CN109652048B - 一种复合驱油剂及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种复合驱油剂及其制备方法和应用。该复合驱油剂包括对称型烷基醇聚氧乙烯醚磺酸盐类阴‑非双子表面活性剂、阳离子表面活性剂和余量的水；对称型烷基醇聚氧乙烯醚磺酸盐类阴‑非双子表面活性剂与阳离子表面活性剂的摩尔比为1:2～1:4。该复合驱油剂能够显著降低油水界面张力，尤其针对低渗透油藏能产生超低界面张力，具有优良的界面活性，对于低渗透油藏的高效开发和原油采收率的提高具有重要的意义。
Description
技术领域
本发明属于油田开发三次采油技术领域，具体涉及一种复合驱油剂及其制备方法和应用。
背景技术
在未来很长一段时期内，低渗透油藏将在我国石油工业中占有重要地位，是我国石油工业增储上产的重要资源基础。
在低渗油藏中，表面活性剂及其复配驱油体系是启动残余油的主要手段之一。通过在注入水中加入表面活性剂进行驱油，可以有效的降低油水间的界面张力，产生乳化作用，改变岩石表面的润湿性，减少岩层对油的吸附能力，增加油在水中的溶解及分散能力，从而将岩层中束缚的残余油开采出来，同时表面活性剂也具有降低注水井的注入压力，补充地层能量的作用。
油水界面张力能否达到超低(10-3mN/m)，是筛选三次采油用表面活性剂的重要指标。但是长期以来表面活性剂驱油体系存在着地层吸附、成本过高、对地层复杂条件适应性差等问题。
因此，亟待开发出表/界面活性高、耐温耐盐能力强、使用浓度低的新型表面活性剂复合驱油体系，进而提高低渗透油藏的开发效果。
发明内容
基于现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种复合驱油剂及其制备方法，该复合驱油剂是采用一种对称型烷基醇聚氧乙烯醚磺酸盐类阴-非双子表面活性剂与传统阳离子表面活性剂进行复配加水稀释得到的。本发明的目的还在于提供该复合驱油剂在低渗透油藏驱油开采中的应用，其针对低渗透油藏能产生超低界面张力，对于低渗透油藏的高效开发具有重要的意义。
本发明的目的通过以下技术方案得以实现：
一方面，本发明提供一种复合驱油剂，所述复合驱油剂包括对称型烷基醇聚氧乙烯醚磺酸盐类阴-非双子表面活性剂、阳离子表面活性剂和余量的水；
所述对称型烷基醇聚氧乙烯醚磺酸盐类阴-非双子表面活性剂与所述阳离子表面活性剂的摩尔比为1:2～1:4。
上述的复合驱油剂中，优选地，所述对称型烷基醇聚氧乙烯醚磺酸盐类阴-非双子表面活性剂与所述阳离子表面活性剂的总浓度为50-800mg/L。
上述的复合驱油剂中，优选地，所述对称型烷基醇聚氧乙烯醚磺酸盐类阴-非双子表面活性剂的化学结构式如式(I)所示：
其中，x取值为5、9或15；M为Na或K。
上述的复合驱油剂中，优选地，所述对称型烷基醇聚氧乙烯醚磺酸盐类阴-非双子表面活性剂是通过如下制备方法制备得到的：
步骤一，乙二胺与2-溴乙基磺酸盐通过取代反应合成中间体乙二胺N,N’-二乙基磺酸盐；
步骤二，脂肪醇聚氧乙烯醚进行卤化反应，得到产物卤代脂肪醇聚氧乙烯醚；
步骤三，卤代脂肪醇聚氧乙烯醚与乙二胺N,N’-二乙基磺酸盐通过叔铵化反应合成得到该对称型烷基醇聚氧乙烯醚磺酸盐类阴-非双子表面活性剂。
上述的复合驱油剂中，优选地，所述阳离子表面活性剂包括十六烷基三甲基溴化铵、十六烷基三甲基氯化铵和十二烷基三甲基溴化铵中的一种或多种的组合。
另一方面，本发明还提供上述复合驱油剂的制备方法，该方法是将对称型烷基醇聚氧乙烯醚磺酸盐类阴-非双子表面活性剂、阳离子表面活性剂和水按照比例进行复配，最终得到所述复合驱油剂。
再一方面，本发明还提供上述复合驱油剂在低渗透油藏驱油开采中的应用。
本发明的有益效果：
(1)本发明的复合驱油剂中的对称型烷基醇聚氧乙烯醚磺酸盐类阴-非双子表面活性剂具有耐温、耐盐、表/界面活性强以及临界胶束浓度的优点，与传统的高效阳离子表面活性剂进行复配，利用阴阳离子对的吸引作用，产生协同增效的作用，在1:2～1:4的复配比例和50-800mg/L的浓度条件下达到在油水界面高效吸附的效果，显著降低油水界面张力。
(2)本发明复合驱油剂物理模拟驱油效果良好，能够在低渗透岩心物理模拟常规水驱后进一步提高原油采收率。
附图说明
图1为本发明实施例1中油/水界面张力随表面活性剂总浓度的变化曲线；
图2为本发明实施例2中油/水界面张力随阳离子表面活性剂所占摩尔分数的变化曲线。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，现对本发明的技术方案进行以下详细说明，但不能理解为对本发明的可实施范围的限定。
以下各实施方式中，所述对称型烷基醇聚氧乙烯醚磺酸钠阴-非双子表面活性剂：GAES-1209(疏水碳链长度为12，乙氧基数为9)，是通过以下制备方法制备得到的：
(1)中间体乙二胺N,N’-二乙基磺酸钠的合成
称取0.01mol的乙二胺和30mL去离子水加入到250mL的三口烧瓶中，加入转子、温度计及回流冷凝管，称取0.022mol的2-溴乙基磺酸钠溶解于30mL去离子水中，倒入150mL的恒压滴液漏斗中，向三口烧瓶中缓慢滴加2-溴乙基磺酸钠水溶液，同时加入0.022mol的氢氧化钠调节pH在10左右，在55℃下反应8h，停止反应，减压蒸馏除去多余的反应溶剂，用无水乙醇反复洗涤，重结晶，抽滤，真空干燥，得到中间体产物。
(2)氯代脂肪醇聚氧乙烯醚的合成
向三口烧瓶中加入0.022mol的脂肪醇聚氧乙烯醚，开动搅拌并加热至反应温度70℃，用恒压滴液漏斗向三口烧瓶中慢速滴加0.0396mol的SOCl2，控制滴定速度，防止产生大量白烟挥发，滴定完成后在反应8h，直至不再放出HCl及SO2为止。停止反应，将反应物冷却。用15％的氢氧化钠溶液中和至碱性，移入分液漏斗中分离出无机盐，保留上层有机层，用热水水洗5-6次，直到无刺激性气味为止，得到氯代脂肪醇聚氧乙烯醚。
(3)目标产物的合成
称取0.01mol的中间体反应产物加入到250mL三口烧瓶中，开动搅拌并加热至反应温度70℃，将0.022mol的氯代脂肪醇聚氧乙烯醚溶解于60mL的乙醇和水混合液(1:1)中，用恒压滴液漏斗向三口烧瓶中缓慢滴加氯代脂肪醇聚氧乙烯醚的溶液，同时加入0.022mol的氢氧化钠调节pH在10左右，在70℃下回流反应10h。停止反应，将反应物冷却，减压蒸馏后加入乙醇(或丙酮、或二氯甲烷)，有大量白色固体(盐)析出，过滤，继续减压蒸馏，蒸出溶剂后，得到目标产物GAES-1209。
实施例1
本实施例提供一种复合驱油剂，该复合驱油剂中的表面活性剂是由A：GAES-1209和B：十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)组成。A和B的摩尔比例为0.25。通过加入油田实际地层水配制不同表面活性剂总浓度(50-800mg/L)的复合驱油剂，对其进行驱油试验。
仪器采用TX-500C界面张力仪，油相采用某油田脱气脱水原油，测试温度为45℃，在5000转/分钟的条件下测定油水界面张力，实验结果如图1所示。图1为油/水界面张力随表面活性剂总浓度的变化曲线(方块为单独GAES-1209体系，圆形为十六烷基三甲基溴化铵体系，三角为两者的复合驱油剂体系)。
由图1可以看出，GAES-1209、CTAB及其复合驱油剂分别在浓度为600mg/L、300mg/L和200mg/L时达到最低值，且复合驱油剂比两个单独体系的都要低，并且在总浓度200mg/L时，复合驱油剂与原油间的油水界面张力可达到最低为1.84×10-3mN/m。
实施例2：
本实施例提供一种复合驱油剂，该复合驱油剂中的表面活性剂是由A：GAES-1209和B：十六烷基三甲基溴化铵组成。通过加入油田实际地层水配制表面活性剂总浓度为200mg/L的复合驱油剂，其中改变A与B的摩尔比例，对其进行驱油试验。
仪器采用TX-500C界面张力仪，油相采用某油田脱气脱水原油，测试温度为45℃，在5000转/分钟的条件下测定油水界面张力，实验结果如图2所示。图2为油/水界面张力随阳离子表面活性剂所占摩尔分数的变化曲线。
由图2可以看出，CTAB的最佳摩尔分数为0.8，即GAES-1209与CTAB的复配比例为1:4时，该复合驱油剂与原油间的油水界面张力可达到最低为1.84×10-3mN/m。
Claims (4)
1.一种复合驱油剂，其特征在于：所述复合驱油剂包括对称型烷基醇聚氧乙烯醚磺酸盐类阴-非双子表面活性剂、阳离子表面活性剂和余量的水；
所述对称型烷基醇聚氧乙烯醚磺酸盐类阴-非双子表面活性剂与所述阳离子表面活性剂的摩尔比为1:2～1:4；
所述对称型烷基醇聚氧乙烯醚磺酸盐类阴-非双子表面活性剂的化学结构式如式(I)所示：
其中，x取值为5、9或15；M为Na或K；
所述阳离子表面活性剂包括十六烷基三甲基溴化铵、十六烷基三甲基氯化铵和十二烷基三甲基溴化铵中的一种或多种的组合；
所述对称型烷基醇聚氧乙烯醚磺酸盐类阴-非双子表面活性剂是通过如下制备方法制备获得的：
步骤一，乙二胺与2-溴乙基磺酸盐通过取代反应合成中间体乙二胺N,N’-二乙基磺酸盐；
步骤二，脂肪醇聚氧乙烯醚进行卤化反应，得到产物卤代脂肪醇聚氧乙烯醚；
步骤三，卤代脂肪醇聚氧乙烯醚与乙二胺N,N’-二乙基磺酸盐通过叔铵化反应合成得到该对称型烷基醇聚氧乙烯醚磺酸盐类阴-非双子表面活性剂。
2.根据权利要求1所述的复合驱油剂，其特征在于：所述对称型烷基醇聚氧乙烯醚磺酸盐类阴-非双子表面活性剂与所述阳离子表面活性剂的总浓度为50-800mg/L。
3.权利要求1或2所述复合驱油剂的制备方法，其特征在于：该方法是将对称型烷基醇聚氧乙烯醚磺酸盐类阴-非双子表面活性剂、阳离子表面活性剂和水按照比例进行复配，最终得到所述复合驱油剂。
4.权利要求1或2所述复合驱油剂在低渗透油藏驱油开采中的应用。
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| CN102380330A (zh) * | 2011-09-11 | 2012-03-21 | 西南石油大学 | 一种阴-非两性离子型双子表面活性剂及合成方法 |
| CN102441338A (zh) * | 2012-01-04 | 2012-05-09 | 西南石油大学 | 一种磺酸盐芳烷基阴－非型双子表面活性剂及合成方法 |
| CN104263341A (zh) * | 2014-08-08 | 2015-01-07 | 中国石油天然气股份有限公司 | 正负离子表面活性剂复配混合物及其制备方法 |
-
2018
- 2018-12-28 CN CN201811617943.3A patent/CN109652048B/zh active Active
Patent Citations (3)
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Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| "对称型双子表面活性剂的合成研究进展";侯宝峰;《日用化学工业》;20140222;第44卷(第2期);94-99 * |
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