一种基于小分子凝胶对油水识别的智能驱油剂及其制备方法与流程

本发明涉及提高原油采收率技术领域，具体涉及一种智能驱油剂及其使用工艺。

背景技术：

化学驱油是油田三次采油的常用方式，是向注入水中加入化学剂，以改变驱替流体的物化性质及驱替流体与原油和岩石矿物之间的界面性质，从而有利于原油生产的一种采油方法。化学驱主要包括聚合物驱、聚合物/表面活性剂二元复合驱、表面活性剂/聚合物/碱三元复合驱等，所使用的药剂为聚合物、表面活性剂、碱以及其他辅助化学剂。这几种方式均有一定的应用，但是都存在对油水无法识别，在驱油的同时也将水大量采出，导致采出液含水率不断上升，提高采收率有限。

关于驱油剂，小分子表面活性剂凝胶是在表面活性剂溶液的基础上通过加入其他组分，包括盐、醇、胺或者其他表面活性，形成对溶液或者是球形胶束的刺激，使之形成线状或者蠕虫状胶束，胶束之间的相互缠绕形成粘度。不同的表面活性剂对刺激的相应是不一样的，几乎可以说是一对一的，阳离子的受到水杨酸或者氯化钾的刺激能形成凝胶，阴离子或者两性离子的就没有相应，阴离子的与高碳醇复配能形成凝胶，阳离子的和两性离子的就不能。高碳醇加入阳离子表面活性剂凝胶中就会破胶。所以每一个凝胶体系都不一样，可能具有相似性的就是碳链的变化或者，否则即便是同一表活剂，不同的外界刺激剂的加入就是不同的凝胶，比如十六烷基三甲基氯化铵用加水杨酸可以形成凝胶，加氯化剂也可以形成，这两者没有相似性，只是都是用了十六烷基三甲基氯化铵。

技术实现要素：

为了克服现有压裂液的缺点，本发明的目的在于提供一种可以识别储层中原油和水的智能驱油体系。

该驱油体系是由小分子表面活性化合物溶于水后与其他化合物协同作用形成的弱凝胶，因此具有表面活性剂驱油剂的特点，同时具有聚合物驱油剂的性质。更重要的是该体系遇到油和水都可以破胶，即粘度大幅度下降，直至与水的粘度相同。该体系遇到5-10倍的水才可以破胶，但是5-10％的原油就可以使该体系破胶，即该体系对油和水的感应有显著差别，敏感程度相差约100倍。本发明即利用这一特点研发驱油剂，使其进入储层运移过程中遇到水粘度不发生显著变化，遇到原油则容易粘度急剧降低形成表面活性剂溶液，即可以通过粘度响应产生对油水的识别作用。这样高粘度的驱油剂体系在高含水区域流动性差，形成一定的调剖作用；而在高含油区域高粘度的胶体转变为低粘度的驱油剂体系，流动性好，产生导向作用。在源头设计上向该智能驱油剂引入了能够降低界面张力和具有较好乳化作用的活性组分，使得破胶后的表面活性剂溶液成为表面活性剂驱油剂，容易将原油携带出储层，而对储层中原有的水影响较小，最终实现智能驱油。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种智能驱油剂及其使用工艺，包括以下步骤：

第一步，在反应釜中将阳离子表面活性剂与磺基甜菜碱表面活性剂按照10:1-2混合搅拌均匀，所述阳离子表面活性剂为工业级及其以上纯度的十二烷基三甲基氯化铵、十四烷基三甲基氯化铵、十六烷基三甲基氯化铵、十八烷基三甲基氯化铵、二十烷基三甲基氯化铵、二十二烷基三甲基氯化铵、十二烷基三甲基溴化铵、十四烷基三甲基溴化铵、十六烷基三甲基溴化铵、十八烷基三甲基溴化铵、二十烷基三甲基溴化铵、二十二烷基三甲基溴化铵、椰油酰丙基三甲基氯化铵、棕榈油酰丙基三甲基氯化铵、油酰丙基三甲基氯化铵及其组合物，所述磺基甜菜碱表面活性剂为工业级及其以上纯度的十二烷基二甲基磺基甜菜碱、十四烷基二甲基磺基甜菜碱、十六烷基二甲基磺基甜菜碱、十八烷基二甲基磺基甜菜碱、二十烷基二甲基磺基甜菜碱、二十二烷基二甲基磺基甜菜碱、月桂酰胺丙基磺基甜菜碱、油酸酰胺丙基磺基甜菜碱、芥酸酰胺丙基磺基甜菜碱、椰油酰胺基丙基磺基甜菜碱及其组合物；

第二步，向该混合物中加入总质量40-60％的水杨酸或者其盐，搅拌均匀，所述水杨酸或者其盐为工业级及其以上纯度的水杨酸、水杨酸钠、水杨酸铵、水杨酸钾及其组合物；

第三步，向上述体系中加入总质量2-5％的硫代硫酸盐，搅拌均匀，所述硫代硫酸盐为工业级及其以上纯度的硫代硫酸钠、硫代硫酸钾、硫代硫酸铵及其组合物；

第四步，向上述体系中加入总质量1-3％的油水识别强化剂，搅拌均匀即得到智能驱油剂，所述油水识别强化剂为工业级及其以上纯度的碘化钠、碘化钾及其组合物。

应用时将该驱油剂溶于水中，搅拌均匀，配制成0.3-1％的胶液，形成粘度为3-10mpa·s的胶液，随油田注水井注入储层即可。采用“sy/t6424-2014复合驱油体系性能测试方法”进行驱油实验，实验结果显示可以提高采收率16％以上。采用稀释法测定胶液对水、油的识别能力，即向胶液中加入水或者油使其降低至水的粘度所消耗的水、油的体积之比，该驱油剂胶液对油水的识别在80倍以上。

附图说明

图1小分子表面活性化合物形成凝胶；

图2智能驱油剂对储层中油水的识别。

实施例

下面通过实施例对本发明作进一步说明。应该理解的是，本发明实施例所述方法仅仅是用于说明本发明，而不是对本发明的限制，在本发明的构思前提下对本发明制备方法的简单改进都属于本发明要求保护的范围。实施例中用到的所有原料和溶剂均为市售产品。

实施例1：

第一步，在反应釜中将阳离子表面活性剂与磺基甜菜碱表面活性剂按照10:1混合搅拌均匀，所述阳离子表面活性剂为工业级十六烷基三甲基氯化铵，所述磺基甜菜碱表面活性剂为工业级椰油酰胺基丙基磺基甜菜碱；

第二步，向该混合物中加入总质量50％的水杨酸或者其盐，搅拌均匀，所述水杨酸或者其盐为质量比为1:1的工业级水杨酸铵和水杨酸钾；

第三步，向上述体系中加入总质量2％的硫代硫酸盐，搅拌均匀，所述硫代硫酸盐为工业级硫代硫酸钠；

第四步，向上述体系中加入总质量3％的碘化物抗油水识别强化剂，搅拌均匀即得到智能驱油剂，所述油水识别强化剂为工业级碘化钾。

应用时将该驱油剂溶于水中，搅拌均匀，配制成0.4％的胶液，形成粘度为5mpa·s的胶液，随油田注水井注入储层即可。采用“sy/t6424-2014复合驱油体系性能测试方法”进行驱油实验，实验结果显示可以提高采收率23％。采用稀释法测定胶液对水、油的识别能力，即向胶液中加入水或者油使其降低至水的粘度所消耗的水、油的体积之比，该驱油剂胶液对油水的识别为120倍。

实施例2：

第一步，在反应釜中将阳离子表面活性剂与磺基甜菜碱表面活性剂按照10:1.1混合搅拌均匀，所述阳离子表面活性剂为化学纯的十八烷基三甲基溴化铵，所述磺基甜菜碱表面活性剂为化学纯油酸酰胺丙基磺基甜菜碱；

第二步，向该混合物中加入总质量45％的水杨酸或者其盐，搅拌均匀，所述水杨酸或者其盐为化学纯水杨酸钠；

第三步，向上述体系中加入总质量5％的硫代硫酸盐，搅拌均匀，所述硫代硫酸盐为分析纯硫代硫酸铵；

第四步，向上述体系中加入总质量2.5％的碘化物油水识别强化剂，搅拌均匀即得到智能驱油剂，所述油水识别强化剂为化学纯碘化钾。

应用时将该驱油剂溶于水中，搅拌均匀，配制成0.25％的胶液，形成粘度为3mpa·s的胶液，随油田注水井注入储层即可。采用“sy/t6424-2014复合驱油体系性能测试方法”进行驱油实验，实验结果显示可以提高采收率18％。采用稀释法测定胶液对水、油的识别能力，即向胶液中加入水或者油使其降低至水的粘度所消耗的水、油的体积之比，该驱油剂胶液对油水的识别为110倍。

实施例3：

第一步，在反应釜中将阳离子表面活性剂与磺基甜菜碱表面活性剂按照10:1.2混合搅拌均匀，所述阳离子表面活性剂为质量比为9:1的分析纯十八烷基三甲基氯化铵和二十二烷基三甲基溴化铵，所述磺基甜菜碱表面活性剂为分析纯二十二烷基二甲基磺基甜菜碱；

第二步，向该混合物中加入总质量42％的水杨酸或者其盐，搅拌均匀，所述水杨酸或者其盐为分析纯水杨酸；

第三步，向上述体系中加入总质量3％的硫代硫酸盐，搅拌均匀，所述硫代硫酸盐为分析纯硫代硫酸钾；

第四步，向上述体系中加入总质量2％的碘化物油水识别强化剂，搅拌均匀即得到智能驱油剂，所述油水识别强化剂为分析纯碘化钠。

应用时将该驱油剂溶于水中，搅拌均匀，配制成0.15％的胶液，形成粘度为3mpa·s的胶液，随油田注水井注入储层即可。采用“sy/t6424-2014复合驱油体系性能测试方法”进行驱油实验，实验结果显示可以提高采收率19％。采用稀释法测定胶液对水、油的识别能力，即向胶液中加入水或者油使其降低至水的粘度所消耗的水、油的体积之比，该驱油剂胶液对油水的识别为85倍。

实施例4：

第一步，在反应釜中将阳离子表面活性剂与磺基甜菜碱表面活性剂按照10:1.5混合搅拌均匀，所述阳离子表面活性剂为质量比为5:1的工业级十八烷基三甲基氯化铵和棕榈油酰丙基三甲基氯化铵，所述磺基甜菜碱表面活性剂为质量比为2:1的工业级十六烷基二甲基磺基甜菜碱和二十烷基二甲基磺基甜菜碱；

第二步，向该混合物中加入总质量55％的水杨酸或者其盐，搅拌均匀，所述水杨酸或者其盐为工业级杨酸钠；

第三步，向上述体系中加入总质量2.5％的硫代硫酸盐，搅拌均匀，所述硫代硫酸盐为工业级硫代硫酸铵；

第四步，向上述体系中加入总质量1％的碘化物油水识别强化剂，搅拌均匀即得到智能驱油剂，所述油水识别强化剂为工业级碘化钠。

应用时将该驱油剂溶于水中，搅拌均匀，配制成0.3％的胶液，形成粘度为6mpa·s的胶液，随油田注水井注入储层即可。采用“sy/t6424-2014复合驱油体系性能测试方法”进行驱油实验，实验结果显示可以提高采收率19％。采用稀释法测定胶液对水、油的识别能力，即向胶液中加入水或者油使其降低至水的粘度所消耗的水、油的体积之比，该驱油剂胶液对油水的识别为140倍。

实施例5：

第一步，在反应釜中将阳离子表面活性剂与磺基甜菜碱表面活性剂按照10:1.8混合搅拌均匀，所述阳离子表面活性剂为质量比为8:1的化学纯十六烷基三甲基溴化铵和椰油酰丙基三甲基氯化铵，所述磺基甜菜碱表面活性剂为化学纯芥酸酰胺丙基磺基甜菜碱；

第二步，向该混合物中加入总质量60％的水杨酸或者其盐，搅拌均匀，所述水杨酸或者其盐为化学纯水杨酸铵；

第三步，向上述体系中加入总质量4％的硫代硫酸盐，搅拌均匀，所述硫代硫酸盐为质量比为1:2的工业级硫代硫酸钠和硫代硫酸铵。

第四步，向上述体系中加入总质量2％的碘化物油水识别强化剂，搅拌均匀即得到智能驱油剂，所述油水识别强化剂为质量比为1:2的工业级碘化钠和碘化钾。

应用时将该驱油剂溶于水中，搅拌均匀，配制成0.5％的胶液，形成粘度为9mpa·s的胶液，随油田注水井注入储层即可。采用“sy/t6424-2014复合驱油体系性能测试方法”进行驱油实验，实验结果显示可以提高采收率24％。采用稀释法测定胶液对水、油的识别能力，即向胶液中加入水或者油使其降低至水的粘度所消耗的水、油的体积之比，该驱油剂胶液对油水的识别为150倍。

实施例6：

第一步，在反应釜中将阳离子表面活性剂与磺基甜菜碱表面活性剂按照10:2混合搅拌均匀，所述阳离子表面活性剂为质量比为1：8：1的工业级十二烷基三甲基氯化铵、十六烷基三甲基氯化铵、二十二烷基三甲基氯化铵，所述磺基甜菜碱表面活性剂为质量比为2：5：3的工业级十二烷基二甲基磺基甜菜碱、二十二烷基二甲基磺基甜菜碱和月桂酰胺丙基磺基甜菜碱；

第二步，向该混合物中加入总质量60％的水杨酸或者其盐，搅拌均匀，所述水杨酸或者其盐为工业级水杨酸钾；

第三步，向上述体系中加入总质量5％的硫代硫酸盐，搅拌均匀，所述硫代硫酸盐为工业级硫代硫酸钠。

第四步，向上述体系中加入总质量2.5％的碘化物油水识别强化剂，搅拌均匀即得到智能驱油剂，所述油水识别强化剂为工业级碘化钠；

应用时将该驱油剂溶于水中，搅拌均匀，配制成0.2％的胶液，形成粘度为5mpa·s的胶液，随油田注水井注入储层即可。采用“sy/t6424-2014复合驱油体系性能测试方法”进行驱油实验，实验结果显示可以提高采收率18％。采用稀释法测定胶液对水、油的识别能力，即向胶液中加入水或者油使其降低至水的粘度所消耗的水、油的体积之比，该驱油剂胶液对油水的识别为100倍。