專利名稱：一種耐溫抗鹽低張力泡沫驅油劑及其制備方法
一種耐溫抗鹽低張力泡沬驅油劑及其制備方法技術領域
本發(fā)明屬于油田化學領域，涉及三次采油用化學驅油劑，具體涉及可用于常規(guī) 油藏高含水開發(fā)后期及高溫高鹽油藏一次性大幅度提高采收率的三次采油體系。
發(fā)明背景
目前全世界超過30個最大規(guī)模的油田都已經進入開采后期，采用技術手段進一 步提高采收率，即三次采油已被公認是必將進行的技術措施。
已有的研究表明，制約原油一次和二次采油過程采收率低的主要矛盾是毛細管 效應和儲層非均質性。毛細管效應使原油在盲道和小孔隙中滯留很難被有效驅動，而儲 層非均質性則導致驅替體系波及系數(shù)低，使低滲透帶的原油無法被驅動。
氣驅是近年來發(fā)展最迅速的三次采油技術之一，烷烴、二氧化碳、氮氣甚至空 氣都可作為氣驅的驅替劑。但是由于氣體的低密度、低粘度和高流動性，與水驅相比， 受儲層非均質性的影響更大，非常容易發(fā)生指進現(xiàn)象，無法波及低滲透區(qū)域，使提高采 收率效果受到限制。
通過加入表面活性劑，使氣體以泡沫流體的形式驅替，由泡沫流體表觀粘度的 增加而降低在高滲透層中的流動速度，提高波及系數(shù)，可提高采收率。又由于泡沫劑 本身是表面活性劑，具有界面活性，如果可降低油/水界面張力到超低，顯著增大毛管 數(shù)，將可以發(fā)揮更好的效果，一次性地大幅度提高采收率。
泡沫流體的特性決定了泡沫可選擇性的封堵高滲透率通道，能降低高滲區(qū)的載 流量而不破壞低滲區(qū)，并且還具有油/水選擇性，封堵水流而不封堵油流，另外由于泡 沫劑的耐溫、抗鹽性能的優(yōu)化也不難實現(xiàn)，因此在耐溫抗鹽聚合物的研制得不到突破的 情況下，泡沫在封堵調剖方面無疑具有無可比擬的應用潛力。特別是對于高溫高鹽油藏 的開發(fā)，更具有特別重要的意義。
表面活性劑在氣/水、油/水界面的富集行為，由分子結構決定，但構效關系和 機制卻有所不同，并且受到環(huán)境因素，包括氣相組成、油相組成、溫度、鹽度、添加劑 等因素的影響，因此泡沫穩(wěn)定性和油水界面活性同時得到優(yōu)化是一個難題，既具有良好 泡沫穩(wěn)定性又具有高油水界面活性的低張力泡沫體系十分缺乏。發(fā)明內容
針對現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明提供一種耐溫抗鹽低張力泡沫驅油劑及其制備方法。
本發(fā)明不僅泡沫穩(wěn)定性優(yōu)異，封堵調剖能力強，并且界面活性強，可將原油/ 水界面張力降至超低，提高采收率效果顯著。
本發(fā)明的技術方案如下
一種耐溫抗鹽低張力泡沫驅油劑，原料質量份組成如下
烷醇酰胺40-55份，雙極性基表面活性劑10-50份，水100-200份。其中，
所述的烷醇酰胺是椰子油烷醇酰胺、脂肪酸單乙醇酰胺或椰子油二乙醇胺，其3中優(yōu)選椰子油烷醇酰胺；
所述的雙極性基表面活性劑是烷基二羧乙基米唑啉、烷基醇聚氧乙烯醚硫酸 鹽、烷基酚聚氧乙烯醚硫酸鹽、磺酸甜菜堿、羧酸甜菜堿或雙烷基二苯醚磺酸鹽，其中 優(yōu)選磺酸甜菜堿。
優(yōu)選的，一種耐溫抗鹽低張力泡沫驅油劑，原料質量份組成如下
烷醇酰胺40-50份，雙極性基表面活性劑20-30份，水100-160份。
進一步優(yōu)選的，一種耐溫抗鹽低張力泡沫驅油劑，原料質量份組成如下
椰子油烷醇酰胺42份，磺酸甜菜堿觀份，水130份。
上述的烷醇酰胺、雙極性基表面活性劑均選用現(xiàn)有技術產品，市場有售。其 中，
優(yōu)選的，椰子油烷醇酰胺按如下方法制得在合成反應釜中，定量加入椰子 油，溫度控制在60-100°C，按椰子油與二乙醇胺質量比為2.0 1.0 1向反應釜中加入 二乙醇胺，攪拌均勻，加入反應物總質量0.3-1%的KOPi，升溫至100-150°C反應4-6小 時。
本發(fā)明上述一種耐溫抗鹽低張力泡沫驅油劑制備方法，步驟如下
將上述烷醇酰胺、雙極性表面活性劑加入到水中，在40-60°C下持續(xù)攪拌至完全 溶解，即得。
優(yōu)選的，一種耐溫抗鹽低張力泡沫驅油劑制備方法，將上述烷醇酰胺、雙極性 表面活性劑加入到1/3 1/2總量的水中，在40-60°C下持續(xù)攪拌至完全溶解，再將余量 的水加入，攪拌均勻，即得。
本發(fā)明的耐溫抗鹽低張力泡沫驅油劑的應用，用于溫度50-120°C、礦化度為 0-100,OOOppm條件下的三次采油。應用時，將本發(fā)明的產品配至濃度為0.05-0.3Wt% 注入井下，在井底與空氣或氮氣混合生成泡沫后進入地層。與其他現(xiàn)有技術常用的泡沫 劑相比，油水界面張力由KT2mKm1降至KT3mKm1,與現(xiàn)有技術常用的界面活性劑相 比，50°C下泡沫半衰期由15分鐘提高到40分鐘以上，室內模型提高采收率達15%以上。 本發(fā)明的耐溫抗鹽低張力泡沫驅油劑適用鈣鎂離子總濃度0-l,000ppm。
本發(fā)明的耐溫抗鹽低張力泡沫劑具有以下優(yōu)良效果
1、本發(fā)明的低張力泡沫劑，采用極性頭錨定作用弱的烷醇酰胺，使表面活性劑 分子在泡沫液膜上呈現(xiàn)“躺倒”式排布，利用疏水鏈交錯形成的網(wǎng)絡結構界面膜穩(wěn)定泡 沫液膜，因此在常規(guī)溫度至高溫下均保持較高的泡沫穩(wěn)定性。
2、本發(fā)明的低張力泡沫劑，采用界面效率高的雙極性基表面活性劑與界面密度 高的烷醇酰胺復配，取得高界面效力，可使原油和水的界面張力降至超低。
3、本發(fā)明的低張力泡沫劑，采用抗鹽性好的雙極性基表面活性劑復配，使體系 耐受較高的鹽度，并且可利用鹽度進一步調制表面活性劑在油水界面的吸附，在高礦化 度下取得更高的界面活性。
具體實施方式
下面結合實施例對本發(fā)明做進一步說明，但不限于此。
實施例1
一種耐溫抗鹽低張力泡沫驅油劑，原料質量份組成如下
椰子油酸二乙醇酰胺42份，磺酸甜菜堿觀份，水130份。其中，椰子油酸二 乙醇酰胺按以下方法制備
在1000L合成反應釜中，加入366千克椰子油，向上述合成反應釜中邊攪拌邊加 入234千克二乙醇胺，保持溫度為80°C，攪拌均勻后15g氫氧化鉀，升溫至120°C反應5小時，得椰子油酸二乙醇酰胺。
按質量份，取上述椰子油酸二乙醇酰胺42份，加入磺酸甜菜堿觀份，加入50 份水，在50°C下攪拌至完全溶解，再加入80份水，攪拌均勻即得低張力泡沫驅油劑，標 號為LIF-I。
實施例2
—種耐溫抗鹽低張力泡沫驅油劑，原料質量份組成如下
椰子油酸二乙醇酰胺49份，烷基醇聚氧乙烯醚硫酸鹽21份，水150份。其中， 椰子油酸二乙醇酰胺按實施例1制得，烷基醇聚氧乙烯醚硫酸鹽是太原發(fā)凱公司產品， 型號為AE!3S。
按質量份，取椰子油酸二乙醇酰胺49份，加入烷基醇聚氧乙烯醚硫酸鹽21份， 加入50份水，在50°C下攪拌至完全溶解，再加入100份水，攪拌均勻，即得低張力泡沫 油驅油劑，標號為LIF-2。
實施例3 泡沫穩(wěn)定性及封堵調剖試驗
將泡沫劑配制為濃度為0.3%的水溶液，采用氣流法產生泡沫，泡沫發(fā)生器控制 溫度為50°C，測定泡沫體積隨時間的變化得泡沫衰減曲線，取泡沫體積衰減為初始體積 一半時的時間為泡沫半衰期，標記為t1/2。泡沫穩(wěn)定性與半衰期呈正比。
采用80-200目石英砂充填55cm模擬巖芯管，巖芯孔隙體積32%，滲透率1.5達 西，以水飽和后，分別以lOml/η ι和160ml/min的速度注入水溶液和N2,測定巖芯管入 口和出口端壓力，得初始壓力差ΔΡ初始=Ρλη_Ρ出口，然后以同樣的速度注入0.3%的泡 沫劑水溶液和N2,得壓力差ΔΡ泡沫=P入口-P出口，計算得到阻力因子δ = ΔΡ泡沫/APft 始。測定過程中，整個流程處于溫度T = 120°C。泡沫的封堵能力與阻力因子呈正比。
對比用泡沫劑α-烯烴磺酸鹽，商品代號AOS，市場購得，西安南風化工有限 公司產。對比用界面活性劑石油磺酸鹽PS-1，市場購得，勝利油田中勝國際石油化工集 團有限公司產。
實驗結果如下
權利要求
1.一種耐溫抗鹽低張力泡沫驅油劑，其特征在于原料質量份組成如下烷醇酰胺40-55份，雙極性基表面活性劑10-50份，水100-200份；其中， 所述的烷醇酰胺是椰子油烷醇酰胺、脂肪酸單乙醇酰胺或椰子油二乙醇胺； 所述的雙極性基表面活性劑是烷基二羧乙基米唑啉、烷基醇聚氧乙烯醚硫酸鹽、烷 基酚聚氧乙烯醚硫酸鹽、磺酸甜菜堿、羧酸甜菜堿或雙烷基二苯醚磺酸鹽。
2.如權利要求1所述的驅油劑，其特征在于原料質量份組成如下 烷醇酰胺40-50份，雙極性基表面活性劑20-30份，水100-160份。
3.如權利要求1或2所述的驅油劑，其特征在于所述的烷醇酰胺為椰子油烷醇酰胺。
4.如權利要求3所述的驅油劑，其特征在于所述的椰子油烷醇酰胺是按以下方法制得的在合成反應釜中，定量加入椰子油，溫度控制在60-100°C，按椰子油與二乙醇胺 質量比為2.0 1.0 1向反應釜中加入二乙醇胺，，攪拌均勻，加入反應物總質量 0.3-lwt%WKOH，升溫至 100-150°C反應 4-6 小時。
5.如權利要求1或2所述的驅油劑，其特征在于所述的雙極性基表面活性劑為磺酸甜菜堿。
6.如權利要求1所述的驅油劑，其特征在于，原料質量份組成如下 椰子油烷醇酰胺42份，磺酸甜菜堿28份，水130份。
7.權利要求1 5任一項所述的驅油劑的制備方法，步驟如下將上述烷醇酰胺、雙 極性表面活性劑加入到水中，在40-60°C下持續(xù)攪拌至完全溶解，即得。
8.權利要求1 5任一項所述的驅油劑的制備方法，其中將上述烷醇酰胺、雙極性表 面活性劑加入到1/3 1/2總量的水中，在40-60°C下持續(xù)攪拌至完全溶解，再將余量的 水加入，攪拌均勻，即得。
9.權利要求1 6任一項所述的驅油劑的應用，用于溫度50-120°C、礦化度為 0-100,OOOppm條件下的三次采油。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種耐溫抗鹽低張力泡沫驅油劑及其制備方法，由烷醇酰胺、雙極性基表面活性劑和水，在40-60℃下持續(xù)攪拌至完全溶解制得。本發(fā)明的耐溫抗鹽低張力泡沫劑適用溫度50-120℃、礦化度為0-100,000ppm條件下的三次采油。與其他現(xiàn)有技術常用的泡沫劑相比，油水界面張力由10-2mN.m-1降至10-3mN.m-1，與現(xiàn)有技術常用的界面活性劑相比，50℃下泡沫半衰期由15分鐘提高到40分鐘以上，室內模型提高采收率達15％以上。
文檔編號C09K8/584GK102020981SQ20101052195
公開日2011年4月20日 申請日期2010年10月27日 優(yōu)先權日2010年10月27日
發(fā)明者孫煥泉, 李振泉, 李春秀, 李英 申請人:山東大學