剂，搅拌均匀，加入全氟烷基聚氧乙烯醚、OP-10继续搅拌，再加入40重量份水搅拌至均匀，即得。

实施例3

本实施例提供一种低表界面张力高接触角表面活性剂，按重量份计，包含如下组分：全氟烷基聚氧乙烯醚25份，OP-10 40份，聚季铵盐-7 60份，正丙醇40份。

本实施例低表界面张力高接触角表面活性剂的制备方法，包括以下步骤：

取聚季铵盐-7高聚物加入助表面活性剂，搅拌均匀，加入全氟烷基聚氧乙烯醚、OP-10继续搅拌，再加入60重量份水搅拌至均匀，即得。

实施例4

本实施例提供一种低表界面张力高接触角表面活性剂，按重量份计，包含如下组分：全氟烷基聚氧乙烯醚18份，OP-20 55份，聚季铵盐-7 45份，异丙醇55份。

本实施例低表界面张力高接触角表面活性剂的制备方法，包括以下步骤：

取聚季铵盐-7高聚物加入助表面活性剂，搅拌均匀，加入全氟烷基聚氧乙烯醚、OP-20继续搅拌，再加入45重量份水搅拌至均匀，即得。

实施例5

本实施例提供一种低表界面张力高接触角表面活性剂，按重量份计，包含如下组分：全氟烷基聚氧乙烯醚22份，OP-20 45份，聚季铵盐-10 55份，正丁醇45份。

本实施例低表界面张力高接触角表面活性剂的制备方法，包括以下步骤：

取聚季铵盐-10高聚物加入助表面活性剂，搅拌均匀，加入全氟烷基聚氧乙烯醚、OP-20继续搅拌，再加入55重量份水搅拌至均匀，即得。

实施例6

本实施例提供一种低表界面张力高接触角表面活性剂，按重量份计，包含如下组分：全氟烷基聚氧乙烯醚20份，OP-20 45份，聚季铵盐-10 55份，异丁醇52份。

本实施例低表界面张力高接触角表面活性剂的制备方法，包括以下步骤：

取聚季铵盐-10高聚物加入助表面活性剂，搅拌均匀，加入全氟烷基聚氧乙烯醚、OP-20继续搅拌，再加入55重量份水搅拌至均匀，即得。

性能测试

1.配置0.3％的表面活性剂蒸馏水溶液400g，取200g溶液倒入500ml的玻璃烧杯内，取用乙醇及清水擦洗晾干后的载玻片，放入烧杯内充分浸泡30min，取出载玻片自然晾干，用接触角测定仪滴1μL水于载玻片上，测定该接触角。

水与载玻片的接触角如图1所示。

2.取配置的0.3％的表面活性剂溶液使用旋转滴法测定其与煤油的界面张力，用表界面张力仪测定其表面张力。

用量	表面张力(mN/m)	界面张力(mN/m)	接触角(常温，与水)
				0.3％(室温，25℃)	15	0.05	72
0.3％(150℃，4h)	18	0.08	70

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种低表界面张力高接触角表面活性剂，其特征在于按重量份计，包含如下组分：氟碳表面活性剂15～25份，烷基酚聚氧乙烯醚40～60份，聚季铵盐高聚物40～60份，助表面活性剂40～60份。

2.根据权利要求1所述的一种低表界面张力高接触角表面活性剂，其特征在于：所述氟碳表面活性剂为全氟烷基聚氧乙烯醚。

3.根据权利要求1所述的一种低表界面张力高接触角表面活性剂，其特征在于：所述烷基酚聚氧乙烯醚为OP-10或OP-20。

4.根据权利要求1所述的一种低表界面张力高接触角表面活性剂，其特征在于：所述聚季铵盐高聚物为聚烯丙基三甲基氯化铵、聚季铵盐-7或聚季铵盐-10。

5.根据权利要求1所述的一种低表界面张力高接触角表面活性剂，其特征在于：所述助表面活性剂为甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇或异丁醇。

6.一种权利要求1～5任一项所述的低表界面张力高接触角表面活性剂的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

取聚季铵盐高聚物加入助表面活性剂，搅拌均匀，加入氟碳表面活性剂、烷基酚聚氧乙烯醚继续搅拌，再加入40～60重量份水搅拌至均匀，即得。