CN110343515B - 喜盐驱油剂及其组合物和在地层驱油中的应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及驱油剂领域，具体涉及喜盐驱油剂及其组合物和在地层驱油中的应用。该组合物由第一两性离子表面活性剂和第二两性表面活性剂组成；其中，所述第一两性离子表面活性剂为式(1)所示的化合物中的一种或多种，所述第二两性表面活性剂为C6‑C20烷基咪唑啉甜菜碱中的一种或多种，式(1)R1‑N+(R2)2‑CH2‑COO‑。本发明的该驱油剂用组合物通过特定的两种两性离子表面活性剂的配合作用，在具有矿化度15×104mg/L‑25×104mg/L，钙镁离子含量10000‑50000mg/L的地层水地层的驱油中，能够使得油水界面张力降至更低，从而获得高驱油效果。

Description

喜盐驱油剂及其组合物和在地层驱油中的应用
技术领域
本发明涉及驱油剂领域，具体涉及喜盐驱油剂及其组合物和在地层驱油中的应用。
背景技术
西北油田油藏存在地层水矿化度高(>19×104mg/L)，地层水钙镁离子含量高(>10000mg/L)的极端条件。目前油田常用的驱油剂包括非离子型和阴离子型表面活性剂，有聚氧乙烯醚类、石油磺酸盐、重烷基苯磺酸盐、木质素磺酸盐以及石油羧酸盐等品种。但这些常用的驱油剂很难同时满足高矿化度和高钙镁含量的苛刻条件。
CN101177606A公开了一种耐盐型驱油剂，该驱油剂由表面活性剂和溶剂所组成，其中表面活性剂为重烷基苯磺酸盐和含氮表面活性剂的复配物，且不含有非离子表面活性剂，其中，重烷基苯磺酸盐平均摩尔分子量为380-600，含氮表面活性剂是一种阴离子型化合物、分子中含有1-5个聚氧乙烯基团和氮元素、分子中C/N原子比为14-26:1、平均摩尔质量为380-500，且重烷基苯磺酸盐和含氮表面活性剂的重量配比为30：70-95：5，驱油剂中表面活性剂的总重量分数为40-60％，并使用中低碳醇或醇醚的水溶液做溶剂，不含芳香溶剂，不含碱，中低碳醇或醇醚的重量分数为30-50％。尽管该驱油剂对于高矿化度和高钙镁含量的油田地层水有一定的耐受能力，但是对于地层水矿化度高(>19×104mg/L)，地层水钙镁离子含量高(>10000mg/L)的极端条件仍然无法获得可观的驱油效果。
发明内容
本发明的目的在于提供一种特别适用于含高矿化度且高钙镁离子含量的地层水的地层驱油的喜盐驱油剂及其组合物和在地层驱油中的应用。
为了实现上述目的，本发明一方面提供一种喜盐驱油剂用组合物，该组合物由第一两性离子表面活性剂和第二两性表面活性剂组成；其中，所述第一两性离子表面活性剂为式(1)所示的化合物中的一种或多种，所述第二两性表面活性剂为C6-C20烷基咪唑啉甜菜碱中的一种或多种；
式(1)R1-N+(R2)2-CH2-COO-
其中，R1为C6-C20的烷基，R2各自独立地选自C1-C4的烷基。
本发明第二方面提供了含有上述组合物的喜盐驱油剂。
本发明第三方面提供上述组合物或喜盐驱油剂在地层驱油中的应用。
本发明的该驱油剂用组合物通过特定的两种两性离子表面活性剂的配合作用，在具有矿化度15×104mg/L-25×104mg/L，钙镁离子含量10000-50000mg/L的地层水地层的驱油中，能够使得油水界面张力降至更低，例如降低至10-3mN/m以下，从而获得高驱油效果，例如洗油率达到90％以上。
具体实施方式
在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
本发明一方面提供一种喜盐驱油剂用组合物，该组合物由第一两性离子表面活性剂和第二两性表面活性剂组成；其中，所述第一两性离子表面活性剂为式(1)所示的化合物中的一种或多种，所述第二两性表面活性剂为C6-C20烷基咪唑啉甜菜碱中的一种或多种；
式(1)R1-N+(R2)2-CH2-COO-
其中，R1为C6-C20的烷基，R2各自独立地选自C1-C4的烷基。
根据本发明，所述第一两性离子表面活性剂和第二两性表面活性剂具有结构互补和良好配伍性，在高矿化度和高钙镁离子含量的地层水中，能够形成棒状胶束并相互缠绕交叠，使油水界面张力达到超低值，从而获得高洗油率。
根据本发明，所述第一两性离子表面活性剂为式(1)表示的两性离子表面活性剂中的一种或多种，该式(1)所示的化合物具有胺乙内酯结构。其中，R1为烷基可以为直链烷基也可以为支链烷基，优选为直链烷基。优选地，R1为C8-C16的烷基。更优选地，R1为正辛基、正壬基、正癸基、正十一烷基、正十二烷基、正十三烷基、正十四烷基、正十五烷基或正十六烷基。
优选地，R2各自独立地选自甲基、乙基、正丙基和正丁基。也即上述式(1)中两个R2可以相同或者不同。
在本发明的一种优选的实施方式中，所述第一两性离子表面活性剂为正十二烷基二甲基胺乙内酯、正十二烷基二乙基胺乙内酯、正十四烷基二甲基胺乙内酯、正十四烷基二乙基胺乙内酯、正十六烷基二甲基胺乙内酯和正十六烷基二乙基胺乙内酯中的一种或多种，更优选为正十四烷基二甲基胺乙内酯和/或正十四烷基二乙基胺乙内酯。
根据本发明，所述C6-C20烷基咪唑啉甜菜碱中C6-C20限定的是该烷基咪唑啉甜菜碱的烷基的碳原子数，优选地，所述第二两性表面活性剂为C8-C16烷基咪唑啉甜菜碱。
更优选地，所述第二两性表面活性剂为正壬基咪唑啉甜菜碱、月桂基咪唑啉甜菜碱、正十四烷基咪唑啉甜菜碱和正十六烷基咪唑啉甜菜碱中的一种或多种，更优选为月桂基咪唑啉甜菜碱。
上述第一两性离子表面活性剂和第二两性表面活性剂都可以为市售品，本发明对此并无特别的限定。
根据本发明，所述第一两性离子表面活性剂和第二两性表面活性剂的配比可以在较宽范围内变动，优选地，所述第一两性离子表面活性剂和第二两性表面活性剂的重量比为1：0.1-10，优选为1：0.2-6，更优选为1：0.3-3。
本发明第二方面提供了含有上述组合物的喜盐驱油剂。
根据本发明，该喜盐驱油剂可以直接为上述组合物，不过也可以为含有上述组合物的水溶液。当所述喜盐驱油剂为含有所述组合物的水溶液时，为了使得所述第一两性离子表面活性剂和第二两性表面活性剂能够形成稳定的棒状胶束网络结构，使得油水界面张力达到超低值，该水溶液采用的溶剂为矿化度15×104mg/L-25×104mg/L且钙镁离子含量10000-50000mg/L的水。这样的水可以直接为地层水。该水溶液中上述组合物的浓度可以在较宽范围内变动，例如可以为0.1-0.5重量％，优选为0.3-0.5重量％。
本发明第三方面提供上述组合物或喜盐驱油剂在地层驱油中的应用。
本发明的上述组合物或喜盐驱油剂能够对存在高矿化度和高钙镁含量的地层水的地层具有优良的驱油效果，特别是针对存在矿化度15×104mg/L-25×104mg/L，钙镁离子含量10000-50000mg/L的地层水的地层。
根据本发明，本发明的喜盐驱油剂能够在较低投加量下，即可获得超低界面张力值，较高的洗油效率，例如喜盐驱油剂的投加量使得地层水中上述组合物的浓度为0.1-0.5重量％，优选为0.3-0.5重量％。
本发明的该喜盐驱油剂，在具有高矿化度和高钙镁离子含量的地层水中，将形成稳定的棒状胶束网络结构，使得油水界面张力达到超低值，从而获得高洗油率。
以下将通过实施例对本发明进行详细描述。
以下例子中：
油水界面张力值利用TX-500C界面张力仪于80℃条件下测得。
洗油率是根据标准Q/SHCG 11-2011中的测试方法测得。
实施例1
本实施例用于说明本发明的喜盐驱油剂及其组合物。
将重量比为1：1的正十四烷基二甲基胺乙内酯和月桂基咪唑啉甜菜碱与地层水(来自西北油田西达里亚油藏的总矿化度19×104mg/L、钙镁离子含量为11000mg/L的地层水)配制成浓度为0.3重量％的驱油剂溶液。
西达里亚原油与该驱油剂溶液的界面张力值和洗油率如表1所示。
实施例2
本实施例用于说明本发明的喜盐驱油剂及其组合物。
将重量比为3：1的正十四烷基二甲基胺乙内酯和月桂基咪唑啉甜菜碱与地层水(来自西北油田西达里亚油藏的总矿化度25×104mg/L、钙镁离子含量为50000mg/L的地层水)配制成浓度为0.5重量％的驱油剂溶液。
西达里亚原油与该驱油剂溶液的界面张力值和洗油率如表1所示。
实施例3
本实施例用于说明本发明的喜盐驱油剂及其组合物。
将重量比为1：2的正十四烷基二甲基胺乙内酯和月桂基咪唑啉甜菜碱与地层水(来自西北油田西达里亚油藏的总矿化度15×104mg/L、钙镁离子含量为10000mg/L的地层水)配制成浓度为0.4重量％的驱油剂溶液。
西达里亚原油与该驱油剂溶液的界面张力值和洗油率如表1所示。
实施例4
本实施例用于说明本发明的喜盐驱油剂及其组合物。
根据实施例1所述的方法，不同的是，调整正十四烷基二甲基胺乙内酯和月桂基咪唑啉甜菜碱的总用量使得所得驱油剂溶液中十四烷基二甲基胺乙内酯和月桂基咪唑啉甜菜碱的总浓度为0.1重量％。
西达里亚原油与该驱油剂溶液的界面张力值和洗油率如表1所示。
实施例5
本实施例用于说明本发明的喜盐驱油剂及其组合物。
根据实施例1所述的方法，不同的是，正十四烷基二甲基胺乙内酯和月桂基咪唑啉甜菜碱的用量重量比为1：0.1，配制得到浓度为0.3重量％的驱油剂溶液。
西达里亚原油与该驱油剂溶液的界面张力值和洗油率如表1所示。
实施例6
本实施例用于说明本发明的喜盐驱油剂及其组合物。
根据实施例1所述的方法，不同的是，正十四烷基二甲基胺乙内酯和月桂基咪唑啉甜菜碱的用量重量比为1：8，配制得到浓度为0.3重量％的驱油剂溶液。
西达里亚原油与该驱油剂溶液的界面张力值和洗油率如表1所示。
实施例7-10
本实施例用于说明本发明的喜盐驱油剂及其组合物。
根据实施例1所述的方法，不同的是：
实施例7中：采用正十二烷基二甲基胺乙内酯代替正十四烷基二甲基胺乙内酯；所得的驱油剂溶液与西达里亚原油的界面张力值和洗油率如表1所示。
实施例8中：采用正十六烷基二甲基胺乙内酯代替正十四烷基二甲基胺乙内酯；所得的驱油剂溶液与西达里亚原油的界面张力值和洗油率如表1所示。
实施例9中：采用正壬基咪唑啉甜菜碱代替月桂基咪唑啉甜菜碱；所得的驱油剂溶液与西达里亚原油的界面张力值和洗油率如表1所示。
实施例10中：采用正十四烷基咪唑啉甜菜碱代替月桂基咪唑啉甜菜碱；所得的驱油剂溶液与西达里亚原油的界面张力值和洗油率如表1所示。
实施例11
本实施例用于说明本发明的喜盐驱油剂及其组合物。
根据实施例1所述的方法，不同的是，制备矿化度为8000mg/L、钙镁离子含量为300mg/L代替来自西北油田西达里亚油藏的总矿化度19×104mg/L、钙镁离子含量为11000mg/L的地层水，从而得到浓度为0.3重量％的驱油剂溶液。
西达里亚原油与该驱油剂溶液的界面张力值和洗油率如表1所示。
对比例1
根据实施例1所述的方法，不同的是，采用等重量份的正十四烷基二甲基胺乙内酯代替月桂基咪唑啉甜菜碱，配制得到浓度为0.3重量％的驱油剂溶液。
西达里亚原油与该驱油剂溶液的界面张力值和洗油率如表1所示。
对比例2
根据实施例1所述的方法，不同的是，采用等重量份的月桂基咪唑啉甜菜碱代替正十四烷基二甲基胺乙内酯，配制得到浓度为0.3重量％的驱油剂溶液。
西达里亚原油与该驱油剂溶液的界面张力值和洗油率如表1所示。
表1
Figure BDA0001616989610000081
通过表1的数据可以看出，本发明的喜盐驱油剂能够针对高矿化度和高钙镁离子含量的地层水，使得油水界面张力达到超低值，并获得高洗油率，特别是优选的喜盐驱油剂，其对存在高矿化度和高钙镁离子含量的地层水的地层的驱油效果更佳。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合，这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种喜盐驱油剂，其特征在于，所述喜盐驱油剂为含有喜盐驱油剂用组合物的水溶液，该水溶液采用的溶剂为矿化度15×104mg/L-25×104mg/L且钙镁离子含量10000-50000mg/L的水，该组合物由第一两性离子表面活性剂和第二两性表面活性剂组成；
其中，所述第一两性离子表面活性剂选自正十四烷基二甲基胺乙内酯和/或正十四烷基二乙基胺乙内酯；所述第二两性表面活性剂选自月桂基咪唑啉甜菜碱；
所述第一两性离子表面活性剂和第二两性表面活性剂的重量比为1：0.2-6；
水溶液中上述组合物的浓度为0.1-0.5重量%。
2.根据权利要求1所述的喜盐驱油剂，其中，所述第一两性离子表面活性剂和第二两性表面活性剂的重量比为1：0.3-3。
3.权利要求1或2所述的喜盐驱油剂在地层驱油中的应用。
4.根据权利要求3所述的应用，其中，该地层的地层水的矿化度15×104mg/L-25×104mg/L，钙镁离子含量10000-50000mg/L。
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