专利名称：氟碳表面活性剂二元复合泡沫驱油体系的制作方法
技术领域：
本发明涉及可用于提高原油采收率的泡沫驱油，尤其涉及氟碳表面活性剂二元复 合泡沫驱油体系，属于油田化学领域。
背景技术：
随着油田开发进入中后期，中国已开发油田平均水驱采收率仅为33%，三次采油 技术成为了提高油田采收率的重要方法，但是无论是聚合物驱，还是其他化学剂驱油法都 受到储层非均质性影响，纵向上的流度差异较大，窜流现象严重，化学剂不可能完全到达剩 余油富集的部位，不能充分驱洗原油。要进一步提高水驱后的原油采收率，流度控制是关键。二元复合泡沫驱技术是在常规泡沫驱和二元复合驱基础上发展起来的一种三次 采油中新的驱油方法，聚合物既增加体系的粘度，又起稳泡的作用，使驱油体系具有更高的 表观粘度。因此，泡沫复合驱既能提高驱替效率，又能降低油水流度比，提高波及效率，提高 采收率的幅度，同时减小了以往化学驱导致的环境伤害。可以有效的封堵大孔道，防止指进 和气窜现象的发生。泡沫驱在多孔介质中又具有良好的封堵调剖能力，并且在油藏中能够 选择性封堵高渗层，是一种“堵高不堵低”的选择调堵，对低渗透富油带的渗透率不会造成 较大伤害。而且泡沫驱对于聚合物驱后未能波及的低渗层具有良好的驱油能力，也是聚合 物驱后一种行之有效的方法。2008年，王其伟等人在《石油天然气学报》第30卷第3期第134-137页上发表了 名为“泡沫加二元复合体系提高采收率技术试验研究”的文章，报道了二元体系的配方为 0. 3%的表面活性剂(0. 1% CEA-1+0. 2%石油磺酸盐)+1800mg/L的3530S聚合物溶液，泡 沫加二元复合驱油体系其降水增油提高采收率的能力优于聚合物驱及二元驱相比提高采 收率增加4% 13%。2004年，赵长久等人在《油田化学》第21卷第4期第357-360页上发表了名 为“泡沫复合驱研究”的文章，报道了 1 48/1石油磺酸盐01 241(及405)+6 128/1 NaOH+1. 2g/L聚合物的驱油体系与天然气交替注入，发现泡沫复合体系具有较强的发泡能 力及稳定的发泡性能，在矿场试验中，泡沫复合驱比水驱提高采收率接近30 %。在泡沫驱采油技术中，关键是选择合适的表面活性剂作为发泡剂，具有起泡性能 好、稳泡性能好和增加阻力明显等特征。而现有的发泡剂大部分为碳氢表面活性剂，不能耐 高温高盐，使得泡沫驱在一些高温高盐的油藏条件下不能得到充分应用，而且这些泡沫体 系耐油性能较差，影响了泡沫驱通过贾敏效应提高原油采收率的作用。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提出一种能有效提高原油采收率的氟碳表面活性剂 二元复合泡沫驱油体系。发明要旨
本发明在驱油体系中选用的起泡剂是一种氟碳表面活性剂，有良好的发泡、稳泡 性能，而且有很强的耐油性能；同时还选用高分子化合物作为稳泡剂，增加了液膜的抗冲击 能力，使泡沫更加稳定。本发明的技术方案如下氟碳表面活性剂二元复合泡沫驱油体系，其特征在于，采用氟碳表面活性剂作为 起泡剂，高分子化合物作为稳泡剂，加水制得；以驱油体系溶液总质量为基数，起泡剂质量 浓度0. 01%-0.3%,稳泡剂加量为200mg/L-5000mg/L，L是指驱油体系溶液的总体积，其余 为水。所述的起泡剂为磺基甜菜碱型氟碳表面活性剂、氧化胺型氟碳表面活性剂之一或 组合，或者磺基甜菜碱型氟碳表面活性剂、氧化胺型氟碳表面活性剂之一与α -烯基磺酸 盐的组合。所述磺基甜菜碱型氟碳表面活性剂(FS)具有如下式I所示的结构
权利要求
1.氟碳表面活性剂二元复合泡沫驱油体系，其特征在于，采用氟碳表面活性剂作为起 泡剂，高分子化合物作为稳泡剂，加水制得；以驱油体系溶液总质量为基数，起泡剂质量浓 度0. 01 % -0. 3%，稳泡剂加量为200mg/L-5000mg/L，L是指驱油体系溶液的总体积，其余为 水。所述的起泡剂为磺基甜菜碱型氟碳表面活性剂、氧化胺型氟碳表面活性剂之一或组 合，或者磺基甜菜碱型氟碳表面活性剂、氧化胺型氟碳表面活性剂之一与α -烯基磺酸盐 的组合；所述磺基甜菜碱型氟碳表面活性剂具有如下式I所示的结构
2.如权利要求1所述的二元复合泡沫驱油体系，其特征在于，起泡剂是磺基甜菜碱型 氟碳表面活性剂与α-烯基磺酸盐15重量比的组合。
3.如权利要求1或2所述的二元复合泡沫驱油体系，其特征在于，以驱油体系溶液总质 量为基数，起泡剂浓度是0. 1-0. 25wt%。
4.如权利要求1或2所述的二元复合泡沫驱油体系，其特征在于，以驱油体系溶液的总 体积计，所述稳泡剂加量为500mg/L-3000mg/L。
5.如权利要求1或2所述的二元复合泡沫驱油体系，其特征在于，所述稳泡剂为部分水 解聚丙烯酰胺，分子量1000万-1400万之间，水解度20-26%。
6.如权利要求1所述的二元复合泡沫驱油体系，其特征在于，所述磺基甜菜碱型氟碳 表面活性剂合成方法如下(1)中间体N- [3- ( 二甲基氨基)-丙基]-全氟磺酰胺的合成取一定量的N，N-二甲基-1，3-丙二胺，溶于适量异丙醚溶剂中，加入带有磁力搅拌的 250mL三口烧瓶中，在冰水浴中使其温度降低至5 10°C，边搅拌边滴加全氟辛基磺酰氟， 全氟辛基磺酰氟与N，N-二甲基-1，3-丙二胺的摩尔比是1 O. 5 3)，在滴加过程中温 度保持5 10°C，滴加完毕后，升温至55-60°C，在此温度下反应5-6小时。反应完毕后，加 入IOwt %的盐酸水溶液进行冲洗，待产物分层后，用分液漏斗进行分离，取上部油相物，在 加热下减压蒸馏除去溶剂，用无水乙醇洗涤除去未反应完的全氟辛基磺酰氟，然后加热除去乙醇得到N- [3- ( 二甲基氨基)-丙基]-全氟磺酰胺；(2)中间体2-羟基-3-氯丙磺酸钠的合成将一定量的亚硫酸氢钠加入溶解量的 30wt%甲醇水溶液中，在65-70°C搅拌溶解完全后，滴加环氧氯丙烷，亚硫酸氢钠与环氧氯 丙烷的摩尔比是1.15 1，加完后升温至85°C，反应2.5-3小时，倒出后冷却结晶，然后用 30wt%甲醇水溶液抽滤，得到白色晶体为产物2-羟基-3-氯丙磺酸钠；(3)磺基甜菜碱型氟碳表面活性剂的合成将步骤(1)合成的N-[3-( 二甲基氨基)-丙基]-全氟磺酰胺溶于适量异丙醇中，放入 反应瓶，加热60°C溶解，再将步骤( 合成的2-羟基-3-氯丙磺酸钠溶于蒸馏水加入同一 反应瓶中，N- [3- ( 二甲基氨基)-丙基]-全氟磺酰胺与2-羟基-3-氯丙磺酸钠的摩尔比 是1 (1.1-1. 5)，在85°C下加热回流2小时，将反应体冷却至50°C加入适量无水碳酸钠， 在85°C下继续加热反应4小时，然后反应体倒入烧杯，放在水浴锅内烘干蒸发至失去流动 性，加入丙酮萃取出产物，即磺基甜菜碱型氟碳表面活性剂。
7.如权利要求1所述的二元复合泡沫驱油体系，其特征在于，所述的氧化胺型氟碳表 面活性剂按以下方法制得先用权利要求6步骤(1)的方法合成中间体N-[3-( 二甲基氨基)-丙基]-全氟磺酰胺；称取中间体N-[3-( 二甲基氨基)-丙基]-全氟磺酰胺加入三口烧瓶中，加入适量异 丙醇作为反应溶剂，以总溶液质量为基数，加入0. 4-0. 8wt%的柠檬酸钠和0. 4-0. 8wt%的 乙二胺四乙酸做催化剂，加热至60°C，保温2小时后滴加双氧水，N-[3-( 二甲基氨基)-丙 基]-全氟磺酰胺与双氧水的摩尔比是1 (1. 1-2. 1)，再升温至70-80°C，反应6小时，反 应完毕后冷却至室温，蒸发干燥即得氧化胺氟碳表面活性剂。
8.权利要求1-7任一项所述氟碳表面活性剂二元复合泡沫驱油剂的应用，应用方法是 将上述氟碳表面活性剂二元复合泡沫驱油体系溶液，与氮气交替注入地层或岩心中，用于 提高原油采收率。
9.如权利要求1所述的应用，其特征在于所述的二元复合泡沫驱油体系溶液注入段塞 为 0. 15PV-0. 25PV，氮气注入段塞 0. 15PV-0. 3PV。
全文摘要
本发明涉及一种氟碳表面活性剂二元复合泡沫驱油体系，采用氟碳表面活性剂作为起泡剂，高分子化合物作为稳泡剂，加水制得；所述的起泡剂为磺基甜菜碱型氟碳表面活性剂、氧化胺型氟碳表面活性剂之一或组合，或者磺基甜菜碱型氟碳表面活性剂、氧化胺型氟碳表面活性剂之一与α-烯基磺酸盐的组合；所述稳泡剂为部分水解聚丙烯酰胺、聚乙烯吡咯烷酮K30、聚乙烯吡咯烷酮K90或羟乙基纤维素。应用方法是将氟碳表面活性剂二元复合泡沫驱油体系溶液，与氮气交替注入地层或岩心中，可提高原油采收率。
文档编号C09K8/594GK102140338SQ201110000288
公开日2011年8月3日 申请日期2011年1月4日 优先权日2011年1月4日
发明者仇东旭, 徐超, 王增宝, 王彦玲, 蒋官澄, 郑晶晶, 金家锋, 马莉 申请人:中国石油大学(华东)