本发明涉及石油添加剂,是一种复合驱油用钼基纳米表面活性剂及其制备方法。
背景技术:
1、目前,多数油藏已进入高含水开发后期,剩余储量中高温高盐、高含水高采出、低渗透等难以开采的油藏比例逐年增加,利用二次采油的方法开发非常困难,因此,迫切需要发展新的开采技术,大幅度提高老油田的采收率和已探明资源的利用率。
2、近几年,有关纳米化学驱油技术的研究已经引起了极大的关注,纳米驱油剂驱油是一种新兴的采油技术,是纳米技术在油田应用的一次重大突破,并且在低渗储层中已得到了良好的效果和认可,逐渐成为提高原油采收率技术发展的新方向。它由纳米材料经过复杂反应而合成,以水溶液为传递介质,在水中形成几个到几百个纳米的小颗粒,具有较好的界面活性,使岩石润湿性发生反转,降低毛管阻力和注入压力,使原油易于剥落而被驱替液驱替出来,从而提高油气采收率。同时,纳米驱油剂对地层岩石的微小孔隙具有暂时堵塞作用,可以扩大波及体积,所以能够极大地提高采收率。
3、但目前仍然需要对纳米材料以及作用机理进行更加深入的研究,进一步发掘纳米材料与化学驱油的有机结合点,最终,实现大幅提高原油采收率的目标。现有的驱油剂,例如,公告号为cn101210174b的中国专利文献公开了一种用于热力采油工艺的纳米型驱油剂,能够与高温流体协同使用或共同伴注,使沥青质、胶质、蜡晶结构微晶化,能够有效解决油层乳化堵塞问题,但其主要应用于热力采油领域。
4、又如,公开号为cn116254100a的中国专利文献公开了一种复合表面活性剂及其制备方法,其制备的表面活性剂具有配伍性好的优点,耐盐性能好,特别是耐钙、镁离子性能好,具备高界面活性,在无碱、高矿化度条件下可以达到超低界面张力,但其磺化试剂选自浓硫酸、发烟硫酸、三氧化硫中的至少一种,导致制备过程中具有一定危险性,也不符合绿色环保的要求。总之,目前现有的驱油剂降粘效果差、合成复杂和不符合绿色环保要求。
技术实现思路
1、本发明提供了一种复合驱油用钼基纳米表面活性剂及其制备方法,克服了上述现有技术之不足,其能有效解决现有的驱油剂存在的降粘效果差、合成复杂和不符合绿色环保要求的问题。
2、本发明的技术方案之一是通过以下措施来实现的:一种复合驱油用钼基纳米表面活性剂,原料包括丙烯酰胺、3-甲基丙烯酰氧基-2-羟基丙基磺酸钠、烯丙基苯砜、1-乙烯基-3-乙基咪唑溴盐、烯丙醇聚氧乙烯、纳米二硫化钼和引发剂;其中,丙烯酰胺、3-甲基丙烯酰氧基-2-羟基丙基磺酸钠、烯丙基苯砜、1-乙烯基-3-乙基咪唑溴盐和烯丙醇聚氧乙烯醚的摩尔比为1:(0.1至0.3):(0.2至0.6):(0.1至0.3):(0.05至0.2);纳米二硫化钼、引发剂与丙烯酰胺的重量比为(0.1至0.3):(0.1至0.2):1。
3、下面是对上述发明技术方案之一的进一步优化或/和改进:
4、上述引发剂为氧化还原剂和偶氮化合物中的一种。
5、上述氧化还原剂由重量比为(1.5至3.0):1的过硫酸盐和亚硫酸盐组合而成,过硫酸盐为过硫酸钾、过硫酸钠和过硫酸铵中的一种,亚硫酸盐为亚硫酸钠或亚硫酸钾。
6、上述偶氮化合物为偶氮二异丁腈或偶氮二异庚腈。
7、上述原料还包括去离子水、脱水山梨醇单十八酸酯和缓冲盐,去离子水、脱水山梨醇单十八酸酯、缓冲盐与丙烯酰胺的重量比为(8至10):(0.05至0.2):(0.05至0.2):1。
8、上述缓冲盐为磷酸二氢钠、磷酸二氢钾、磷酸二氢铵、磷酸氢二钠、磷酸氢二钾和磷酸氢二铵中的一种。
9、上述缓冲盐为磷酸二氢钠、磷酸二氢钾和磷酸二氢铵中的一种。
10、上述复合驱油用钼基纳米表面活性剂,按下述方法得到:
11、第一步,在氮气氛围下,向反应器中加入所需量的去离子水和纳米二硫化钼进行程序搅拌后,再向反应器中依次加入所需量的丙烯酰胺、3-甲基丙烯酰氧基-2-羟基丙基磺酸钠、烯丙基苯砜、1-乙烯基-3-乙基咪唑溴盐、烯丙醇聚氧乙烯醚、脱水山梨醇单十八酸酯和缓冲盐搅拌均匀,调节ph值后,得到混合溶液;
12、第二步,向装有混合溶液的反应器中加入引发剂溶液搅拌反应,然后,调节ph值,得到复合驱油用钼基纳米表面活性剂。
13、上述第一步中,程序搅拌为先在转速为1200rpm至1500rpm下搅拌5min至10min后,然后,在200rpm至300rpm转速下搅拌。
14、上述第一步中,用氢氧化钠溶液调节混合溶液ph值为7至8。
15、上述第二步中,用质量浓度为10%至15%的氨水调节高粘度聚合物的ph值为7至8。
16、本发明的技术方案之二是通过以下措施来实现的:一种复合驱油用钼基纳米表面活性剂的制备方法,按下述方法进行:
17、第一步,在氮气氛围下,向反应器中加入所需量的去离子水和纳米二硫化钼进行程序搅拌后,再向反应器中依次加入所需量的丙烯酰胺、3-甲基丙烯酰氧基-2-羟基丙基磺酸钠、烯丙基苯砜、1-乙烯基-3-乙基咪唑溴盐、烯丙醇聚氧乙烯醚、脱水山梨醇单十八酸酯和缓冲盐搅拌均匀,调节ph值后,得到混合溶液;
18、第二步,向装有混合溶液的反应器中加入引发剂溶液搅拌反应,然后,调节ph值,得到复合驱油用钼基纳米表面活性剂。
19、本发明复合驱油用钼基纳米表面活性剂不仅具有超低的表面张力和界面张力,其在500mg/l的浓度下表面张力达到26mn/m,界面张力达到10-4mn/m以下,还具有较高的降粘效果,其在2000mg/l的浓度下降粘率达到98%以上,另外,本发明复合驱油用钼基纳米表面活性剂合成采用一锅法,原材料易得,合成工艺简单,无副产物,安全环保,有效的解决了现有的驱油剂存在的降粘效果差、合成复杂和不符合绿色环保要求的问题。
1.一种复合驱油用钼基纳米表面活性剂,其特征在于原料包括丙烯酰胺、3-甲基丙烯酰氧基-2-羟基丙基磺酸钠、烯丙基苯砜、1-乙烯基-3-乙基咪唑溴盐、烯丙醇聚氧乙烯、纳米二硫化钼和引发剂;其中,丙烯酰胺、3-甲基丙烯酰氧基-2-羟基丙基磺酸钠、烯丙基苯砜、1-乙烯基-3-乙基咪唑溴盐和烯丙醇聚氧乙烯醚的摩尔比为1:0.1至0.3:0.2至0.6:0.1至0.3:0.05至0.2;纳米二硫化钼、引发剂与丙烯酰胺的重量比为0.1至0.3:0.1至0.2:1。
2.根据权利要求1所述的复合驱油用钼基纳米表面活性剂,其特征在于引发剂为氧化还原剂和偶氮化合物中的一种。
3.根据权利要求2所述的复合驱油用钼基纳米表面活性剂,其特征在于氧化还原剂由重量比为1.5至3.0:1的过硫酸盐和亚硫酸盐组合而成,过硫酸盐为过硫酸钾、过硫酸钠和过硫酸铵中的一种,亚硫酸盐为亚硫酸钠或亚硫酸钾。
4.根据权利要求2或3所述的复合驱油用钼基纳米表面活性剂,其特征在于偶氮化合物为偶氮二异丁腈或偶氮二异庚腈。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的复合驱油用钼基纳米表面活性剂,其特征在于原料还包括去离子水、脱水山梨醇单十八酸酯和缓冲盐,去离子水、脱水山梨醇单十八酸酯、缓冲盐与丙烯酰胺的重量比为8至10:0.05至0.2:0.05至0.2:1。
6.根据权利要求5所述的复合驱油用钼基纳米表面活性剂,其特征在于缓冲盐为磷酸二氢钠、磷酸二氢钾、磷酸二氢铵、磷酸氢二钠、磷酸氢二钾和磷酸氢二铵中的一种。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的复合驱油用钼基纳米表面活性剂,其特征在于按下述方法得到:
8.根据权利要求7所述的复合驱油用钼基纳米表面活性剂,其特征在于第一步中,程序搅拌为先在转速为1200rpm至1500rpm下搅拌5min至10min后,然后,在200rpm至300rpm转速下搅拌;或/和,第一步中,用氢氧化钠溶液调节混合溶液ph值为7至8。
9.根据权利要求7或8所述的复合驱油用钼基纳米表面活性剂,其特征在于第二步中,用质量浓度为10%至15%的氨水调节高粘度聚合物的ph值为7至8。
10.一种根据权利要求1至6、8至9中任一项所述的复合驱油用钼基纳米表面活性剂的制备方法,其特征在于按下述方法进行: