本发明涉及一种驱油体系及其制备方法，特别涉及一种环保可降解的化学驱油体系及其制备方法。
背景技术：
石油作为工业的血液和命脉，直接关系到国民经济和社会的发展。为了满足日益增长的原油消耗量的需要，石油工业必须进一步发展来提高采收率。目前我国大部分油田都处于水驱(--次采油)阶段，但水驱后仍有大约65％的矿藏原油不能被开采出来，且很多中老油田含水率都达到了90％以上。如何提高油田高含水期的采收率，一直是油田开发工作者的研究重点，也是老油区稳产的一项重要措施。表面活性剂驱油技术操作简单，投入较少，提高原油采收率效果较好，适用范围广，所以表面活性剂在钻井、采油和原油集输过程中有广泛的应用。表面活性剂是指少量加入就能大大降低表(界)面张力的物质，其分子结构是由非极性部分(亲油部分)和极性部分(亲水部分)组成，是通过减小表面的净吸引力而起降低表面张力作用的。目前，油田上驱油采用的表面活性剂主要有磺酸盐表面活性剂、羧酸盐表面活性剂、非离子、阴离子表面活性剂、烷基多糖苷和gemim(孪连)表面活性剂。但是目前的驱油表面活性剂驱油剂单独使用时，存在效果不明显，界面张力高，乳化稳定性差等缺点，不利于采油率提高，且环保性能差。
技术实现要素：
本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，提供了一种环保可降解的化学驱油体系及其制备方法，本发明选用的新型非离子表面活性剂烷基糖苷(APG)，除具有普通非离子和阴离子表面活性剂的特性，还具有高表面活性、良好的生态安全性和相溶性，是国际公认的首选“绿色”功能性表面活性剂。同时具有较强的广谱抗菌活性，产品增稠效果显著，而且耐强碱、耐强酸、耐硬水、抗盐性强。与其他阴、非离子性表面活性剂以及合成的两亲性高分子表面活性剂进行复配，使得体系具备良好的乳化稳定性及一定的增稠性能，达到良好调驱效果，从而提高驱替效率。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种环保可降解的化学驱油体系的制备方法，包括以下步骤：
a.按质量份数计，首先，向干燥反应器中加入20～40份丙烯酰胺类单体、2.5～6.5份十八烷基长链乙烯基单体、8.5～19.2份带有磺酸盐型的乙烯基单体、1.5～2.6份乳化剂Ⅰ、2.6～4.5份乳化剂Ⅱ和0.035～0.1份引发剂，通过自由基共聚合反应得到两亲性高分子表面活性剂A；
b.然后，将1.2～3.5份烷基糖苷、8.1～12.6份阴离子表面活性剂与6.7～12.5份非离子性表面活性剂进行复合，得到超低界面张力体系B；
c.最后，室温下，在2～4份助溶剂的作用下，将8.5～11.5份两亲性高分子表面活性剂A与16～28.6份超低界面张力体系B进行复配，得到环保可降解的化学驱油体。
本发明进一步的改进在于，所述丙烯酰胺类单体为丙烯酰胺、二甲胺基丙基甲基丙烯酰胺、N-羟乙基丙烯酰胺、N-羟甲基丙烯酰胺、双丙酮丙烯酰胺、亚甲基双丙烯酰胺、N,N-亚甲基双丙烯酰胺、N-(1,1-二甲基-3-氧代丁基)丙烯酰胺、双丙烯酰胺、N,N-二甲基丙烯酰胺、N,N-二乙基丙烯酰胺、N,N-二丁基丙烯酰胺、N,N-二已基丙烯酰胺、N-异丙基丙烯酰胺、N-异丁基丙烯酰胺、N-叔丁基丙烯酰胺、N-戊基丙烯酰胺、N-环已基丙烯酰胺、N-丁氧基丙烯酰胺中的一种或两种以上任意配比的混合物；自由基共聚合反应的反应温度为70～85℃，反应时间为4～6小时。
本发明进一步的改进在于，所述十八烷基长链乙烯基单体为丙烯酸十八酯、甲基丙烯酸十八酯、2-甲基-2-丙烯酸十八烷基酯、2-丙烯酸十八烷基酯、丙烯酸十八醇酯中的一种或两种任意配比的混合物。
本发明进一步的改进在于，所述带有磺酸盐型的乙烯基单体为2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸钠、对乙烯基苯磺酸钠、乙烯基磺酸钠中的一种或两种任意配比的混合物。
本发明进一步的改进在于，所述乳化剂Ⅰ为Span80、Span20、Span40、Span60中的一种或两种任意配比的混合物；所述乳化剂Ⅱ为Tween80、Tween20、Tween40、Tween60中的一种或两种任意配比的混合物。
本发明进一步的改进在于，所述引发剂为过硫酸铵、过硫酸钠、过硫酸钾中的一种或两种任意配比的混合物。
本发明进一步的改进在于，所述烷基糖苷为APG0810、APG1214、APG0814、APG0816、APG1216中的一种或两种任意配比的混合物。
本发明进一步的改进在于，所述阴离子表面活性剂为脂肪醇醚磷酸酯MOA-3P、脂肪醇醚磷酸酯MOA-9P、酚醚磷酸酯TXP-4、酚醚磷酸酯TXP-10、异十三醇磷酸酯、脂肪醇醚磷酸酯钾盐MOA-3PK-40、烷基酚醚磺基琥珀酸酯钠盐OS、酚醚磷酸酯TXP-10、酚醚磷酸酯TXP-4、烷基酚醚磺基琥珀酸酯钠盐OS、仲烷基聚醚磺酸盐、十二烷基硫酸铵中的一种或两种以上任意配比的混合物。
本发明进一步的改进在于，所述非离子表面活性剂为AEO-9、AEO-3、AEO-4、AEO-5、AEO-7、AEO-12、AEO-15、AEO-20非离子表面活性剂、6501非离子表面活性剂中的一种或两种以上任意配比的混合物；
所述助溶剂为甲醇、乙醇、异丙醇、正丁醇、苯甲醇、乙二醇中的一种或两种以上任意配比的混合物。
一种环保可降解的化学驱油体，按质量份数计包括两亲性高分子表面活性剂A 8.5～11.5份，超低界面张力体系B 16～28.6份以及助溶剂2～4份；
其中，两亲性高分子表面活性剂A通过以下过程制备：按质量份数计，向干燥反应器中加入20～40份丙烯酰胺类单体、2.5～6.5份十八烷基长链乙烯基单体、8.5～19.2份带有磺酸盐型的乙烯基单体、1.5～2.6份乳化剂Ⅰ、2.6～4.5份乳化剂Ⅱ和0.035～0.1份引发剂，在反应温度70～85℃下反应4～6小时，得到两亲性高分子表面活性剂A；
超低界面张力体系B通过以下过程制备：按质量份数计，将1.2～3.5份新型非离子表面活性剂烷基糖苷、8.1～12.6份阴离子表面活性剂与6.7～12.5份非离子性表面活性剂进行复合，得到超低界面张力体系B。
与现有技术相比，本发明具有的有益效果：本发明的环保可降解的化学驱油体系广泛适用于油田钻探开采中，对于提高原油采收率有很大作用。本发明中两亲性高分子表面活性剂A是采用丙烯酰胺类单体、十八烷基长链乙烯基单体，带有磺酸盐型的乙烯基单体，通过自由基共聚合反应制备得到具有较低表界面张力、良好乳化稳定、一定增稠能力的两亲性高分子表面活性剂。本发明将两亲性高分子表面活性剂A与超低界面张力体系B进行复配，得到环保型化学驱油体系，进一步提高体系的乳化稳定性和增稠性能，从而提高体系的驱替效率。该驱油体系中选用的新型非离子表面活性剂烷基糖苷(APG)，是由可再生资源天然脂肪醇和葡萄糖合成的，兼具普通非离子和阴离子表面活性剂的特性，具有高表面活性、良好的生态安全性和相溶性，是国际公认的首选“绿色”功能性表面活性剂。同时具有较强的广谱抗菌活性，产品增稠效果显著，而且耐强碱、耐强酸、耐硬水、抗盐性强。与其他阴、非离子性表面活性剂以及合成的两亲性高分子表面活性剂进行复配，使得体系具备良好的乳化稳定性及一定的增稠性能，达到良好调驱效果，从而提高驱替效率。本发明制备的化学驱油体系的表面张力均高于单纯的小分子表面活性剂驱油体系的表面张力，最高可达0.015mN/m，在水驱基础上提高率为13.5％，远大于单纯小分子表面活性剂驱油体系的提高率。本发明的化学驱油体系在单独使用时，克服了现有技术中效果不明显，界面张力高，乳化稳定性差等缺点，以及不利于采油率提高，且环保性能差的问题。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例1
首先，向干燥反应器中加入20g丙烯酰胺类单体、2.5g丙烯酸十八酯、8.5g带有2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸钠、1.5g Span80、2.6g Tween80和0.035g过硫酸铵，反应温度为70～85℃，反应时间为4～6小时，通过自由基共聚合反应制备得到两亲性高分子表面活性剂A；其中，丙烯酰胺类单体为丙烯酰胺。
然后，将2g APG0810烷基糖苷与8.1g阴离子表面活性剂仲烷基聚醚磺酸盐(SAS-60)、6.7g非离子性表面活性剂AEO-9进行复配，得到超低界面张力体系B；
最后，室温下，在2g助溶剂乙醇的作用下，将8.5g两亲性高分子表面活性剂A与16.8g超低界面张力体系B进行复配，得到环保可降解的化学驱油体系。
实施例2
首先，向干燥反应器中加入30g丙烯酰胺类单体、4g丙烯酸十八酯、10g带有2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸钠、2g Span80、3g Tween80和0.05g过硫酸铵，反应温度为70～85℃，反应时间为4～6小时，通过自由基共聚合反应制备得到两亲性高分子表面活性剂A；其中，丙烯酰胺类单体为双丙酮丙烯酰胺；然后，将3g APG0810烷基糖苷与9g阴离子表面活性剂仲烷基聚醚磺酸盐(SAS-60)、7.5g非离子性表面活性剂AEO-9进行复配，得到超低界面张力体系B；
最后，室温下，在3g助溶剂乙醇的作用下，将10g两亲性高分子表面活性剂A与19.5g超低界面张力体系B进行复配，得到环保可降解的化学驱油体系。
实施例3
首先，向干燥反应器中加入40g丙烯酰胺类单体、6.5g丙烯酸十八酯、19.2g带有2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸钠、2.6g Span80、4.5g Tween80和0.1g过硫酸铵，反应温度为70～85℃，反应时间为4～6小时，通过自由基共聚合反应制备得到两亲性高分子表面活性剂A；其中，丙烯酰胺类单体为N-戊基丙烯酰胺。
然后，将3.5g APG0810烷基糖苷与12.6g阴离子表面活性剂仲烷基聚醚磺酸盐(SAS-60)、12.5g非离子性表面活性剂AEO-9进行复配，得到超低界面张力体系B；
最后，室温下，在4g助溶剂乙醇的作用下，将11.5g两亲性高分子表面活性剂A与28.6g超低界面张力体系B进行复配，得到环保可降解的化学驱油体系。
实施例4
首先，向干燥反应器中加入20g丙烯酰胺类单体、2.5g甲基丙烯酸十八酯、8.5g带有2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸钠、1.5g Span80、2.6g Tween80和0.035g过硫酸铵，反应温度为70～85℃，反应时间为4～6小时，通过自由基共聚合反应制备得到两亲性高分子表面活性剂A；其中，丙烯酰胺类单体为N-羟甲基丙烯酰胺。
然后，将2g APG0814烷基糖苷与8.1g阴离子表面活性剂酚醚磷酸酯TXP-4、6.7g非离子性表面活性剂AEO-3进行复合，得到超低界面张力体系B；
最后，室温下，在2g助溶剂乙醇的作用下，将11.5g两亲性高分子表面活性剂A与16.8g超低界面张力体系B进行复配，得到环保可降解的化学驱油体系。
实施例5
首先，向干燥反应器中加入30g丙烯酰胺类单体、4g甲基丙烯酸十八酯、10g带有2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸钠、2g Span80、3g Tween80和0.05g过硫酸铵，反应温度为70～85℃，反应时间为4～6小时，通过自由基共聚合反应制备得到两亲性高分子表面活性剂A；其中，丙烯酰胺类单体为N-环已基丙烯酰胺。
然后，将3g APG0814烷基糖苷与9g阴离子表面活性剂酚醚磷酸酯TXP-4、7.5g非离子性表面活性剂AEO-3进行复合，得到超低界面张力体系B；
最后，室温下，在3g助溶剂乙醇的作用下，将11.5g两亲性高分子表面活性剂A与19.5g超低界面张力体系B进行复配，得到环保可降解的化学驱油体系。
实施例6
首先，向干燥反应器中加入40g丙烯酰胺类单体、6.5g甲基丙烯酸十八酯、19.2g带有2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸钠、2.6g Span80、4.5g Tween80和0.1g过硫酸铵，反应温度为70～85℃，反应时间为4～6小时，通过自由基共聚合反应制备得到两亲性高分子表面活性剂A；其中，丙烯酰胺类单体为丙烯酰胺。
然后，将3.5g APG0814烷基糖苷与12.6g阴离子表面活性剂酚醚磷酸酯TXP-4、12.5g非离子性表面活性剂AEO-3进行复合，得到超低界面张力体系B；
最后，室温下，在4g助溶剂乙醇的作用下，将11.5g两亲性高分子表面活性剂A与28.6g超低界面张力体系B进行复配，得到环保可降解的化学驱油体系。
本发明所制得的高效环保可降解的化学驱油体系的测试结果如表1：
表1性能检测结果
从表1可以看出，本发明制备的化学驱油体系的界面张力均低于0.015mN/m，在水驱基础上提高率为13.5％，远大于单纯小分子表面活性剂驱油体系的提高率。
实施例7
a.按质量份数计，首先，向干燥反应器中加入25份丙烯酰胺类单体、5份十八烷基长链乙烯基单体、15份带有磺酸盐型的乙烯基单体、1.8份乳化剂Ⅰ、3.5份乳化剂Ⅱ和0.08份引发剂，在反应温度70℃下反应6小时，通过自由基共聚合反应制备得到两亲性高分子表面活性剂A；
b.然后，将1.2份新型非离子表面活性剂烷基糖苷、10份阴离子表面活性剂与8份非离子性表面活性剂进行复合，得到超低界面张力体系B；
c.最后，室温下，在2.5份助溶剂的作用下，将9份两亲性高分子表面活性剂A与18份超低界面张力体系B进行复配，得到高效环保可降解的化学驱油体。
其中，所述丙烯酰胺类单体为丙烯酰胺与二甲胺基丙基甲基丙烯酰胺的混合物。
所述十八烷基长链乙烯基单体为甲基丙烯酸十八酯与2-甲基-2-丙烯酸十八烷基酯的混合物。
所述带有磺酸盐型的乙烯基单体为对乙烯基苯磺酸钠。
所述乳化剂Ⅰ为Span20；所述乳化剂Ⅱ为Tween60。
所述引发剂为过硫酸钠。
所述新型非离子表面活性剂烷基糖苷为APG1214。
所述阴离子表面活性剂为脂肪醇醚磷酸酯MOA-3P。
所述非离子表面活性剂为AEO-4非离子表面活性剂；
所述助溶剂为甲醇。
实施例8
a.按质量份数计，首先，向干燥反应器中加入35份丙烯酰胺类单体、3份十八烷基长链乙烯基单体、12份带有磺酸盐型的乙烯基单体、2.2份乳化剂Ⅰ、4份乳化剂Ⅱ和0.04份引发剂，在反应温度85℃下反应4小时，通过自由基共聚合反应制备得到两亲性高分子表面活性剂A；
b.然后，将2.5份新型非离子表面活性剂烷基糖苷、11份阴离子表面活性剂与9份非离子性表面活性剂进行复合，得到超低界面张力体系B；
c.最后，室温下，在3.5份助溶剂的作用下，将10份两亲性高分子表面活性剂A与23份超低界面张力体系B进行复配，得到高效环保可降解的化学驱油体。
所述丙烯酰胺类单体为N-羟甲基丙烯酰胺、双丙酮丙烯酰胺、亚甲基双丙烯酰胺与N,N-亚甲基双丙烯酰胺的混合物。
所述十八烷基长链乙烯基单体为2-丙烯酸十八烷基酯与丙烯酸十八醇酯的混合物。
所述带有磺酸盐型的乙烯基单体为乙烯基磺酸钠与2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸钠的混合物。
所述乳化剂Ⅰ为Span40与Span60的混合物；所述乳化剂Ⅱ为Tween20与Tween40的混合物。
所述引发剂为过硫酸钾。
所述新型非离子表面活性剂烷基糖苷为APG0816与APG1216的混合物。
所述阴离子表面活性剂为脂肪醇醚磷酸酯MOA-3P、脂肪醇醚磷酸酯MOA-9P、酚醚磷酸酯TXP-4、酚醚磷酸酯TXP-10与异十三醇磷酸酯的混合物。
所述非离子表面活性剂为AEO-9、AEO-3与AEO-5非离子表面活性剂的混合物；
所述助溶剂为异丙醇与正丁醇的混合物。
实施例9
a.按质量份数计，首先，向干燥反应器中加入30份丙烯酰胺类单体、4份十八烷基长链乙烯基单体、13份带有磺酸盐型的乙烯基单体、2份乳化剂Ⅰ、4.5份乳化剂Ⅱ和0.05份引发剂，在反应温度75℃下反应5小时，通过自由基共聚合反应制备得到两亲性高分子表面活性剂A；
b.然后，将1.6份新型非离子表面活性剂烷基糖苷、12份阴离子表面活性剂与11份非离子性表面活性剂进行复合，得到超低界面张力体系B；
c.最后，室温下，在4份助溶剂的作用下，将11份两亲性高分子表面活性剂A与25份超低界面张力体系B进行复配，得到高效环保可降解的化学驱油体。
所述丙烯酰胺类单体为N-(1,1-二甲基-3-氧代丁基)丙烯酰胺、双丙烯酰胺、N,N-二甲基丙烯酰胺与N-丁氧基丙烯酰胺的混合物。
所述十八烷基长链乙烯基单体为丙烯酸十八酯、甲基丙烯酸十八酯与2-甲基-2-丙烯酸十八烷基酯的混合物。
所述带有磺酸盐型的乙烯基单体为2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸钠、对乙烯基苯磺酸钠与乙烯基磺酸钠的混合物。
所述乳化剂Ⅰ为Span80与Span20的混合物；所述乳化剂Ⅱ为Tween80与Tween20的混合物。
所述引发剂为过硫酸铵与过硫酸钠的混合物。
所述新型非离子表面活性剂烷基糖苷为APG1216烷基糖苷。
所述阴离子表面活性剂为异十三醇磷酸酯、脂肪醇醚磷酸酯钾盐MOA-3PK-40与烷基酚醚磺基琥珀酸酯钠盐OS的混合物。
所述非离子表面活性剂为AEO-12、AEO-15、AEO-20与6501非离子表面活性剂的混合物；
所述助溶剂为苯甲醇与乙二醇的混合物。
本发明中实施例仅仅列举了丙烯酰胺类单体、十八烷基长链乙烯基单体、阴离子表面活性剂、非离子表面活性剂的部分具体物质，本发明中的其他未在实施例中列举的物质，同样能够实现高效环保可降解的化学驱油体系的制备。
本发明首先以丙烯酰胺类单体、十八烷基长链乙烯基单体，带有磺酸盐型的乙烯基单体，通过自由基共聚合反应制备得到具有较低表界面张力、良好乳化稳定、一定增稠能力的两亲性高分子表面活性剂A。然后再将新型非离子表面活性剂烷基糖苷与阴、非离子性表面活性剂进行复合，得到超低界面张力体系B。同时将两亲性高分子表面活性剂A与超低界面张力体系B进行复配，得到高效环保型化学驱油体系，进一步提高体系的乳化稳定性和增稠性能，从而提高体系的驱替效率。
本发明的高效环保型化学驱油体系广泛适用于油田钻探开采中，对于提高原油采收率有很大作用。本发明的关键在于其选用的新型非离子表面活性剂烷基糖苷(APG)，是由可再生资源天然脂肪醇和葡萄糖合成的，兼具普通非离子和阴离子表面活性剂的特性，具有高表面活性、良好的生态安全性和相溶性，是国际公认的首选“绿色”功能性表面活性剂。同时具有较强的广谱抗菌活性，产品增稠效果显著，而且耐强碱、耐强酸、耐硬水、抗盐性强。与其他阴、非离子性表面活性剂以及合成的两亲性高分子表面活性剂进行复配，使得体系具备良好的乳化稳定性及一定的增稠性能，达到良好调驱效果，从而提高驱替效率。