CN117070205A - 降压增注表面活性剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于油田化学技术领域，具体的涉及一种降压增注表面活性剂及其制备方法。所述的降压增注表面活性剂，以质量百分数计，由以下原料组成：聚氧乙烯基联苯乙烯化苯基醚0.8‑1.3%、油酸酰胺羧基甜菜碱5.8‑6.5%、十二烷二胺四甲基磺酸钠3.0‑3.5%、磺基琥珀酸钠二辛酯4.4‑4.7%、三甲基硅烷基葡萄糖苷0.021‑0.025%、丙烯酸‑丙烯酸羟丙酯共聚物0.034‑0.036%、甲基戊醇1.5‑1.9%、余量为水。本发明所述的降压增注表面活性剂，降低界面张力和毛管阻力，同时乳化原油，降低原油的粘度，清除油膜，改善油、水渗流性，提高水相渗透率，防止黏土膨胀，降低注水压力，进而提高采收率。
Description
技术领域
本发明属于油田化学技术领域，具体的涉及一种降压增注表面活性剂及其制备方法。
背景技术
因低渗透油藏储层物性差，孔隙结构复杂，渗透率低，孔喉细小，贾敏效应强烈、粘土矿物含量高，储层敏感性严重等原因，开发过程中一直表现为注水压力比较高，注水井难以完成配注，有的甚至注不进水，由于地层能量严重不足，大都处于低采油速度、低采出速度、中低含水开发阶段，因此补充能量困难已严重制约低渗透油田的有效开发。
影响低渗透油田的注水因素分为外因和内因，内因为储层特性，外因主要是水质不达标、注入水与地层流体不配伍、井距大和注水速度的影响。结合低渗透油田的注水特点，分析认为，储层相低渗透特性和注水水质是主要影响因素。因此如何有效降低低渗透注水井注水压力，是目前低渗透油藏开发的重点，也是难点。低渗透油藏影响注水启动压力梯度的阻力主要由粘滞阻力和毛管阻力。粘滞阻力受流体粘度和渗透速度影响，毛管阻力主要由油水界面张力决定。因此，表面活性剂可以通过降低油水界面张力、改变岩石润湿性来有效降低注入压力，达到提高油井采收率的目的。
低渗透油藏注水开发，主要存在以下三个问题：一是由于储层导流能力差，注水启动压力高，渗流阻力大，吸水能力低；二是注水井能量扩散慢，容易在注水井周围憋压，形成高压区，导致地层吸水能力下降，且注水压力不断上升；三是油井产液量低，泵挂深度大，地面机采设备及注水配套难度大，系统效率低。因此，及时有效的注水、补充地层能量是解决低渗透油藏开发主要矛盾的关键因素。
目前降压增注工艺有压裂、酸化、补孔、分层注水等常规措施方法，这些方法能够解决部分降压增注问题，但存在着有效期短，有些还会对地层造成二次污染，综合施工成本高的问题。此外，还通过向注入水中加入化学体系来改善水驱效果，但是，由于影响注水开发效果的因素较多，而当前使用的化学体系性能比较单一，往往达不到满意的效果。因此，研发一种新型的降压增注表面活性剂对提高低渗透油田注水开发效果具有重要意义。
发明内容
本发明的目的是：提供一种降压增注表面活性剂。所述的降压增注表面活性剂能够降低油水界面张力和毛细管阻力，提高水相渗透率，降低注水压力；本发明还同时提供了其制备方法。
本发明所述的降压增注表面活性剂，以质量百分数计，由以下原料组成：聚氧乙烯基联苯乙烯化苯基醚0.8-1.3%、油酸酰胺羧基甜菜碱5.8-6.5%、十二烷二胺四甲基磺酸钠3.0-3.5%、磺基琥珀酸钠二辛酯4.4-4.7%、三甲基硅烷基葡萄糖苷0.021-0.025%、丙烯酸-丙烯酸羟丙酯共聚物0.034-0.036%、甲基戊醇1.5-1.9%、余量为水。
优选的，本发明所述的降压增注表面活性剂，以质量百分数计，由以下原料组成：聚氧乙烯基联苯乙烯化苯基醚1.0%、油酸酰胺羧基甜菜碱6.2%、十二烷二胺四甲基磺酸钠3.3%、磺基琥珀酸钠二辛酯4.5%、三甲基硅烷基葡萄糖苷0.023%、丙烯酸-丙烯酸羟丙酯共聚物0.035%、甲基戊醇1.7%、余量为水。
其中：
所述丙烯酸-丙烯酸羟丙酯共聚物的制备方法，由以下步骤组成：将过硫酸铵溶于去离子水中，加热至85℃，向上述溶液中同时滴加丙烯酸和丙烯酸羟丙酯，控制在0.8h内滴完，然后继续保温反应3h，最后降至室温，制备得到丙烯酸-丙烯酸羟丙酯共聚物。
其中：
丙烯酸与丙烯酸羟丙酯的摩尔比为3:1。
过硫酸铵的质量占丙烯酸和丙烯酸羟丙酯质量和的10%。
过硫酸铵与去离子水的质量体积比为1:150，单位为g/mL。
本发明所述的降压增注表面活性剂，将非离子表面活性剂聚氧乙烯基联苯乙烯化苯基醚与两性表面活性剂油酸酰胺羧基甜菜碱和十二烷二胺四甲基磺酸钠复配使用。其中，聚氧乙烯基联苯乙烯化苯基醚的抗氧化和耐酸碱性较强，但是耐温性差且在地层中稳定性较差，因此需要与两性表面活性剂油酸酰胺羧基甜菜碱和十二烷二胺四甲基磺酸钠复配使用，提高其耐温耐盐性。聚氧乙烯基联苯乙烯化苯基醚通过氧乙烯基与砂岩表面硅羟基形成氢键，能很好的吸附在砂岩表面，形成亲油保护膜，增大水在砂岩表面的接触角，从而降低毛细管阻力，达到降压的目的。油酸酰胺羧基甜菜碱在低浓度下即可使亲水的砂岩表面润湿性反转为油湿，具有较强的润湿反转能力，由此破坏亲水岩心孔隙表面的边界层，在驱替过程中在流动的扰动下将稠油分散成细小的颗粒，然后被水相携带出去，从而提高洗油效率。十二烷二胺四甲基磺酸钠的加入能够增加水相的粘度，从而降低水油流度比，强化对稠油的乳化能力，有效提高稠油的采收率。
此外，本发明所述的降压增注表面活性剂中还额外添加了三甲基硅烷基葡萄糖苷、丙烯酸-丙烯酸羟丙酯共聚物、磺基琥珀酸钠二辛酯以及甲基戊醇。三甲基硅烷基葡萄糖苷的加入能够使水化膨胀的黏土脱水缩膨，从而收缩黏土膨胀体积，使储层的渗透率得到一定程度的恢复，此外，还具有一定的防膨能力，主要是通过多点吸附在黏土表面发挥架桥作用，起到防止黏土分散、运移的目的，进而使注水压力下降，提高采油率。丙烯酸-丙烯酸羟丙酯共聚物对碳酸钙、硫酸钙特别是磷酸钙垢的形成和沉积有良好的抑制作用，对污泥和油垢具有很好的分散作用，而且对碳钢管道有一定的缓蚀作用。磺基琥珀酸钠二辛酯是一种阴离子表面活性剂，它的添加使得制备的降压增注表面活性剂的渗透性能更好，大大缩短了降压增注表面活性剂达到油水界面的时间；而甲基戊醇的添加能够增加制备的降压增注表面活性剂的稳定性，延长其起作用的时间。
本发明所述的降压增注表面活性剂的制备方法，由以下步骤组成：将聚氧乙烯基联苯乙烯化苯甲醚溶于水和甲基戊醇的混合物于常温下搅拌溶解30-35min，然后加入油酸酰胺羧基甜菜碱、十二烷二胺四甲基磺酸钠进行搅拌混合40-50min，最后升温至45-50℃，加入三甲基硅烷基葡萄糖苷、丙烯酸-丙烯酸羟丙酯共聚物以及磺基琥珀酸钠二辛酯搅拌反应2.5-3h，制备得到降压增注表面活性剂。
本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：
（1）本发明所述的降压增注表面活性剂，能够快速的到达油/水界面，起到降低界面张力和毛细管阻力的作用，同时乳化原油，降低原油的粘度，清除油膜，改善油、水渗流性，提高水相渗透率，防止黏土膨胀，降低注水压力，进而提高采收率。
（2）本发明所述的降压增注表面活性剂，注入制备的降压增注表面活性剂段塞后，在油水界面吸附着降压增注表面活性剂，引起油水界面张力的降低，从而使得油滴变形更容易通过孔喉（由于贾敏效应，狭小的孔喉非常容易被沥青质及其他极性物质堵塞），从而解除了含油堵塞，此外，由于地层中残余油较少，渗流通道增多，并且岩石的亲水性增强，进而达到了降低注水压力的目的。
（3）本发明所述的降压增注表面活性剂的制备方法，方法简单，参数易于控制，制备的降压增注表面活性剂用量少，作用时间长，效果持久。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步描述。
实施例1
本实施例1所述的降压增注表面活性剂，以质量百分数计，由以下原料组成：聚氧乙烯基联苯乙烯化苯基醚1.0%、油酸酰胺羧基甜菜碱6.2%、十二烷二胺四甲基磺酸钠3.3%、磺基琥珀酸钠二辛酯4.5%、三甲基硅烷基葡萄糖苷0.023%、丙烯酸-丙烯酸羟丙酯共聚物0.035%、甲基戊醇1.7%、余量为水。
其中：
所述丙烯酸-丙烯酸羟丙酯共聚物的制备方法，由以下步骤组成：将过硫酸铵溶于去离子水中，加热至85℃，向上述溶液中同时滴加丙烯酸和丙烯酸羟丙酯，控制在0.8h内滴完，然后继续保温反应3h，最后降至室温，制备得到丙烯酸-丙烯酸羟丙酯共聚物。
其中：
丙烯酸与丙烯酸羟丙酯的摩尔比为3:1。
过硫酸铵的质量占丙烯酸和丙烯酸羟丙酯质量和的10%。
过硫酸铵与去离子水的质量体积比为1:150，单位为g/mL。
本实施例1所述的降压增注表面活性剂的制备方法，由以下步骤组成：将聚氧乙烯基联苯乙烯化苯甲醚溶于水和甲基戊醇的混合物于常温下搅拌溶解33min，然后加入油酸酰胺羧基甜菜碱、十二烷二胺四甲基磺酸钠进行搅拌混合45min，最后升温至48℃，加入三甲基硅烷基葡萄糖苷、丙烯酸-丙烯酸羟丙酯共聚物以及磺基琥珀酸钠二辛酯搅拌反应2.7h，制备得到降压增注表面活性剂。
实施例2
本实施例2所述的降压增注表面活性剂，以质量百分数计，由以下原料组成：聚氧乙烯基联苯乙烯化苯基醚0.8%、油酸酰胺羧基甜菜碱6.5%、十二烷二胺四甲基磺酸钠3.0%、磺基琥珀酸钠二辛酯4.4%、三甲基硅烷基葡萄糖苷0.021%、丙烯酸-丙烯酸羟丙酯共聚物0.036%、甲基戊醇1.9%、余量为水。
其中：
所述丙烯酸-丙烯酸羟丙酯共聚物的制备方法，由以下步骤组成：将过硫酸铵溶于去离子水中，加热至85℃，向上述溶液中同时滴加丙烯酸和丙烯酸羟丙酯，控制在0.8h内滴完，然后继续保温反应3h，最后降至室温，制备得到丙烯酸-丙烯酸羟丙酯共聚物。
其中：
丙烯酸与丙烯酸羟丙酯的摩尔比为3:1。
过硫酸铵的质量占丙烯酸和丙烯酸羟丙酯质量和的10%。
过硫酸铵与去离子水的质量体积比为1:150，单位为g/mL。
本实施例2所述的降压增注表面活性剂的制备方法，由以下步骤组成：将聚氧乙烯基联苯乙烯化苯甲醚溶于水和甲基戊醇的混合物于常温下搅拌溶解30min，然后加入油酸酰胺羧基甜菜碱、十二烷二胺四甲基磺酸钠进行搅拌混合40min，最后升温至45℃，加入三甲基硅烷基葡萄糖苷、丙烯酸-丙烯酸羟丙酯共聚物以及磺基琥珀酸钠二辛酯搅拌反应3h，制备得到降压增注表面活性剂。
实施例3
本实施例3所述的降压增注表面活性剂，以质量百分数计，由以下原料组成：聚氧乙烯基联苯乙烯化苯基醚1.3%、油酸酰胺羧基甜菜碱5.8%、十二烷二胺四甲基磺酸钠3.5%、磺基琥珀酸钠二辛酯4.7%、三甲基硅烷基葡萄糖苷0.025%、丙烯酸-丙烯酸羟丙酯共聚物0.034%、甲基戊醇1.5%、余量为水。
其中：
所述丙烯酸-丙烯酸羟丙酯共聚物的制备方法，由以下步骤组成：将过硫酸铵溶于去离子水中，加热至85℃，向上述溶液中同时滴加丙烯酸和丙烯酸羟丙酯，控制在0.8h内滴完，然后继续保温反应3h，最后降至室温，制备得到丙烯酸-丙烯酸羟丙酯共聚物。
其中：
丙烯酸与丙烯酸羟丙酯的摩尔比为3:1。
过硫酸铵的质量占丙烯酸和丙烯酸羟丙酯质量和的10%。
过硫酸铵与去离子水的质量体积比为1:150，单位为g/mL。
本实施例3所述的降压增注表面活性剂的制备方法，由以下步骤组成：将聚氧乙烯基联苯乙烯化苯甲醚溶于水和甲基戊醇的混合物于常温下搅拌溶解35min，然后加入油酸酰胺羧基甜菜碱、十二烷二胺四甲基磺酸钠进行搅拌混合50min，最后升温至50℃，加入三甲基硅烷基葡萄糖苷、丙烯酸-丙烯酸羟丙酯共聚物以及磺基琥珀酸钠二辛酯搅拌反应2.5h，制备得到降压增注表面活性剂。
对比例1
本对比例1所述的降压增注表面活性剂的制备方法与实施例1相同，唯一的不同点在于，所述的降压增注表面活性剂的原料组成不同。本对比例1所述的降压增注表面活性剂，以质量百分数计，由以下原料组成：油酸酰胺羧基甜菜碱6.2%、十二烷二胺四甲基磺酸钠3.3%、磺基琥珀酸钠二辛酯4.5%、三甲基硅烷基葡萄糖苷0.023%、丙烯酸-丙烯酸羟丙酯共聚物0.035%、甲基戊醇1.7%、余量为水。
对比例2
本对比例2所述的降压增注表面活性剂的制备方法与实施例1相同，唯一的不同点在于，所述的降压增注表面活性剂的原料组成不同。本对比例2所述的降压增注表面活性剂，以质量百分数计，由以下原料组成：聚氧乙烯基联苯乙烯化苯基醚1.0%、十二烷二胺四甲基磺酸钠3.3%、磺基琥珀酸钠二辛酯4.5%、三甲基硅烷基葡萄糖苷0.023%、丙烯酸-丙烯酸羟丙酯共聚物0.035%、甲基戊醇1.7%、余量为水。
对比例3
本对比例3所述的降压增注表面活性剂的制备方法与实施例1相同，唯一的不同点在于，所述的降压增注表面活性剂的原料组成不同。本对比例3所述的降压增注表面活性剂，以质量百分数计，由以下原料组成：聚氧乙烯基联苯乙烯化苯基醚1.0%、油酸酰胺羧基甜菜碱6.2%、磺基琥珀酸钠二辛酯4.5%、三甲基硅烷基葡萄糖苷0.023%、丙烯酸-丙烯酸羟丙酯共聚物0.035%、甲基戊醇1.7%、余量为水。
对比例4
本对比例4所述的降压增注表面活性剂的制备方法与实施例1相同，唯一的不同点在于，所述的降压增注表面活性剂的原料组成不同。本对比例4所述的降压增注表面活性剂，以质量百分数计，由以下原料组成：聚氧乙烯基联苯乙烯化苯基醚1.0%、油酸酰胺羧基甜菜碱6.2%、十二烷二胺四甲基磺酸钠3.3%、余量为水。
取本发明实施例1-4以及对比例1-4制备的降压增注表面活性剂，采用矿化度为55000mg/L的油田用水配制成0.08wt%的降压增注表面活性剂溶液，采用表面张力仪测定降压增注表面活性剂的表面张力以及降低油水界面张力的能力（实验用油采用胜利油田脱水原油）。
降压率的测定依照Q/SLCG 0026-2013《降压增注表面活性剂技术要求》进行测定，测试液体为0.08wt%的降压增注表面活性剂。
表1 降压增注表面活性剂应用测试结果
由上述表1可知，实施例1-3制备的降压增注表面活性剂的性能明显优于对比例1-4制备的降压增注表面活性剂；对比实施例1与对比例1-3可知，聚氧乙烯基联苯乙烯化苯基醚、油酸酰胺羧基甜菜碱以及十二烷二胺四甲基磺酸钠之间具有协同作用关系；对比实施例1与对比例4可知，三甲基硅烷基葡萄糖苷、丙烯酸-丙烯酸羟丙酯共聚物、磺基琥珀酸钠二辛酯以及甲基戊醇之间具有协同作用关系。由此可知，本发明所述的降压增注表面活性剂原料之间协同作用，从而使得制备的降压增注表面活性剂具有提高水相渗透率，防止黏土膨胀，降低注水压力，进而提高采收率的优异性能。
Claims (7)
1.一种降压增注表面活性剂，其特征在于：以质量百分数计，由以下原料组成：聚氧乙烯基联苯乙烯化苯基醚0.8-1.3%、油酸酰胺羧基甜菜碱5.8-6.5%、十二烷二胺四甲基磺酸钠3.0-3.5%、磺基琥珀酸钠二辛酯4.4-4.7%、三甲基硅烷基葡萄糖苷0.021-0.025%、丙烯酸-丙烯酸羟丙酯共聚物0.034-0.036%、甲基戊醇1.5-1.9%、余量为水。
2.根据权利要求1所述的降压增注表面活性剂，其特征在于：以质量百分数计，由以下原料组成：聚氧乙烯基联苯乙烯化苯基醚1.0%、油酸酰胺羧基甜菜碱6.2%、十二烷二胺四甲基磺酸钠3.3%、磺基琥珀酸钠二辛酯4.5%、三甲基硅烷基葡萄糖苷0.023%、丙烯酸-丙烯酸羟丙酯共聚物0.035%、甲基戊醇1.7%、余量为水。
3.根据权利要求1所述的降压增注表面活性剂，其特征在于：所述丙烯酸-丙烯酸羟丙酯共聚物的制备方法，由以下步骤组成：将过硫酸铵溶于去离子水中，加热至85℃，向上述溶液中同时滴加丙烯酸和丙烯酸羟丙酯，控制在0.8h内滴完，然后继续保温反应3h，最后降至室温，制备得到丙烯酸-丙烯酸羟丙酯共聚物。
4.根据权利要求3所述的降压增注表面活性剂，其特征在于：丙烯酸与丙烯酸羟丙酯的摩尔比为3:1。
5.根据权利要求3所述的降压增注表面活性剂，其特征在于：过硫酸铵的质量占丙烯酸和丙烯酸羟丙酯质量和的10%。
6.根据权利要求3所述的降压增注表面活性剂，其特征在于：过硫酸铵与去离子水的质量体积比为1:150。
7.一种权利要求1所述的降压增注表面活性剂的制备方法，其特征在于：由以下步骤组成：将聚氧乙烯基联苯乙烯化苯甲醚溶于水和甲基戊醇的混合物于常温下搅拌溶解30-35min，然后加入油酸酰胺羧基甜菜碱、十二烷二胺四甲基磺酸钠进行搅拌混合40-50min，最后升温至45-50℃，加入三甲基硅烷基葡萄糖苷、丙烯酸-丙烯酸羟丙酯共聚物以及磺基琥珀酸钠二辛酯搅拌反应2.5-3h，制备得到降压增注表面活性剂。
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