CN111763510B - 耐温抗盐降压增注用表面活性剂及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种耐温抗盐降压增注用表面活性剂及其制备方法和应用,属于油田化学技术领域。该耐温抗盐降压增注用表面活性剂以质量百分比计,包括10‑20%非离子表面活性剂、5‑10%的阴‑非离子表面活性剂、3‑5%的聚硅氧烷聚醚松香胺表面活性剂、5‑10%的溶剂以及余量水。本发明的产品原料易得,制备简便,该体系在0.3%质量浓度下,油水界面张力可降低至2.5×10‑3‑4.3×10‑3mN/m,于温度150℃、恒温48h、盐含量达200000mg/L的情况下,表面张力降低到23.1‑23.8mN/m,接触角为84.2‑85.1°,降压率达到29.5‑30.4%,绿色环保,具有一定的缓蚀阻垢作用,对地层没有损害。
Description
技术领域
本发明属于油田化学技术领域,尤其涉及一种耐温抗盐降压增注用表面活性剂及其制备方法和应用。
背景技术
在油井注水开发时,一是提高注入压力,但由于超破裂压力注水,水沿裂缝突进,造成油层水淹、驱油效率低、波及体积小且套损严重;二是缩小井距,但低渗油藏储油丰度低,井网过密,单井所控制的可采储量少,投资成本高。低渗油藏开发,微观上低渗储层孔喉细小,两相流状态下贾敏效应严重,导致吸水能力差,渗流能力弱;宏观上表现为“注不进、采不出”,因此,生产上迫切需要既降低注水压力又可提高驱油效率的新方法。
研究认为,表面活性剂能够降低油水界面张力,减小水驱残余油的毛管阻力,能够通过增溶作用,“软化”孔喉处原油,促进油珠拉伸和变形,消除低渗孔喉处的贾敏效应;还能提高水驱洗油效率,增加水驱毛管数。因此,注入合适的表面活性剂,是解决目前油田存在问题的有效方法之一。
根据我国的低渗透率储层情况,常见的损害有:水敏性损害,固相堵塞,结垢,此外,低渗透油藏由于岩性致密、渗透率低,界面作用进一步增大了油水的渗流阻力。对此,国内油田多采取的是在注入水中加入化学体系来改善水驱效果,但影响注水开发效果的因素很多,而当前使用的化学体系都比较复杂,往往达不到理想的应用效果。因此,研发一种性能优良,绿色环保的增注剂是现状所需。
发明内容
本发明提出一种耐温抗盐降压增注用表面活性剂及其制备方法和应用,在该体系0.3%质量浓度下,油水界面张力可降低至2.5×10-3-4.3×10-3mN/m,于温度150℃恒温48h、盐含量达200000mg/L的情况下,表面张力可降低到23.1-23.8mN/m,体系稳定性好,润湿性良好,绿色环保,具有一定的缓蚀阻垢作用,对地层没有损害。
本发明提供了一种耐温抗盐降压增注用表面活性剂,以质量百分比计,包括10-20%非离子表面活性剂,5-10%的阴-非离子表面活性剂,3-5%的聚硅氧烷聚醚松香胺表面活性剂,5-10%的溶剂以及余量水,其中,所述聚硅氧烷聚醚松香胺表面活性剂具有如下结构式:
其中,m,n的取值分别为2-15中的任意整数。可以理解的是,m,n的取值可以分别为3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13或14,且m,n在上述范围内的分别取值可相同也可不同。
上述技术方案中,所使用的聚硅氧烷聚醚松香胺表面活性剂作为一种高分子型的表面活性剂,具有聚醚链段的水溶性和润滑作用,兼具聚硅氧烷链段的低表面张力,这类共聚物具有生物相容性和良好的适应性,在结构上通过引入性能优良的松香胺,可实现一剂多效,使其本身在具有缓蚀阻垢作用、减少对地层损害的基础上,具有更高的表面活性和优异的润湿性。
作为优选,所述非离子表面活性剂选自脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚和脂肪酸二乙醇酰胺中的至少一种。
作为优选,所述脂肪醇聚氧乙烯醚和烷基酚聚氧乙烯醚的碳链长度为8-30,EO数为2-30,例如十二烷基酚聚氧乙烯醚(9EO)、十二醇聚氧乙烯醚(3EO)、辛基酚聚氧乙烯醚(10EO)、十六醇聚氧乙烯醚(10EO)等。
作为优选,所述脂肪酸二乙醇酰胺选自硬脂酸二乙醇酰胺、棕榈酸二乙醇酰胺和月桂酸二乙醇酰胺中的至少一种。
作为优选,所述阴-非离子表面活性剂为脂肪醇聚氧乙烯醚磺酸盐、烷基酚聚氧乙烯醚磺酸盐、脂肪醇聚氧乙烯醚羟丙基磺酸盐、烷基酚聚氧乙烯醚羟丙基磺酸盐中的至少一种。
作为优选,所述脂肪醇聚氧乙烯醚磺酸盐、烷基酚聚氧乙烯醚磺酸盐、脂肪醇聚氧乙烯醚羟丙基磺酸盐或烷基酚聚氧乙烯醚羟丙基磺酸盐的碳链长度为8-30,EO数为2-30,例如十二醇聚氧乙烯醚(3EO)磺酸钠、十六醇聚氧乙烯醚(10EO)磺酸钠、十二烷基酚聚氧乙烯醚(9EO)磺酸钠、壬基酚聚氧乙烯醚(5EO)羟丙基磺酸盐等。
作为优选,所述溶剂选自甲醇、乙醇和异丙醇中的至少一种。
本发明还提供了一种根据上述任一技术方案所述的耐温抗盐降压增注用表面活性剂的制备方法,包括如下步骤:
取配方量的非离子表面活性剂、阴-非离子表面活性剂、聚硅氧烷聚醚松香胺表面活性剂、溶剂及水,置于反应釜中,在温度20-40℃下,搅拌30-40min,即得所述耐温抗盐降压增注用表面活性剂。
本发明还提供了一种根据上述任一技术方案所述的耐温抗盐降压增注用表面活性剂在渗透率小于10×10-3μm2~50×10-3μm2的低渗透砂岩油藏注水开采中的应用。
作为优选,将所述耐温抗盐降压增注用表面活性剂配置成0.3%浓度的水溶液时,其油水界面张力降低至2.5×10-3-4.3×10-3mN/m,于温度150℃、恒温48h、盐含量达200000mg/L的情况下,表面张力降低到23.1-23.8mN/m,接触角为84.2-85.1°,降压率达到29.5-30.4%。
与现有技术相比,本发明的优点在于:
1、本发明提供的耐温抗盐降压增注用表面活性剂由非离子表面活性剂、阴-非离子表面活性剂和聚硅氧烷聚醚松香胺表面活性剂复配而成。其中,所使用的聚硅氧烷聚醚松香胺表面活性剂在结构上通过引入性能优良的松香胺,可实现一剂多效,配置成0.3%质量浓度的水溶液时,其油水界面张力降低至2.5×10-3-4.3×10-3mN/m,于温度150℃、恒温48h、盐含量达200000mg/L的情况下,表面张力降低到23.1-23.8mN/m,接触角为84.2-85.1°,增加了岩石表面的水润湿性,降压率达到29.5-30.4%,起到了很好的驱油增注效果;
2、本发明提供的耐温抗盐降压增注用表面活性剂的制备方法操作简便、原料易得、环境友好,是一种兼具缓蚀阻垢性能的新型绿色产品,对地层没有伤害,适用于低渗透油藏原油的开采,有利于提高采收率;
3、本发明所述的降压增注用表面活性剂不仅可以用在低渗透降压增注方面,还可以在油气田开采的其他领域具有广阔的应用前景。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中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
耐温抗盐降压增注用表面活性剂,以质量百分比计,包括20%非离子表面活性剂(月桂酸二乙醇酰胺)、5%的阴-非离子表面活性剂(十二醇聚氧乙烯醚(3EO)磺酸钠)、3%的聚硅氧烷聚醚松香胺表面活性剂(m=10,n=8)、5%的甲醇、余量为水。
取配方量的非离子表面活性剂、阴-非离子表面活性剂、聚硅氧烷聚醚松香胺表面活性剂、溶剂及水,置于反应釜中,在温度20℃下,搅拌35min,即得所述产品。
实施例2
耐温抗盐降压增注用表面活性剂,以质量百分比计,包括10%非离子表面活性剂(十二烷基酚聚氧乙烯醚(9EO):十六醇聚氧乙烯醚(10EO)=1:1)、10%的阴-非离子表面活性剂(十六醇聚氧乙烯醚(10EO)磺酸钠)、4%的聚硅氧烷聚醚松香胺表面活性剂(m=4,n=7)、8%的甲醇、余量为水。
取配方量的非离子表面活性剂、阴-非离子表面活性剂、聚硅氧烷聚醚松香胺表面活性剂、溶剂及水,置于反应釜中,在温度40℃下,搅拌30min,即得所述产品。
实施例3
耐温抗盐降压增注用表面活性剂,以质量百分比计,包括15%非离子表面活性剂(硬脂酸二乙醇酰胺)、8%的阴-非离子表面活性剂(十二烷基酚聚氧乙烯醚(9EO)磺酸钠)、3%的聚硅氧烷聚醚松香胺表面活性剂(m=11,n=4)、5%的乙醇、余量为水。
取配方量的非离子表面活性剂、阴-非离子表面活性剂、聚硅氧烷聚醚松香胺表面活性剂、溶剂及水,置于反应釜中,在温度30℃下,搅拌35min,即得所述产品。
实施例4
耐温抗盐降压增注用表面活性剂,以质量百分比计,包括10%非离子表面活性剂(棕榈酸二乙醇酰胺)、8%的阴-非离子表面活性剂(壬基酚聚氧乙烯醚(5EO)羟丙基磺酸盐)、5%的聚硅氧烷聚醚松香胺表面活性剂(m=9,n=9)、10%的异丙醇、余量为水。
取配方量的非离子表面活性剂、阴-非离子表面活性剂、聚硅氧烷聚醚松香胺表面活性剂、溶剂及水,置于反应釜中,在温度20℃下,搅拌40min,即得所述产品。
实施例5
耐温抗盐降压增注用表面活性剂,以质量百分比计,包括15%非离子表面活性剂(辛基酚聚氧乙烯醚(10EO):十二醇聚氧乙烯醚(3EO)=1:2)、10%的阴-非离子表面活性剂(十二醇聚氧乙烯醚(3EO)磺酸钠)、4%的聚硅氧烷聚醚松香胺表面活性剂(m=6,n=10)、8%的乙醇、余量为水。
取配方量的非离子表面活性剂、阴-非离子表面活性剂、聚硅氧烷聚醚松香胺表面活性剂、溶剂及水,置于反应釜中,在温度25℃下,搅拌30min,即得所述产品。
对比例1(未加入聚硅氧烷聚醚松香胺表面活性剂)
将实施例1中的聚硅氧烷聚醚松香胺表面活性剂去除,其余组分和方法均一样。
对比例2(加入的聚硅氧烷聚醚松香胺表面活性剂中未引入松香胺)
将实施例1中的聚硅氧烷聚醚松香胺表面活性剂改为如下结构,其余组分和方法均一样。
将上述所有实施例所得产品配成0.3%质量浓度,通过Q/SH1020 2252-2019降压增注用表面活性剂技术要求的测试方法,进行性能测试,测试结果如下表所示:
由上表可以看出,对比例1和对比例2所得产品与本发明实施例所述耐温抗盐降压增注用表面活性剂相比,在高温和高含盐量的条件下,本发明的耐温抗盐降压增注用表面活性剂可有效降低表面张力和油水界面张力,润湿性也明显好于对比例1所述的产品,岩石表面的水润湿性增加,就减小了注入水的流动阻力,消除了低渗孔喉处的贾敏效应,还能提高水驱洗油效率,增加水驱毛管数,进而起到非常好的降压效果;松香胺的引入,使得本发明的耐温抗盐降压增注用表面活性剂各性能都有明显的提高。
Claims (10)
2.根据权利要求1所述的耐温抗盐降压增注用表面活性剂,其特征在于,所述非离子表面活性剂选自脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚和脂肪酸二乙醇酰胺中的至少一种。
3.根据权利要求2所述的耐温抗盐降压增注用表面活性剂,其特征在于,所述脂肪醇聚氧乙烯醚和烷基酚聚氧乙烯醚的碳链长度为8-30,EO数为2-30。
4.根据权利要求2所述的耐温抗盐降压增注用表面活性剂,其特征在于,所述脂肪酸二乙醇酰胺选自硬脂酸二乙醇酰胺、棕榈酸二乙醇酰胺和月桂酸二乙醇酰胺中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的耐温抗盐降压增注用表面活性剂,其特征在于,所述阴-非离子表面活性剂为脂肪醇聚氧乙烯醚磺酸盐、烷基酚聚氧乙烯醚磺酸盐、脂肪醇聚氧乙烯醚羟丙基磺酸盐、烷基酚聚氧乙烯醚羟丙基磺酸盐中的至少一种。
6.根据权利要求5所述的耐温抗盐降压增注用表面活性剂,其特征在于,所述脂肪醇聚氧乙烯醚磺酸盐、烷基酚聚氧乙烯醚磺酸盐、脂肪醇聚氧乙烯醚羟丙基磺酸盐或烷基酚聚氧乙烯醚羟丙基磺酸盐的碳链长度为8-30,EO数为2-30。
7.根据权利要求1所述的耐温抗盐降压增注用表面活性剂,其特征在于,所述溶剂选自甲醇、乙醇和异丙醇中的至少一种。
8.根据权利要求1-7任一项所述的耐温抗盐降压增注用表面活性剂的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
取配方量的非离子表面活性剂、阴-非离子表面活性剂、聚硅氧烷聚醚松香胺表面活性剂、溶剂及水,置于反应釜中,在温度20-40℃下,搅拌30-40min,即得所述耐温抗盐降压增注用表面活性剂。
9.根据权利要求1-7任一项所述的耐温抗盐降压增注用表面活性剂在渗透率小于10×10-3μm2~50×10-3μm2的低渗透砂岩油藏注水开采中的应用。
10.根据权利要求9所述的应用,其特征在于,将所述耐温抗盐降压增注用表面活性剂配置成0.3%质量浓度的水溶液时,其油水界面张力降低至2.5×10-3-4.3×10-3mN/m,于温度150℃、恒温48h、盐含量达200000mg/L的情况下,表面张力降低到23.1-23.8mN/m,接触角为84.2-85.1°,降压率达到29.5-30.4%。
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