CN112538343A - 一种驱油降压型甜菜碱表面活性剂的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种驱油降压型甜菜碱表面活性剂的制备方法，包括以下步骤：1)制备椰油酰胺丙基甜菜碱溶液；2)将制备的椰油酰胺丙基甜菜碱溶液加入搅拌罐，还加入络合阻垢剂、降膨剂和缩膨剂，经过反应获得反应液；本发明制备的驱油降压型甜菜碱表面活性剂，能够降低中注水压力、提高驱油效率，进而提高油井产量。甜菜碱是一种两性离子表面活性剂，在酸性及碱性条件下均具有优良的稳定性，分别呈现阳和阴离子性，其配伍性能良好、刺激性小、易溶于水、对酸碱稳定，利用其表面活性，浸润、渗透、剥离含油泥浆中的原油，提高原油采收率。

Description

一种驱油降压型甜菜碱表面活性剂的制备方法

技术领域

本发明涉及一种驱油降压型甜菜碱表明活性剂的制备方法，并将其制备成一种溶液，这种溶液颗粒具有降低界面张力、改变润湿性、防膨缩膨、络合阻垢除垢的性能，专门用于油田增注增产领域。

背景技术

原油即石油，也称"黑色金子"，习惯上称直接从油井中开采出来未加工的石油为原油，它是一种由各种烃类组成的黑褐色或暗绿色黏稠液态或半固态的可燃物质。

我国油田开发阶段实行注水驱油，经过长时间的注水，目前油田基本都是由高含水、特高含水、中低含水三个开采阶段，为了挖掘这三个阶段的剩余油，常采用提高原油采收率的技术方法。同时随着注水的不断深入，在注水后期，地层里面的注水通道，在注水过程中，长期注水产生碳酸钙等矿物质，导致注水通道堵塞，在继续注水过程中，水会积聚在地层某处，导致地层压力升高，注水阻力变大，进而造成注水压力升高，无法满足注水驱油的目的，使后续注水困难，达不到要求注水导致欠注，从而不能有效的驱替剩余原油。部分中低渗透的区块、水敏性地层的注水压力不断升高，欠注现象越来越多，严重地影响了区块的注水开发效果。常规的酸化、压裂增注措施，有效期短，费用高，且易导致注入水水窜。因此研发出一种成本低、见效快，有效期长的降压驱油一体化技术。

发明内容

本发明的目的在于提供一种驱油降压型甜菜碱表面活性剂的制备方法，该方法获得的驱油降压型甜菜碱表面活性剂能够降低注水压力、提高驱油效率，进而提高油井产量。

本发明提供的一种驱油降压型甜菜碱表面活性剂的制备方法，包括以下步骤，

1)制备椰油酰胺丙基甜菜碱溶液；

2)将制备的椰油酰胺丙基甜菜碱溶液加入搅拌罐，还加入络合阻垢剂、降膨剂和缩膨剂，经过反应获得反应液；

椰油酰胺丙基甜菜碱溶液和络合阻垢剂、降膨剂和缩膨剂的总质量为M，

总质量M中，椰油酰胺丙基甜菜碱溶液的质量分数为70-80％、络合阻垢剂的质量分数为10-15％、降膨剂的质量分数为5-7％、缩膨剂的质量分数为5-8％；

3)向搅拌罐中加入乙醇胺溶液对步骤2)获得的反应液进行稀释，常温下静置冷却，反应1小时后，获得驱油降压型甜菜碱表面活性剂溶液；

其中，椰油酰胺丙基甜菜碱的结构式如下：

R为C_12～C₄₀的烷基，n+m＝2～20。

进一步地，步骤2)中椰油酰胺丙基甜菜碱溶液的质量分数为75％，络合阻垢剂的质量分数为13％，降膨剂的质量分数为6％，缩膨剂的质量分数为6％。

进一步地，络合阻垢剂为氨基三亚甲基膦酸钠，降膨剂是阳离子聚丙烯酰胺，缩膨剂是活性无机半导体超微粒。

进一步地，步骤1)中椰油酰胺丙基甜菜碱溶液的制备方法包括：

1.1)向反应釜中加入加入十二烷基伯胺，

1.2)在温度120℃时，充氮气一小时，再加入环氧乙烷搅拌反应1小时；

1.3)反应结束后,冷却到30℃时，加入草酸中和反应以后，过滤脱水得十二烷基羟乙醇胺；

1.4)通氮气一小时后，在反应釜中加入加入苯溶液、氢氧化钠，碱化1小时后，加入一氯乙酸钠，充分反应5小时，获得椰油酰胺丙基甜菜碱溶液。

与现有技术相比，本发明型的有益效果是：

本发明可以能够提高原油采收率，不仅提高洗油效率的作用、还能降低注水压力、恢复地层配注、提高水驱效率，进而提高原油产量；

椰油酰胺丙基甜菜碱溶液为椰油酰胺丙基二甲胺乙内酯水溶液，椰油酰胺丙基二甲胺乙内酯，分子式为【RCONH(CH₂)₃N+(CH₃)₂CH₂COO-】，来自植物体，为较复杂的高分子有机物，具有较高的粘度、无刺激无毒副作用、安全性能高、易生物降解、配伍性能好的优点；

本发明驱油降压型甜菜碱表面活性剂溶液能够溶解堵塞在地层通道中的结构物质，形成稳定的水溶性化合物，避免通道堵塞，甜菜碱溶液还能快速渗透到结构物质内部，改变结构与性质，令结构物质变得松散，并进一步把分散的结构物质分散于注水通道中的溶液中，避免除垢物质产生二次沉淀，保证了除垢效果；

本发明的驱油降压型甜菜碱表面活性剂溶液，其中的椰油酰胺丙基甜菜碱是一种天然的植物表面活性剂，能够降低油相与驱替水相之间的界面张力，当植物表面活性剂溶液在驱替水相中扩散且到达油水界面时，形成了超低界面张力，当界面张力足够低时，将原油俘获在岩石上油膜的毛细管力会被削弱，油膜将从岩石表面脱落，油滴就可以在粘滞力和重力的作用下流动，使残余油饱和度降低，达到驱油的目的；当剩余原油随植物表面活性剂溶液带出时，油田储层的的压力同时降低，进而降低注水压力。

具体实施方式

以下通过具体实施方式详细描述本发明。下面结合实施例对本发明做进一步说明，但并不限制本发明。除特别说明外，实施例中所用原料均为市购材料。

本发明的目的在于提供一种驱油降压型甜菜碱表面活性剂的制备方法，能够使用该产品降低中注水压力、提高驱油效率，进而提高油井产量。甜菜碱是一种两性离子表面活性剂，在酸性及碱性条件下均具有优良的稳定性，分别呈现阳和阴离子性，其配伍性能良好、刺激性小、易溶于水、对酸碱稳定，利用其表面活性，浸润、渗透、剥离含油泥浆中的原油，提高原油采收率。

本发明提供的一种驱油降压型甜菜碱表面活性剂的制备方法，包括以下步骤，

1)制备椰油酰胺丙基甜菜碱溶液；

2)将制备的椰油酰胺丙基甜菜碱溶液加入搅拌罐，还加入络合阻垢剂、降膨剂和缩膨剂，经过反应获得反应液；

椰油酰胺丙基甜菜碱溶液和络合阻垢剂、降膨剂和缩膨剂的总质量为M，

总质量M中，椰油酰胺丙基甜菜碱溶液的质量分数为70-80％、络合阻垢剂的质量分数为10-15％、降膨剂的质量分数为5-7％、缩膨剂的质量分数为5-8％；

3)向搅拌罐中加入乙醇胺溶液对步骤2)获得的反应液进行稀释，常温下静置冷却，反应1小时后，获得驱油降压型甜菜碱表面活性剂溶液；

其中，椰油酰胺丙基甜菜碱的结构式如下：

R为C₁₂～C₄₀的烷基，n+m＝2～20。

优选的，步骤2)中椰油酰胺丙基甜菜碱溶液的质量分数为75％，络合阻垢剂的质量分数为13％，降膨剂的质量分数为6％，缩膨剂的质量分数为6％。能够进一步降低油水界面的张力，提高采油率，降低注水压力

具体的，络合阻垢剂为氨基三亚甲基膦酸钠，降膨剂是阳离子聚丙烯酰胺，缩膨剂是活性无机半导体超微粒。

步骤1)中椰油酰胺丙基甜菜碱溶液的制备方法包括：

1.1)向反应釜中加入加入十二烷基伯胺，

1.2)在温度120℃时，充氮气一小时，再加入环氧乙烷搅拌反应1小时；

1.3)反应结束后,冷却到30℃时，加入草酸中和反应以后，过滤脱水得十二烷基羟乙醇胺；

1.4)通氮气一小时后，在反应釜中加入加入苯溶液、氢氧化钠，碱化1小时后，加入一氯乙酸钠，充分反应5小时。

实施例1

一种驱油降压型甜菜碱表面活性剂的制备方法，步骤如下：

1)制备2000克椰油酰胺丙基甜菜碱溶液；

2)将制备的椰油酰胺丙基甜菜碱溶液加入搅拌罐，并按照本发明制备方法中的比例关系称量各组分，具体为：分别称量430克氨基三亚甲基膦酸钠、210克阳离子聚丙烯酰胺和210克活性无机半导体超微粒，加入到搅拌罐中，经过反应获得反应液；

3)向搅拌罐中加入300克乙醇胺溶液对步骤2)获得的反应液进行稀释，常温下静置冷却，反应1小时后，获得驱油降压型甜菜碱表面活性剂溶液。

通过实验分析，本实例配置的溶液技术指标：防膨率(％)≥90％，缩膨率(％)≥35％，界面张力(mN/m)≤1.0,表面张力(mN/m)≤28。

实施例2

一种驱油降压型甜菜碱表面活性剂的制备方法，步骤如下：

1)制备2000克椰油酰胺丙基甜菜碱溶液；

2)将制备的椰油酰胺丙基甜菜碱溶液加入搅拌罐，并按照本发明制备方法中的比例关系称量各组分，具体为：分别称量250克氨基三亚甲基膦酸钠、125克阳离子聚丙烯酰胺和125克活性无机半导体超微粒，加入到搅拌罐中，经过反应获得反应液；

3)向搅拌罐中加入200克乙醇胺溶液对步骤2)获得的反应液进行稀释，常温下静置冷却，反应1小时后，获得驱油降压型甜菜碱表面活性剂溶液。

通过实验分析，本实例配置的溶液技术指标：防膨率(％)≥92％，缩膨率(％)≥38％，界面张力(mN/m)≤1.0,表面张力(mN/m)≤28。

实施例3

一种驱油降压型甜菜碱表面活性剂的制备方法，步骤如下：

1)制备2000克椰油酰胺丙基甜菜碱溶液；

2)将制备的椰油酰胺丙基甜菜碱溶液加入搅拌罐，并按照本发明制备方法中的比例关系称量各组分，具体为：分别称350克氨基三亚甲基膦酸钠、180克阳离子聚丙烯酰胺和180克活性无机半导体超微粒、，加入到搅拌罐中，经过反应获得反应液；

3)向搅拌罐中加入250克乙醇胺溶液对步骤2)获得的反应液进行稀释，常温下静置冷却，反应1小时后，获得驱油降压型甜菜碱表面活性剂溶液。

通过实验分析，本实例配置的溶液技术指标：防膨率(％)≥95％，缩膨率(％)≥40％，界面张力(mN/m)≤1.0,表面张力(mN/m)≤28。

通过上述实施例，说明本发明能够有效溶解堵塞在地层通道中的结构物质，降低注水压力，降低油相与驱替水相之间的界面张力，达到驱油的目的，综合3个实施例的技术指标数据，实施例3的效果最好。

本发明原理：

本发明的驱油降压型甜菜碱表面活性剂溶液能够有效溶解堵塞在地层通道中的结构物质，形成稳定的水溶性化合物，避免通道堵塞，甜菜碱溶液还能快速渗透到结构物质内部，改变结构与性质，令结构物质变得松散，并进一步把分散的结构物质分散于注水通道中的溶液中，避免除垢物质产生二次沉淀，保证了除垢效果；

另外，本发明驱油降压型甜菜碱表面活性剂溶液中的椰油酰胺丙基甜菜碱是一种天然的植物表面活性剂，能够降低油相与驱替水相之间的界面张力，将原油俘获在岩石上油膜的毛细管力会被削弱，油膜将从岩石表面脱落，形成油滴最终进入油井，达到驱油的目的；当剩余原油随植物表面活性剂溶液带出时，油田储层的压力同时降低，进而降低注水压力。

Claims (4)

1.一种驱油降压型甜菜碱表面活性剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤，

1)制备椰油酰胺丙基甜菜碱溶液；

2)将制备的椰油酰胺丙基甜菜碱溶液加入搅拌罐，还加入络合阻垢剂、降膨剂和缩膨剂，经过反应获得反应液；

椰油酰胺丙基甜菜碱溶液和络合阻垢剂、降膨剂和缩膨剂的总质量为M，

总质量M中，椰油酰胺丙基甜菜碱溶液的质量分数为70-80％、络合阻垢剂的质量分数为10-15％、降膨剂的质量分数为5-7％、缩膨剂的质量分数为5-8％；

3)向搅拌罐中加入乙醇胺溶液对步骤2)获得的反应液进行稀释，常温下静置冷却，反应1小时后，获得驱油降压型甜菜碱表面活性剂溶液；

其中，椰油酰胺丙基甜菜碱的结构式如下：

R为C₁₂～C₄₀的烷基，n+m＝2～20。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，

步骤2)中椰油酰胺丙基甜菜碱溶液的质量分数为75％，络合阻垢剂的质量分数为13％，降膨剂的质量分数为6％，缩膨剂的质量分数为6％。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，

络合阻垢剂为氨基三亚甲基膦酸钠，降膨剂是阳离子聚丙烯酰胺，缩膨剂是活性无机半导体超微粒。

4.根据权利要求1所述的的制备方法，其特征在于，

步骤1)中椰油酰胺丙基甜菜碱溶液的制备方法包括：

1.1)向反应釜中加入加入十二烷基伯胺，

1.2)在温度120℃时，充氮气一小时，再加入环氧乙烷搅拌反应1小时；

1.3)反应结束后,冷却到30℃时，加入草酸中和反应以后，过滤脱水得十二烷基羟乙醇胺；

1.4)通氮气一小时后，在反应釜中加入加入苯溶液、氢氧化钠，碱化1小时后，加入一氯乙酸钠，充分反应5小时，获得椰油酰胺丙基甜菜碱溶液。