中等矿化度油藏驱油用复合型表面活性剂组合物制造技术

本发明专利技术涉及一种复合型表面活性剂组合物的组成及应用，主要解决表面活性剂在中等矿化度油藏(10000～50000mg/L NaCl)三次采油过程中驱油效率差的问题。本发明专利技术通过采用复合型表面活性剂组合物，包括阴离子表面活性剂和阳离子表面活性剂，所述的阴离子表面活性剂与阳离子表面活性剂的摩尔比为1:(0.01～100)，其中阳离子表面活性剂选自季铵化合物中的至少一种，阴离子表面活性剂由如下分子通式表示，其中M1、M2均独立选自铵根离子或碱金属离子中的任意一种，R、R'均独立选自H、C1～C22的脂肪基或芳香基中的任意一种的技术方案较好地解决了该问题，可用于油田三次采油过程中。

Composite surfactant composition for medium salinity reservoir displacement

The composition and application of the invention relates to a composite surfactant composition, which mainly solves the surfactant in the medium salinity reservoir (10000 ~ 50000mg/L NaCl) three oil recovery process of oil displacement efficiency difference problem. The invention adopts a composite surfactant composition, including anionic surfactant and cationic surfactant, the molar ratio of anionic surface active agent and cationic surfactant 1: (0.01 ~ 100), the cationic surfactant selected from quaternary ammonium compounds in at least one, by anionic surfactant the following general formula, any M1 and M2 are independently selected from the group consisting of ammonium or alkali metal ions in a, R and R'were independently selected from H, C1 ~ C22 arbitrary fatty alkyl or aryl - in a technical scheme to solve the problem better, can be used for the three oil production process in.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种适用于中等矿化度油藏驱油用复合型表面活性剂组合物。
技术介绍
随着世界能源需求的增加，石油的合理开发利用已引起人们的极大重视，对石油的开采量及开采效率的要求也越来越高。实现油气资源的高效开采，对于提高原油产量不仅具有现实意义，更具有重要的战略意义。常规的采油方法(一次和二次法)一般仅采出原油地质储量的1/3，还有约2/3的原油未能采出，因此在能源日趋紧张的情况下，提高采油率已成为石油开采研究的重大课题。三次采油技术则是一种有效的提高采油率的方法，可分为四大类：一是热力驱，包括蒸汽驱、火烧油层等；二是混相驱，包括CO2混相、烃混相及其他惰性气体混相驱；三是化学驱；四是微生物采油，包括生物聚合物、微生物表面活性剂驱。化学驱是强化采油中非常重要并大规模实施的技术，包括聚合物驱、表面活性剂驱、碱水驱等以及聚合物、碱、表面活性剂的多种组合技术。化学驱的效果是物理作用和化学作用的结果，物理作用是指驱替液的波及作用,而化学作用是指驱替液的微观驱油作用。化学作用的核心是降低驱替液与原油的界面张力。表面活性剂由于兼具亲油(疏水)和亲水(疏油)性质，当表面活性剂溶于水时，分子主要分布在油水界面上，可以显著降低油水界面张力。油水界面张力的降低意味着表面活性剂体系能够克服原油间的内聚力，将大油滴分散成小油滴，从而提高原油流经孔喉时的通过率。表面活性剂的驱油效果还表现在使亲油的岩石表面润湿性反转、原油乳化、提高表面电荷密度及油滴聚并等作用，这是表面活性剂在化学驱技术中起举足轻重作用的原因。目前三次采油用表面活性剂大多采用多元复配体系，同时包含非离子型表面活性剂和离子型表面活性剂，部分配方中还加入碱和醇等助剂。如专利CN101024764A提供了一种油田稠油井用的表面活性剂，该活性剂是由水、片碱、乙醇、油酸、烷基酚聚氧乙烯醚、十二烷基苯磺酸钠组成。再如专利CN1458219A公开了一种三次采油应用的表面活性剂聚合物纯二元超低界面张力复合驱配方，其中使用的表面活性剂是石油磺酸盐或以石油磺酸盐为主剂加稀释剂和其它表面活性剂复配的复合表面活性剂，其组份的重量百分比为石油磺酸盐50～100％，烷基磺酸盐0～50％，羧酸盐0～50％，烷基芳基磺酸盐0～35％，低碳醇0～20％。又如专利CN1394935专利技术了一种化学驱油剂，其主要包括辛基苯磺酸钠阴离子表面活性剂，表面活性剂助剂、表面活性剂增效剂、表面活性剂增溶剂。这种驱油剂能明显地降低稠油的结构粘度，同时可降低油水界面张力，从而提高原油采收率。然而，上述三次采油用表面活性剂仍存在较多问题，主要是表面活性剂活性差、驱油效率低，同时由于表面活性剂体系过于复杂，因而采出液破乳困难，污水处理难度大；另外由于驱油体系含无机碱，对地层和油井带来伤害，引起腐蚀设备和管道等问题，而且由于无机碱会严重降低聚合物的粘度，为达到所需的粘度只得大大提高聚合物的使用浓度，使采油综合成本提高；表面活性剂的抗高温、抗高盐、抗高矿化度的能力有限。众所周知，阴离子表面活性剂，如石油磺酸盐、石油羧酸盐、烷基苯磺酸盐等目前被大量应用于三次采油过程中，而单一的阳离子表面活性剂因其易被地层吸附或产生沉淀，故降低油水界面张力的能力差，一般不用于三次采油。由于阴阳离子表面活性剂接近等比例混合时其水溶液容易形成沉淀，从而导致阴阳离子表面活性剂混合体系不仅在应用中成为配伍禁忌，而且相关理论研究也比较滞后。近年来的研究发现，阴阳离子表面活性剂混合体系水溶液具有很多异常性质，如由于阴阳离子表面活性剂在水溶液中存在着强烈的静电作用和疏水性碳链间的相互作用，促进了两种带不同电荷表面活性剂离子间的缔合,在溶液中很容易形成胶束，产生比单一表面活性剂更高的表面活性。此外，阴阳离子表面活性剂混合体系可明显降低阳离子表面活性剂在岩心上的吸附损耗，从而可显著降低阳离子表面活性剂的固有缺陷。巩育军等(见2000年2月第30卷第1期西北大学学报(自然科学版)，28～31)研究认为十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)与十二烷基硫酸钠(SDS)混合体系具有增溶作用。在石油开采过程中，利用增溶作用可以“驱油”，将粘附在岩层沙石上的油洗下，从而提高石油采收率。黄宏度等(见石油天然气学报2007年8月第29卷第4期，101～104)研究了石油磺酸盐、石油羧酸盐、烷基苯磺酸盐等阴离子表面活性剂与十六烷基三甲基溴化铵、碱复配体系的界面张力并得出以下结论：阳离子表面活性剂的加入使石油羧酸盐、烷基苯磺酸盐、石油磺酸盐的界面活性得到改善。上述研究结果表明阴、阳离子表面活性剂复合体系对于降低油水界面张力、提高驱油效率具有一定作用。但前者的研究结果显示其界面性能依然有待改进，后者在体系中依然采用了碱，从而无法避免碱对地层和油井带来伤害，腐蚀设备和管道及破乳困难等问题。另外上述体系比较容易生成沉淀，不利于实际应用。为此，本专利技术吸收借鉴了前人关于阴、阳离子表面活性剂混合体系研究结果，另一方面二烃基二苯醚二磺酸盐类阴离子表面活性剂分子结构中含有两个磺酸根负电荷中心，分子电荷密度更高，使得表面活性剂对矿化度的耐受度增强，采用烃基二苯醚二磺酸盐类阴离子表面活性剂代替传统的阴离子表面活性剂，显著提高了表面活性剂复合体系的界面活性，适用于中等矿化度油藏(10000～50000mg/LNaCl)的三采技术，专利技术了用于提高原油采收率用的阴离子表面活性剂和阳离子表面活性剂复合型表面活性剂组合物。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题之一是现有表面活性剂在三次采油过程中驱油效率差，同时由于驱油体系含有无机碱，对地层和油井带来伤害，腐蚀设备和管道及破乳困难的问题，提供一种新的复合型表面活性剂组合物，该组合物具有界面活性高、洗油能力强、体系简单，不会对地层和油井带来伤害，不会腐蚀设备和管道及不会造成破乳困难的优点。本专利技术所要解决的技术问题之二是提供一种与解决技术问题一相对应的表面活性剂组合物的配制方法。本专利技术所要解决的问题之三是上述技术问题之一所述表面活性剂组合物在三次采油中的应用。为解决上述技术问题之一，本专利技术采用的技术方案如下：一种复合型表面活性剂组合物，包括阴离子表面活性剂和阳离子表面活性剂，所述的阴离子表面活性剂与阳离子表面活性剂的摩尔比为1:(0.01～100)，其中阳离子表面活性剂选自季铵化合物中的一种，阴离子表面活性剂由如下分子通式表示：其中M1、M2均独立选自铵根离子或碱金属离子中的任意一种，R、R'均独立选自均独立选自H、C1～C22的脂肪基或芳香基中的任意一种。上述技术方案中，所述阳离子表面活性剂选自季铵化合物中的至少一种，可以是本领域常用的季铵化合物表面活性剂，如季铵盐、季铵碱等，都可以用于本专利技术，作为优选所述阳离子表面活性剂优选自四烃基季铵化合物中的至少一种，烃基为饱和烷基、烯烃基、芳烃基中的任意一种；进一步优选为四烃基季铵盐中的至少一种。上述技术方案中，所述阳离子表面活性剂分子中的碳原子总数优选为4～60，进一步优选为4～40。上述技术方案中，所述四烃基季铵盐，更优选自式(I)所示分子结构中的至少一种：其中，R1、R2独立选自C1～C22的烃基、取代烃基中的一种，R3、R4独立选自C1～C5的脂肪烃基或取代脂肪烃基；Y选自本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种复合型表面活性剂组合物，包括阴离子表面活性剂和阳离子表面活性剂，所述的阴离子表面活性剂与阳离子表面活性剂的摩尔比为1:(0.01～100)，其中阳离子表面活性剂选自季铵化合物中的至少一种，阴离子表面活性剂由如下分子通式表示：其中M1、M2均独立选自铵根离子或碱金属离子中的任意一种，R、R'均独立选自均独立选自H、C1～C22的脂肪基或芳香基中的任意一种。

【技术特征摘要】
1.一种复合型表面活性剂组合物，包括阴离子表面活性剂和阳离子表面活性剂，所述的阴离子表面活性剂与阳离子表面活性剂的摩尔比为1:(0.01～100)，其中阳离子表面活性剂选自季铵化合物中的至少一种，阴离子表面活性剂由如下分子通式表示：其中M1、M2均独立选自铵根离子或碱金属离子中的任意一种，R、R'均独立选自均独立选自H、C1～C22的脂肪基或芳香基中的任意一种。2.根据权利要求1所述复合型表面活性剂组合物，其特征在于所述阳离子表面活性剂选自四烃基季铵化合物中的至少一种。3.根据权利要求2所述复合型表面活性剂组合物，其特征在于所述阳离子表面活性剂选自四烃基季铵盐中的至少一种。4.根据权利要求1所述复合型表面活性剂组合物，其特征在于所述R、R'均独立选自H、C1～C22的烃基或取代烃基。5.根据权利要求4所述复合型表面活性剂组合物，其特征在于所述R、R'均独立选自H或C1～C22的烷基、烯烃基、芳烃基。6.据权利要求1～5任一所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈少春，张卫东，李应成，沙鸥，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司上海石油化工研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11