CN109111907A - 一种高效强疏水疏油型油田化学助剂用表面活性剂及制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种高效强疏水疏油型油田化学助剂用表面活性剂及制备方法，属于表面活性剂技术领域，按重量份计，包含如下组分：全氟烷基季铵盐5～15份、氟改性的碳氢表面活性剂5～15份、两性甜菜碱表面活性剂5～15份、非离子表面活性剂5～15份、助表面活性剂80～240份。本发明高效强疏水疏油型油田化学助剂用表面活性剂低用量下，表现良好的表界面张力；万分之一用量，表面张力可以控制在20mN/m,界面张力1mN/m，随用量增大，效果更佳。

Description

一种高效强疏水疏油型油田化学助剂用表面活性剂及制备 方法

技术领域

本发明涉及表面活性剂技术领域，特别涉及一种高效强疏水疏油型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、修井及开采作业等过程中，需要用到钻井液、固井液及压裂液等流体，为方便流体反排，一般在其中加入助排剂利于流体反排，然而外来流体侵入储层后，由于毛细管力的滞留作用，地层驱动压力不能将外来流体完全排出地层，储层中的含水饱和度将增加，油气相渗透率将降低，这种现象称之为水锁效应。低渗透、特低渗透储层中水锁现象尤为突出，对油气藏的渗透能力造成伤害，严重影响了油气藏的开发效果，成为低渗透致密油气藏的主要伤害类型之一。

目前普遍认为造成水锁效应形成的因素有：油气侧渗透率大小，初始饱和度，界面张力，水相物理侵入深度，注入流体粘度，驱动压力，孔隙结构，黏土矿物种类及含量等，通常解水锁的方法有强热、表面活性剂润湿解水锁、甲醇等。

目前使用的解水锁方法，目的仅仅是解水锁。强热造成局部闪蒸，能耗大；表面活性剂对地层实现润湿反转，令水更易排出，但水排出的同时，表面活性剂也被携带而出，油藏在地层孔喉运移时，因为原油对地层的润湿，会产生较大的贾敏效应；甲醇具有毒性，运输使用过程中存在风险性大，在安全形势严峻的今天，不少油田已经逐渐淘汰。

此外，油田在助排、驱油时，一般采用低表面张力、低界面张力的表面活性剂产品，以减少油水之间的摩擦力，但常规的助排剂、驱油剂等，与土壤没有好的结合性，效果短暂，需要持续添加活性剂产品才能起到较好的效果。

本发明产品为一种表面活性剂类复配产品，具有长效润湿反转，低表、界面张力，土壤防膨，长效疏水疏油等多种用途。

发明内容

本发明提供了一种高效强疏水疏油型油田化学助剂用表面活性剂及其制备方法，具有长效润湿反转，低表、界面张力，土壤防膨，长效疏水疏油的特点。

本发明的技术方案为：

一种高效强疏水疏油型油田化学助剂用表面活性剂，按重量份计，包含如下组分：全氟烷基季铵盐5～15份、氟改性的碳氢表面活性剂5～15份、两性甜菜碱表面活性剂5～15份、非离子表面活性剂5～15份、助表面活性剂80～240份。

其中，优选地，所述全氟烷基季铵盐中烷基的碳原子数为6～8。

其中，优选地，所述氟改性的碳氢表面活性剂为碳原子数在6～8的全氟烷基聚氧乙烯醚或碳原子数为6～8的全氟烷基甜菜碱。

其中，优选地，所述两性甜菜碱表面活性剂为CAB-35或BS-12。

其中，优选地，所述非离子表面活性剂为OP-10或OP-20。

其中，优选地，所述助表面活性剂为乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇或异丁醇。

一种高效强疏水疏油型油田化学助剂用表面活性剂的制备方法，包括以下步骤：

取助表面活性剂加入40～120重量份水，加入全氟烷基季铵盐、氟改性的碳氢表面活性剂，50℃搅拌2h；停止加热，加入40～120重量份水搅拌，加入非离子表面活性剂继续搅拌，当非离子表面活性剂完全溶解均匀后，加入两性甜菜碱表面活性剂溶液搅拌至均匀澄清，即得。

所述的高效强疏水疏油型油田化学助剂用表面活性剂在油田中的应用。

本发明高效强疏水疏油型油田化学助剂用表面活性剂配方中使用氟改性的碳氢表面活性剂，可以达到极佳的表面张力。普通碳氢表面活性剂的表面张力，通常在25-40mN/m，而氟改性的碳氢表面活性剂，表面张力在12-20mN/m，且具有更低的临界胶束浓度，临界胶束浓度通常为相似链结构碳氢表面活性剂的百分之一至十分之一，更高效，成本更低。

表面活性剂对油层的润湿性反映在表面活性剂溶液流经岩石毛细孔道时产生的毛细管阻力，可以用下式表示：

△P＝(2·γow/R)·cosθ

△P：毛细管阻力

γow：油水界面张力

θ：油对岩石表面的润湿角

R：岩石毛细孔道半径。

对同一岩石毛细孔道来说，R为定值。因此，减小油水界面张力，增大油对岩石表面的润湿角，能够有效的降低毛细管阻力。

常规的碳氢表面活性剂，如单独使用OP、JFC、NP、吐温、斯盘、烷基苯磺酸盐、CAB-35、BS-12等诸多表面活性剂时，亲油基团有较好的亲油性，使用后，油对岩石表面的润湿角在30度左右，而本产品使用后的润湿角可以控制在65度左右。Cos65°/cos30°＝0.423/0.866＝0.488，即单独通过润湿角的改变可以将溶液通过毛细管时的毛细管阻力降低一半左右。

水在岩石上的润湿角为30°，使用高效强疏水疏油型油田化学助剂用表面活性剂处理岩石后，水对岩石的润湿角可以控制在65°以上，同样能够有效的减少水流经孔道的阻力，减少水锁发生的概率。

本发明高效强疏水疏油型油田化学助剂用表面活性剂中含有正电胶体，可以与土壤负电荷形成有效的吸引，令产品吸附于岩石或土壤表层，长效持久。

本发明的有益效果：

1、本发明高效强疏水疏油型油田化学助剂用表面活性剂低用量下，表现良好的表界面张力；万分之一用量，表面张力可以控制在20mN/m,界面张力1mN/m，随用量增大，效果更佳。

2、改善油、水与岩石表面润湿性，使油、水在毛细管中流动阻力减小，利于油、水在地层的运移，运移时毛细管阻力可降低一半以上。

3、生效时间长。

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无水煤油与载玻片的接触角测定图(表面活性剂浓度为0.01％)。

图2水与载玻片的接触角测定图(表面活性剂浓度为0.01％)。

图3无水煤油与载玻片的接触角测定图(表面活性剂浓度为0.006％)。

图4水与载玻片的接触角测定图(表面活性剂浓度为0.006％)。

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

本实施例提供一种高效强疏水疏油型油田化学助剂用表面活性剂，按重量份计，包含如下组分：碳原子数为7的全氟烷基季铵盐10份、碳原子数在7的全氟烷基聚氧乙烯醚10份、OP-10 10份、两性甜菜碱10份、乙醇160份。

本实施例高效强疏水疏油型油田化学助剂用表面活性剂的制备方法，包括以下步骤：

取乙醇加入80重量份水，加入全氟烷基季铵盐、碳原子数在7的全氟烷基聚氧乙烯醚，50℃搅拌2h；停止加热，加入100重量份水搅拌，加入两性甜菜碱继续搅拌，当两性甜菜碱完全溶解均匀后，加入OP-10，溶液搅拌至均匀澄清，即得。

实施例2

本实施例提供一种高效强疏水疏油型油田化学助剂用表面活性剂，按重量份计，包含如下组分：碳原子数为6的全氟烷基季铵盐15份、碳原子数在6的全氟烷基聚氧乙烯醚5份、OP-10 15份、两性甜菜碱5份、正丙醇240份。

本实施例高效强疏水疏油型油田化学助剂用表面活性剂的制备方法，包括以下步骤：

取正丙醇加入40～120重量份水，加入全氟烷基季铵盐、碳原子数在6的全氟烷基聚氧乙烯醚，50℃搅拌2h；停止加热，加入40～120重量份水搅拌，加入两性甜菜碱继续搅拌，当两性甜菜碱完全溶解均匀后，加入OP-10，溶液搅拌至均匀澄清，即得。

实施例3

本实施例提供一种高效强疏水疏油型油田化学助剂用表面活性剂，按重量份计，包含如下组分：碳原子数为8的全氟烷基季铵盐5份、碳原子数在8的全氟烷基聚氧乙烯醚15份、OP-10 5份、两性甜菜碱15份、异丙醇80份。

本实施例高效强疏水疏油型油田化学助剂用表面活性剂的制备方法，包括以下步骤：

取异丙醇加入40～120重量份水，加入全氟烷基季铵盐、氟改性的碳氢表面活性剂，50℃搅拌2h；停止加热，加入40～120重量份水搅拌，加入两性甜菜碱继续搅拌，当两性甜菜碱完全溶解均匀后，加入OP-10溶液搅拌至均匀澄清，即得。

实施例4

本实施例提供一种高效强疏水疏油型油田化学助剂用表面活性剂，按重量份计，包含如下组分：碳原子数为6的全氟烷基季铵盐10份、碳原子数为6的全氟烷基甜菜碱12份、BS-12 8份、OP-20 12份、正丁醇100份。

本实施例高效强疏水疏油型油田化学助剂用表面活性剂的制备方法，包括以下步骤：

取正丁醇加入40～120重量份水，加入全氟烷基季铵盐、碳原子数为6的全氟烷基甜菜碱，50℃搅拌2h；停止加热，加入40～120重量份水搅拌，加入OP-20继续搅拌，当OP-20完全溶解均匀后，加入BS-12，溶液搅拌至均匀澄清，即得。

实施例5

本实施例提供一种高效强疏水疏油型油田化学助剂用表面活性剂，按重量份计，包含如下组分：碳原子数为8的全氟烷基季铵盐10份、碳原子数为8的全氟烷基甜菜碱12份、BS-12 12份、OP-20 12份、异丁醇120份。

本实施例高效强疏水疏油型油田化学助剂用表面活性剂的制备方法，包括以下步骤：

取异丁醇加入40～120重量份水，加入全氟烷基季铵盐、碳原子数为8的全氟烷基甜菜碱，50℃搅拌2h；停止加热，加入40～120重量份水搅拌，加入OP-20继续搅拌，当OP-20完全溶解均匀后，加入BS-12，溶液搅拌至均匀澄清，即得。

性能测试

1.配置0.01％的实施例1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波片，放入烧杯内充分浸泡30min，取出载玻片晾干，用接触角测定仪滴1微升水于载玻片上，测定该接触角；另用接触角测定仪滴1微升无水煤油于载玻片上，测定该接触角。

无水煤油与载玻片的接触角如图1所示。

水与载玻片的接触角如图2所示。

2.取配置的0.01％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)
			0.01％	18	0.4

3.配置0.006％的实施例1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波片，放入烧杯内充分浸泡30min，取出载玻片晾干，用接触角测定仪滴1微升水于载玻片上，测定该接触角；另用接触角测定仪滴1微升无水煤油于载玻片上，测定该接触角。

无水煤油与载玻片的接触角如图3所示。

水与载玻片的接触角如图4所示。

4.取配置的0.006％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)
			0.006％	20	0.7

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 (7)

1.一种高效强疏水疏油型油田化学助剂用表面活性剂，其特征在于：按重量份计，包含如下组分：全氟烷基季铵盐5～15份、氟改性的碳氢表面活性剂5～15份、两性甜菜碱表面活性剂5～15份、非离子表面活性剂5～15份、助表面活性剂80～240份。

2.根据权利要求1所述的一种高效强疏水疏油型油田化学助剂用表面活性剂，其特征在于：所述全氟烷基季铵盐中烷基的碳原子数为6～8。

3.根据权利要求1所述的一种高效强疏水疏油型油田化学助剂用表面活性剂，其特征在于：所述氟改性的碳氢表面活性剂为碳原子数在6～8的全氟烷基聚氧乙烯醚或碳原子数为6～8的全氟烷基甜菜碱。

4.根据权利要求1所述的一种高效强疏水疏油型油田化学助剂用表面活性剂，其特征在于：所述两性甜菜碱表面活性剂为CAB-35或BS-12。

5.根据权利要求1所述的一种高效强疏水疏油型油田化学助剂用表面活性剂，其特征在于：所述非离子表面活性剂为OP-10或OP-20。

6.根据权利要求1所述的一种高效强疏水疏油型油田化学助剂用表面活性剂，其特征在于：所述助表面活性剂为乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇或异丁醇。

7.一种权利要求1～6任一项所述的高效强疏水疏油型油田化学助剂用表面活性剂的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

取助表面活性剂加入40～120重量份水，加入全氟烷基季铵盐、氟改性的碳氢表面活性剂，50℃搅拌2h；停止加热，加入40～120重量份水搅拌，加入非离子表面活性剂继续搅拌，当非离子表面活性剂完全溶解均匀后，加入两性甜菜碱表面活性剂溶液搅拌至均匀澄清，即得。