CN114540002B - 一种耐盐低界面张力泡沫驱油剂 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种耐盐低界面张力泡沫驱油剂。以所述驱油剂的总重量为百分之百计，所述驱油剂的组分包括如下重量百分比成分：两性离子表面活性剂0.3％‑0.5％、阴非离子表面活性剂0.1％‑0.3％、阳离子表面活性剂0.1％‑0.4％和余量的水；所述两性离子表面活性剂为直链烷基羟丙基磷酸酯甜菜碱和直链烷基聚氧乙烯醚羟丙基羧酸甜菜碱中的一种或两种混合物；所述阴非离子表面活性剂为直链烷基脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠和直链烷基脂肪醇聚氧丙烯醚硫酸钠中的一种或两种的混合物；所述阳离子表面活性剂为N‑十二烷基聚氧乙烯醚(3)基‑N,N‑二甲基叔胺。本发明所述的耐盐低界面张力泡沫驱油剂不含碱，对地层无伤害。
Description
技术领域
本发明涉及油田开采领域，具体的说，本发明涉及一种耐盐低界面张力泡沫驱油剂。
背景技术
我国大部分油田处于高含水期，延续常规水驱方式对于大幅提高原油采收率的作用是有限的。根据对波及系数和驱油效率的影响因素分析，提高原油采收率需要考虑波及系数和驱油效率两方面的影响因素。常规的表面活性剂能够降低油水界面张力，提高洗油效果，但没有调剖效果；而常规的泡沫剂具有调剖封堵、提高波及系数的作用，但没有明显的洗油效果。低界面张力泡沫驱油体系是在表面活性剂体系和泡沫剂基础上发展起来的一种驱油体系，能在降低油水界面张力、提高驱油效率的同时，又能提高波及效率，达到显著提高采收率的目的。
目前国内高矿化度油藏较多，对表面活性剂的耐盐性能提出更高要求。例如，塔里木油田油藏底层温度110℃，矿化度5×104-10×104mg/L；青海尕斯库勒油藏地层温度126℃，矿化度16×104-18×104mg/L，钙镁离子2000mg/L以上。
因此，寻找一种具有更好效果的耐盐低界面张力泡沫驱油剂，是当前亟需解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种耐盐低界面张力泡沫驱油剂。
为达上述目的，本发明提供了一种耐盐低界面张力泡沫驱油剂，本发明的目的在于提供一种耐盐低界面张力泡沫驱油剂。其中，以所述驱油剂的总重量为百分之百计，所述驱油剂的组分包括如下重量百分比成分：两性离子表面活性剂0.1％-0.5％、阴非离子表面活性剂0.1％-0.3％、阳离子表面活性剂0.1％-0.4％和余量的矿化水。
根据本发明一些具体实施方案，其中，所述两性离子表面活性剂为直链烷基羟丙基磷酸酯甜菜碱和直链烷基聚氧乙烯醚羟丙基羧酸甜菜碱中的一种或两种混合物。
根据本发明一些具体实施方案，其中，所述直链烷基羟丙基磷酸酯甜菜碱和直链烷基聚氧乙烯醚羟丙基羧酸甜菜碱的烷基链碳原子数各自独立的分别为12～16。
根据本发明一些具体实施方案，其中，所述阴非离子表面活性剂为直链烷基脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠和直链烷基脂肪醇聚氧丙烯醚硫酸钠中的一种或两种的混合物。
根据本发明一些具体实施方案，其中，所述直链烷基脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠和直链烷基脂肪醇聚氧丙烯醚硫酸钠的烷基链碳原子数各自独立的分别为12～16；直链烷基脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠的乙氧基链数为2-6，直链烷基脂肪醇聚氧丙烯醚硫酸钠的丙氧基链数为2-6。
其中可以理解的是，本发明所述的乙氧基链数为2-6、以及丙氧基链数为2-6，是指乙氧基基团的数量为2-6、以及丙氧基基团的数量为2-6。换言之，即分子式中的-(CH2CH2O)n-或-(CH2CH2CH2O)n-中的n为2-6。
根据本发明一些具体实施方案，其中，所述阳离子表面活性剂为N-十二烷基聚氧乙烯醚(3)基-N,N-二甲基叔胺。
本发明耐盐低界面张力泡沫驱油剂不仅具有较好的耐盐性能，较好的界面活性，还有较好的泡沫性能，进而实现在高矿化度条件下既有较好的洗油性能，又有很好的调剖效果，对于高矿化度含水油田后续开发提高原油采收率具有重要意义。
其中可以理解的是，本发明所述的“各自独立的分别为”，是指二者的数量选择不必相同。
例如，所述的“所述直链烷基羟丙基磷酸酯甜菜碱和直链烷基聚氧乙烯醚羟丙基羧酸甜菜碱的烷基链碳原子数各自独立的分别为12～16”是指“所述直链烷基羟丙基磷酸酯甜菜碱的烷基链碳原子数为12～16”、以及“所述直链烷基聚氧乙烯醚羟丙基羧酸甜菜碱的烷基链碳原子数为12～16”；而并不要求直链烷基羟丙基磷酸酯甜菜碱的烷基链碳原子数和直链烷基聚氧乙烯醚羟丙基羧酸甜菜碱的烷基链碳原子数相同。
根据本发明一些具体实施方案，其中，所述矿化水为氯化钠、无水氯化钙和无水硫酸镁的混合水溶液。
根据本发明一些具体实施方案，其中，氯化钠、无水氯化钙和无水硫酸镁的质量比例为(28-38):1:1。
根据本发明一些具体实施方案，其中，所述矿化水的配置方法包括：将水、氯化钠、氯化钙和硫酸镁混合均匀即得所述矿化水。
根据本发明一些具体实施方案，其中，所述矿化水的配置方法包括：在1L水中加入140g氯化钠、5g氯化钙和5g硫酸镁，然后搅拌均匀即得矿化水。
根据本发明一些具体实施方案，其中，配制矿化水的水为蒸馏水。
根据本发明一些具体实施方案，其中，所述驱油剂的制备方法包括将两性离子表面活性剂、阴非离子表面活性剂、阳离子表面活性剂和矿化水混合，搅拌均匀即得所述的驱油剂。
根据本发明一些具体实施方案，其中，所述驱油剂的制备方法包括将两性离子表面活性剂、阴非离子表面活性剂、阳离子表面活性剂和矿化水混合，在速度为100-300rpm的搅拌速度下均匀搅拌20-60min，即得所述的驱油剂。
根据本发明一些具体实施方案，其中，所述驱油剂的制备方法包括将两性离子表面活性剂、阴非离子表面活性剂、阳离子表面活性剂和矿化水混合，在速度为150rpm的搅拌速度下均匀搅拌30min，即得所述的驱油剂。
综上所述，本发明提供了一种耐盐低界面张力泡沫驱油剂，具有如下优点：
1、本发明所述的耐盐低界面张力泡沫驱油剂不含碱，对地层无伤害；
2、本发明所述的耐盐低界面张力泡沫驱油剂具有较好的耐盐性能；
3、本发明所采用的化学品来源易得，成本较低；
4、本发明所述的低界面张力泡沫驱油剂应用广泛，在45～120℃的地层温度下，具有较好的耐盐性能(15000mg/L-20000mg/L)，发泡性能较好，发泡体积能达到起始溶液体积的4-5倍，界面活性较好，能有效降低油水界面张力值至10-2mN/m水平。在60℃下进行物理模拟驱油实验，低界面张力泡沫驱油剂的驱油效率达到10％以上。
具体实施方式
以下通过具体实施例详细说明本发明的实施过程和产生的有益效果，旨在帮助阅读者更好地理解本发明的实质和特点，不作为对本案可实施范围的限定。
所述实施例采用尕斯脱气原油，与蒸馏水的密度差为0.158g/cm3。
所述实施例的测试方法如下：
1.油水界面张力的测试
用TX-500C型旋转滴界面张力仪测试低张力泡沫驱油体系的油水界面张力，每个样品的测试时间是2h，记录平衡时的油水界面张力值。针对尕斯原油的油藏条件，除非特别说明，低张力泡沫驱油体系界面张力的测试温度设定为65℃。
2.泡沫性能的评价方法
量取100mL待测水溶液，用WARING 34BL99型搅拌器于转速5000r/min的条件下搅拌1min，然后将泡沫倒进1L的量筒中，同时开始计时，读取低张力泡沫驱油体系的发泡体积。
3.岩心物理模拟驱替实验
岩心驱替实验步骤如下：在室温下测量岩心长度、直径，并称量岩心干重；将岩心在饱和容器中抽空并饱和水24h；称量岩心湿重，根据盐水密度，计算出孔隙体积和孔隙度；室温条件下，用模拟地层水驱替饱和岩心，压力稳定后测量水相渗透率值；饱和实验用油24h，计算原始含油饱和度；测试温度设定为65℃，在0.5mL/min注入速度下，水驱油至出口含水98％以上，记录压力变化，计算水驱采收率；在0.5mL/min注入速度下，将0.5PV的驱油剂注入岩心，使之含水量达到98％以上，计算驱油剂提高采收率。
实施例1
本实施例提供一种耐盐低界面张力泡沫驱油剂，以质量百分比计，该泡沫驱油剂包括：十二烷基羟丙基磷酸酯甜菜碱0.3％，十四烷基聚氧乙烯醚羟丙基羧酸甜菜碱0.2％，十二烷基脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠0.1％，十四烷基脂肪醇聚氧丙烯醚硫酸钠0.2％，N-十二烷基聚氧乙烯醚(3)基-N,N-二甲基叔胺0.2％，矿化水99％。
制备及测试步骤：
(1)在1L蒸馏水中加入140g氯化钠、5g氯化钙和5g硫酸镁，然后搅拌均匀即得矿化水。
(2)在室温下，按质量百分比计，依次将十二烷基羟丙基磷酸酯甜菜碱0.2％，十四烷基聚氧乙烯醚羟丙基羧酸甜菜碱0.3％，十二烷基脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠0.1％，十四烷基脂肪醇聚氧丙烯醚硫酸钠0.2％，N-十二烷基聚氧乙烯醚(3)基-N,N-二甲基叔胺0.2％和矿化水99％按比例放入反应釜中，在150rpm的搅拌速度下，均匀搅拌30min，即制得耐盐低界面张力泡沫驱油剂A。
(3)驱油剂A含盐量为150000mg/L，液体呈透明状，具有很好的耐盐溶解性能。
(4)根据测试方法，测得泡沫驱油剂A的发泡体积为450ml。测得尕斯原油最低界面张力值达到2.227×10-2mN/m。
(5)在65℃下进行物理模拟驱油实验，耐盐低界面张力泡沫驱油剂A的驱油效率达到11.7％。
实施例2
本实施例提供一种耐盐低界面张力泡沫驱油剂，以质量百分比计，该泡沫驱油剂包括：十四烷基羟丙基磷酸酯甜菜碱0.3％，十二烷基脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠0.1％，十六烷基脂肪醇聚氧丙烯醚硫酸钠0.2％，N-十二烷基聚氧乙烯醚(3)基-N,N-二甲基叔胺0.4％，矿化水99％。
制备步骤：
(1)在1L蒸馏水中加入190g氯化钠、5g氯化钙和5g硫酸镁，然后搅拌均匀即得矿化水。
(2)在室温下，按质量百分比计，依次将十四烷基羟丙基磷酸酯甜菜碱0.3％，十二烷基脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠0.1％，十六烷基脂肪醇聚氧丙烯醚硫酸钠0.2％，N-十二烷基聚氧乙烯醚(3)基-N,N-二甲基叔胺0.4％和矿化水99％按比例放入反应釜中，在150rpm的搅拌速度下，均匀搅拌30min，即制得耐盐低界面张力泡沫驱油剂B。
(3)驱油剂B含盐量为200000mg/L，液体呈透明状，具有很好的耐盐溶解性能。
(4)根据测试方法，测得泡沫驱油剂B的发泡体积为430ml。测得尕斯原油最低界面张力值达到3.339×10-2mN/m。
(5)在65℃下进行物理模拟驱油实验，耐盐低界面张力泡沫驱油剂B的驱油效率达到10.3％。
实施例3
本实施例提供一种耐盐低界面张力泡沫驱油剂，以质量百分比计，该泡沫驱油剂包括：十四烷基羟丙基磷酸酯甜菜碱0.3％，十六烷基聚氧乙烯醚羟丙基羧酸甜菜碱0.2％，十二烷基脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠0.1％，十二烷基脂肪醇聚氧丙烯醚硫酸钠0.1％，十四烷基脂肪醇聚氧丙烯醚硫酸钠0.1％，N-十二烷基聚氧乙烯醚(3)基-N,N-二甲基叔胺0.2％，矿化水99％。
制备步骤：
(1)在1L蒸馏水中加入150g氯化钠、5g氯化钙和5g硫酸镁，然后搅拌均匀即得矿化水。
(2)在室温下，按质量百分比计，依次将十四烷基羟丙基磷酸酯甜菜碱0.3％，十六烷基聚氧乙烯醚羟丙基羧酸甜菜碱0.2％，十二烷基脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠0.1％，十二烷基脂肪醇聚氧丙烯醚硫酸钠0.1％，十四烷基脂肪醇聚氧丙烯醚硫酸钠0.1％，N-十二烷基聚氧乙烯醚(3)基-N,N-二甲基叔胺0.2％和矿化水99％按比例放入反应釜中，在150rpm的搅拌速度下，均匀搅拌30min，即制得耐盐低界面张力泡沫驱油剂C。
(3)驱油剂C含盐量为160000mg/L，液体呈透明状，具有很好的耐盐溶解性能。
(4)根据测试方法，测得泡沫驱油剂C的发泡体积为480ml。测得尕斯原油最低界面张力值达到2.547×10-2mN/m。
(5)在65℃下进行物理模拟驱油实验，耐盐低界面张力泡沫驱油剂B的驱油效率达到12.1％。
实施例4
本实施例提供一种低张力泡沫驱油剂，以质量百分比计，该泡沫驱油剂包括：十二烷基羟丙基磷酸酯甜菜碱0.1％，十四烷基羟丙基磷酸酯甜菜碱0.1％，十六烷基羟丙基磷酸酯甜菜碱0.1％，十四烷基聚氧乙烯醚羟丙基羧酸甜菜碱0.2％，十四烷基脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠0.1％，十六烷基脂肪醇聚氧丙烯醚硫酸钠0.2％，N-十二烷基聚氧乙烯醚(3)基-N,N-二甲基叔胺0.2％，矿化水99％。
制备步骤：
(1)在1L蒸馏水中加入160g氯化钠、5g氯化钙和5g硫酸镁，然后搅拌均匀即得矿化水。
(2)在室温下，按质量百分比计，依次将十二烷基羟丙基磷酸酯甜菜碱0.1％，十四烷基羟丙基磷酸酯甜菜碱0.1％，十六烷基羟丙基磷酸酯甜菜碱0.1％，十四烷基聚氧乙烯醚羟丙基羧酸甜菜碱0.2％，十四烷基脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠0.1％，十六烷基脂肪醇聚氧丙烯醚硫酸钠0.2％，N-十二烷基聚氧乙烯醚(3)基-N,N-二甲基叔胺0.2％和矿化水99％按比例放入反应釜中，在150rpm的搅拌速度下，均匀搅拌30min，即制得耐盐低界面张力泡沫驱油剂D。
(3)驱油剂D含盐量为170000mg/L，液体呈透明状，具有很好的耐盐溶解性能。
(4)根据测试方法，测得泡沫驱油剂C的发泡体积为500ml。测得尕斯原油最低界面张力值达到1.842×10-2mN/m。
(5)在65℃下进行物理模拟驱油实验，耐盐低界面张力泡沫驱油剂B的驱油效率达到13.1％。
Claims (5)
1.一种耐盐低界面张力泡沫驱油剂，其中，以所述驱油剂的总重量为百分之百计，所述驱油剂的组分包括如下重量百分比成分：两性离子表面活性剂0.3％-0.5％、阴非离子表面活性剂0.1％-0.3％、N-十二烷基聚氧乙烯醚(3)基-N,N-二甲基叔胺0.1％-0.4％和余量的矿化水；所述两性离子表面活性剂为直链烷基羟丙基磷酸酯甜菜碱和直链烷基聚氧乙烯醚羟丙基羧酸甜菜碱中的一种或两种混合物；所述直链烷基羟丙基磷酸酯甜菜碱和直链烷基聚氧乙烯醚羟丙基羧酸甜菜碱的烷基链碳原子数各自独立的分别为12～16；所述阴非离子表面活性剂为直链烷基脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠和直链烷基脂肪醇聚氧丙烯醚硫酸钠中的一种或两种混合物；直链烷基脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠和直链烷基脂肪醇聚氧丙烯醚硫酸钠的烷基链碳原子数各自独立的分别为12～16；直链烷基脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠的乙氧基链数为2-6，直链烷基脂肪醇聚氧丙烯醚硫酸钠的丙氧基链数为2-6。
2.根据权利要求1所述的驱油剂，其中，所述矿化水为氯化钠、无水氯化钙和无水硫酸镁的混合水溶液。
3.根据权利要求2所述的驱油剂，其中，氯化钠、无水氯化钙和无水硫酸镁的质量比例为28-38:1:1；氯化钠、无水氯化钙和无水硫酸镁在矿化水中的浓度范围为100000-200000mg/L。
4.根据权利要求1-3任意一项所述的驱油剂，其制备方法包括将两性离子表面活性剂、阴非离子表面活性剂、阳离子表面活性剂和矿化水混合，在速度为100-300rpm的搅拌速度下均匀搅拌20-60min，即得所述的驱油剂。
5.根据权利要求4所述的驱油剂，其制备方法包括将两性离子表面活性剂、阴非离子表面活性剂、阳离子表面活性剂和矿化水混合，在速度为150rpm的搅拌速度下均匀搅拌30min，即得所述的驱油剂。
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