一种在线生产的纳米复合型粘弹驱油剂的制作方法

1.本发明涉及海上陆相砂岩油藏均衡驱油技术领域，具体地，本发明涉及一种在线生产的纳米复合型粘弹驱油剂。


背景技术：

2.目前，改善油田水驱开发效果的有效手段是扩大注入水波及体积。但随着油田逐步进入中高含水或特高含水开发阶段，剩余油富集区分布在地层深部，原有近井地带调剖技术已难以满足矿场深部液流转向的需求。此外，针对非均质性强或矿化度高的油藏，现有常规聚合物凝胶的注入性或抗盐性很难适应环境要求，而抗盐改性聚合物成本较高，显著提高了调驱成本。另外，油田注入水中的固悬浮的存在，会降低聚丙烯酰胺类调驱剂的注入性能。无机凝胶类调驱剂成本较低，但无机反应较迅速，且无机凝胶抗剪切性能较弱，体系较难进入地层深部，且在地层深部的封堵强度较不理想。
3.目前，在这方面已有一些研究。例如，申请号是201811150954.5的中国发明专利申请公开了一种适用于碳酸盐风化壳藏的调驱体系及驱油方法。其中的驱油体系包括以下质量分数的组分：0.5
‑
2％的纳米二氧化硅、0.01％
‑
3.0％的季铵盐型表面活性剂和余量水。申请号是201310300604.3的中国发明专利申请公开了一种耐盐蠕虫状胶束体系、其制备方法及其在驱油中的用途。其中，蠕虫状胶束体系，其包含烷基磺基甜菜碱、烷基硫酸钠表面活性剂以及任选的助剂。其中，烷基硫酸钠占烷基硫酸钠和烷基磺基甜菜碱总摩尔量的摩尔分数为0.2
‑
0.6，优选为0.2
‑
0.4，更优选为0.2
‑
0.3。其中，表面活性剂总质量分数是0.2
‑
0.8％。
4.但是，上述研究主要是聚合物驱油技术与常规聚合物类调驱剂，对于高矿化度油田，需要使用抗盐型聚合物，增加成本投入，无法在线注入，且注入性较难达到预期值。
5.因此，目前亟需一种可实现在线注入、注入性好、耐盐、耐剪切并且有效提升深部驱油效果的驱油技术。


技术实现要素：

6.为了解决上述全部或部分问题，本发明目的在于提供一种在线生产的纳米复合型粘弹驱油剂，以便有效提升深部驱油效果。
7.具体来说，本发明是通过如下技术方案实现的：
8.一种复合型驱油剂，以重量百分比计，包括：表面活性剂0.05％～0.8％，和余量水；其中，所述表面活性剂包括芥酸酰胺丙基羟磺基甜菜碱、瓢儿菜酰胺丙基甜菜碱、十六烷基酰胺丙基羟丙基磺基甜菜碱和十四烷基丙基磺基甜菜碱。
9.优选地，所述表面活性剂的含量是0.3％～0.8％。
10.优选地，所述芥酸酰胺丙基羟磺基甜菜碱在所述表面活性剂中的含量不超过45％，优选是18％～45％，更优选是18％～22.5％。
11.优选地，所述十六烷基酰胺丙基羟丙基磺基甜菜碱和十四烷基丙基磺基甜菜碱在
所述表面活性剂中的含量不超过10％。
12.优选地，所述表面活性剂还包括十四烷基酰胺丙基羟丙基磺基甜菜碱和/或十六烷基丙基磺基甜菜碱。
13.优选地，所述复合型驱油剂还包括含量不超过0.05％的纳米二氧化硅；更优选地，所述复合型驱油剂包括含量是0.005％～0.05％的纳米二氧化硅。
14.优选地，所述纳米二氧化硅的粒径是15nm～50nm，更优选是30nm～50nm。
15.优选地，所述表面活性剂还包括含量不超过0.075％的阴离子表面活性剂；更优选地，所述表面活性剂还包括含量不超过0.03％的阴离子表面活性剂。
16.优选地，所述阴离子表面活性剂是十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠和十二烷基聚氧乙烯醚硫酸钠中的任意一种或多种；更优选地，所述阴离子表面活性剂是十二烷基苯磺酸钠。
17.优选地，所述复合型驱油剂还包括聚醚二胺和/或水杨酸；更优选地，所述复合型驱油剂还包括聚醚二胺和水杨酸；最优选地，所述复合型驱油剂包括0.05％～0.1％的聚醚二胺和0.05％～0.1％水杨酸。
18.相比于现有技术，本发明至少具有如下有益效果：
19.与以往驱油体系相比，可增强体系的强度，提升体系在地层深部的运移性能，简化施工工艺，减少施工设备，降低药剂和作业成本，从而使成本较传统表面活性剂驱油技术显著下降。
20.对于不同矿化度、渗透率的油藏，驱油剂在油层中的粘度、界面张力可控；在保证在线注入的情况下充分利用地层注入水中的无机离子。
附图说明
21.通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。在附图中：
22.图1显示了实施例1
‑
1至实施例1
‑
3以及对比例1的剪切粘度结果。
23.图2显示了实施例1
‑
1至实施例1
‑
3以及对比例1的恒剪切粘度结果。
24.图3显示了水样组成对驱油剂粘度的影响。
25.图4显示了采用模拟水配制驱油剂时表面活性剂浓度对驱油剂粘度的影响。
26.图5显示了采用注入水配制驱油剂时表面活性剂浓度对驱油剂粘度的影响。
27.图6显示了采用注入水配制的驱油剂的粘度受温度的影响。
28.图7显示了采用模拟水配制的驱油剂的粘度受温度的影响。
29.图8显示了nacl浓度对驱油剂粘度的影响。
30.图9显示了nahco3浓度对驱油剂粘度的影响。
31.图10显示了na2so4浓度对驱油剂粘度的影响。
32.图11显示了cacl2浓度对驱油剂粘度的影响。
33.图12显示了mgcl2浓度对驱油剂粘度的影响。
34.图13显示了驱油剂粘度与电解质种类和浓度的关系。
35.图14显示了粒径是15nm的纳米二氧化硅粒子的含量对驱油剂粘度的影响。
36.图15显示了粒径是30nm的纳米二氧化硅粒子的含量对驱油剂粘度的影响。
37.图16显示了粒径是50nm的纳米二氧化硅粒子的含量对驱油剂粘度的影响。
38.图17显示了纳米二氧化硅粒子的粒径、浓度与驱油剂粘度之间的关系。
39.图18显示了sdbs的占总表面活性剂的质量分数不同时体系的恒剪切粘度结果。
40.图19显示了sdbs的占总表面活性剂的质量分数对驱油剂体系的恒剪切粘度影响的拟合结果。
41.图20显示了实施例5驱油剂注入后，粘度随时间和温度发生改变的情况。
42.图21显示了实施例5驱油剂注入后，压力随pv的变化情况。
43.图22显示了实施例5驱油剂注入后，采出情况随注入pv的变化情况。
44.图23显示了实施例5中样品的弹性模量和粘性模量。
45.图24显示了实施例5中聚丙烯酰胺的弹性模量和粘性模量。
具体实施方式
46.为充分了解本发明之目的、特征及功效，借由下述具体的实施方式，对本发明做详细说明，但本发明并不仅仅限于此。本发明的工艺方法除下述内容外，其余均采用本领域的常规方法或装置。
47.除非另有说明，否则，在本发明中，“％”均指“重量％”，比值均指重量比。
48.针对常规聚合物类驱油剂存在的诸多问题，本发明的发明人进行了深入的研究，从而创造性地提出了一种复合型驱油剂，以重量百分比计，包括：表面活性剂0.05％～0.8％，和余量水；其中，表面活性剂包括芥酸酰胺丙基羟磺基甜菜碱(ehsb)、瓢儿菜酰胺丙基甜菜碱(pehsb)、十六烷基酰胺丙基羟丙基磺基甜菜碱和十四烷基丙基磺基甜菜碱；其中，水可以是自来水、注入水或模拟水。
49.本发明采用的pehsb，即瓢儿菜酰胺丙基甜菜碱，结构式如下：
[0050][0051]
本发明采用的ehsb，芥酸酰胺丙基羟磺基甜菜碱，结构式如下：
[0052][0053]
本发明采用的十六烷基酰胺丙基羟丙基磺基甜菜碱，结构式如下：
[0054][0055]
本发明采用的十四烷基丙基磺基甜菜碱，结构式如下：
[0056]
作为一种优选的实施方案，在本发明的复合型驱油剂中，表面活性剂的含量是0.3％～0.8％，例如，0.3％、0.4％、0.5％、0.6％、0.7％或0.8％等。作为一种更优选的实施
方案，以表面活性剂的总重量计，ehsb的含量不超过45％，优选地，ehsb的含量是18％～45％，例如18％、20％、23％、25％、28％、30％、33％、35％、38％、40％、43％或45等，更优选地，ehsb的含量是18％～22.5％，例如18％、19％、20％、21％、22％或22.5％等。作为另一种更优选的实施方案，十六烷基酰胺丙基羟丙基磺基甜菜碱和十四烷基丙基磺基甜菜碱的含量之和不超过10％，十六烷基酰胺丙基羟丙基磺基甜菜碱和十四烷基丙基磺基甜菜碱二者的重量比可以是3:7、4:6、5:5、6:4、7:3等。
[0057]
本发明的发明人对pehsb和ehsb进行深入研究之后发现，在单独使用pehsb和ehsb时，二者都具备使注入水粘度急剧增加的能力，而且在高温和低温的条件下都表现出了良好的增粘特性，即都具有典型的粘弹性驱油剂的粘度特性。但是，在粘性特征方面，二者并不完全相同，pehsb注入水样品在一定温度范围内的胶束结构几乎没有发生变化，在高温时依然保留了粘弹性驱油剂的结构特征；对ehsb注入水样品，其在低温下形成了粘弹性驱油剂，但高温时粘弹性驱油剂结构被破坏，转变成更小的聚集体了如球形胶束，进而导致体系的粘度急剧减小。从抗温性角度来看，pehsb较ehsb的耐温性更强，pehsb无论是静态粘度还是恒剪切粘度几乎与温度无关。
[0058]
基于上述研究发现，本发明的发明人提出将pehsb和ehsb进行配伍之后应用于驱油剂中。进一步的研究发现，pehsb与ehsb的用量在本发明的范围内时，驱油剂的粘度随着剪切速率的增大而减小，为粘弹性驱油剂体系的典型剪切粘度特征。更为重要的是，随着pehsb和ehsb重量比的变化，驱油剂的静态粘度发生了先增大后减小的过程，这说明pehsb和ehsb这两种表面活性剂在增粘的角度，存在协同增效作用。
[0059]
当pehsb与ehsb的用量在本发明的范围内时，驱油剂在抗温耐盐性和对注入水的增粘作用方面都能够实现较好的效果，尤其是静态粘度最大，说明pehsb和ehsb之间具有极强的协同作用。
[0060]
本发明的驱油剂的粘度受温度影响较大，采用相同的设备条件在低温和高温将上述表面活性剂用水稀释后得到的驱油剂体系的粘度完全不同。本发明的驱油剂的该特性恰好满足了实际注水增产的应用过程中不同阶段对驱油剂粘度的不同要求。
[0061]
整个采收过程大致可以分为三个大的阶段，即注水、驱油和采油，驱油剂的应用涉及了注水和驱油阶段。第一阶段的注入过程，要求流体的可注入性较好，即要求注入流体的粘度要相对较小；第二阶段的驱油过程，要求注入的流体在高温高盐的油藏条件下具有较高的粘度。
[0062]
在实际应用时可以采用在线制备。具体是，在实际注入本发明的驱油剂时，在第一阶段，采用注入水将上述比例的pehsb和ehsb构成的表面活性剂稀释至本发明的浓度范围，在此过程中，除了注入水本身的余温以外不会引入额外的热源对稀释过程加热，此时得到的驱油剂体系的粘度很小，恰好满足第一阶段的粘度小的要求。在第二阶段，在高温高盐的油藏条件下，驱油剂体系粘度显著增大，即发生了所谓的高温诱导原位增稠的现象，此过程恰好满足第二阶段驱油过程对高粘度的需求。
[0063]
针对本发明的驱油剂的粘度随温度发生改变的特性，本发明的发明人进行进一步深入研究后发现：
[0064]
根据pehsb和ehsb的上述分子结构特征可以知道，作为表面活性剂的它们，其疏水尾链长达22个碳原子，这类分子亲水头基小而疏水尾链大，从分子堆积参数的角度而言，其
分子的堆积参数是大于1/3的，所以这两种分子在溶液中都具有强烈形成粘弹性驱油剂的特性。另一方面，这两种分子的亲水头基中同时负荷正电与负电，是典型的两性离子型表面活性剂，所以它们会以内盐的形式存在，整个分子呈电中性，与非离子表面活性剂类似。又因其疏水尾链太长，所以它们的krafft温度实际非常高——对这两种化合物的纯物质，它们在沸水中的溶解度都不大。但如果在它们的水溶液中引入电解质如nacl、cacl2等，通过反离子吸附导致内盐结构破坏成为离子型表面活性剂，溶度性能急剧增加，这也是这两种物质具备抗盐性的主要原因。
[0065]
如上所述，这两种物质具有强烈的形成粘弹性驱油剂的特性，所以它们在溶液状态下所形成的自组装体结构非常大，将其稀释的过程需要将这种相互缠绕的粘弹性驱油剂结构打散、分散均匀，此过程必须克服分子以及聚集体之间强烈的静电相互作用，所以常温下需要通过剧烈搅拌以及足够的时间来完成。如果搅拌不充分和搅拌时间不够，浓缩的聚集体只会分散成不同尺寸大小的“微粒”，体系的粘度整体不大。体系最终粘度值的高低与搅拌方式、搅拌速率和搅拌时间相关，即此过程的粘度受动力学所控制。
[0066]
如果将驱油剂样品放置于高温的条件下，分子的热运动加剧，表面活性剂在水中的溶解度增大，这样分散均匀的粘弹性驱油剂就会在较短的时间内自发的形成，从而保证驱油剂体系的粘度较高，此过程的粘度是一个热力学所控制的过程，体系最终达到的恒剪切速率粘度由样品自身的组成所决定，与样品在测试前是否受到强烈剪切是无关的。即使样品因强烈剪切短时间的恒剪切速率粘度产生一定的波动，但该粘度是可以快速恢复的，这是由粘弹性驱油剂的热力学属性所决定的。
[0067]
并且，当进一步向上述pehsb和ehsb中加入十六烷基酰胺丙基羟丙基磺基甜菜碱和十四烷基丙基磺基甜菜碱时，能够显著增强体系的耐盐性能。
[0068]
作为一种更优选的实施方案，本发明的复合型驱油剂还包括十四烷基酰胺丙基羟丙基磺基甜菜碱和/或十六烷基丙基磺基甜菜碱。
[0069]
本发明采用的十四烷基酰胺丙基羟丙基磺基甜菜碱，结构式如下：
[0070][0071]
本发明采用的十六烷基丙基磺基甜菜碱，结构式如下：
[0072][0073]
本发明的发明人通过研究发现，通过向本发明的复合型驱油剂中进一步加入十四烷基酰胺丙基羟丙基磺基甜菜碱、十六烷基丙基磺基甜菜碱的任意一种或两种，在保证复合型驱油剂的粘弹性的同时，对于海上油田矿化度高的储层(2万mg/l～5万mg/l)，还能够进一步增加体系的耐盐性能。这些表面活性剂只需要少量加入，即可实现进一步增加体系的耐盐性能。
[0074]
在本发明中，芥酸酰胺丙基羟磺基甜菜碱、瓢儿菜酰胺丙基甜菜碱、十六烷基酰胺丙基羟丙基磺基甜菜碱、十四烷基酰胺丙基羟丙基磺基甜菜碱、十六烷基丙基磺基甜菜碱和十四烷基丙基磺基甜菜碱可以通过市场购买获得，本发明对这些表面活性剂没有特殊要
求，市场购买得到的芥酸酰胺丙基羟磺基甜菜碱、瓢儿菜酰胺丙基甜菜碱、十六烷基酰胺丙基羟丙基磺基甜菜碱、十四烷基酰胺丙基羟丙基磺基甜菜碱、十六烷基丙基磺基甜菜碱和十四烷基丙基磺基甜菜碱都可用于本发明中。例如，十四烷基酰胺丙基羟丙基磺基甜菜碱、十六烷基丙基磺基甜菜碱、十四烷基丙基磺基甜菜碱可购买自广州天赐高新材料、上海诺颂、上海银聪等；十六烷基酰胺丙基羟丙基磺基甜菜碱可购买自上海诺颂、上海银聪等。
[0075]
作为一种更优选的实施方案，本发明的复合型驱油剂还包括纳米二氧化硅。该纳米二氧化硅的含量不超过0.05％，优选是0.005％～0.05％，例如0.005％、0.01％、0.02％、0.03％、0.04％或0.05％等。该纳米二氧化硅的粒径是15nm～50nm，例如，15nm、20nm、25nm、30nm、35nm、40nm、45nm或50nm等，优选是30nm～50nm，例如，30nm、32nm、34nm、36nm、38nm、40nm、42nm、44nm、46nm、48nm或50nm等。
[0076]
本发明的发明人通过研究认为，本发明的驱油剂采用的表面活性剂为两性离子型表面活性剂，虽然整体呈现为电中性，但其亲水的头基中同时负荷正电与负电，通过向其中引入纳米二氧化硅，使表面活性剂与纳米粒子之间通过静电作用结合在一起，形成空间网状结构，进而提升驱油剂体系的粘度和弹性。
[0077]
进一步的研究发现，当驱油剂中纳米二氧化硅的含量在0.005％～0.05％时，能够明显提高驱油剂的粘度，特别是，当纳米二氧化硅的含量在0.01％时，能够实现最大的驱油剂粘度提高。此外，纳米二氧化硅尺寸对增粘的程度有影响，15nm的纳米二氧化硅效果不如30nm～50nm纳米二氧化硅效果。当纳米二氧化硅粒径达到30nm以后，在相同浓度下，纳米粒子尺寸对粘度的影响近乎是一样的。
[0078]
作为另一种更优选的实施方案，本发明的复合型驱油剂中的表面活性剂还包括阴离子表面活性剂。该阴离子表面活性剂在表面活性剂总重量中的含量不超过0.075％，优选不超过0.03％。该阴离子表面活性剂可以是十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠和十二烷基聚氧乙烯醚硫酸钠中的任意一种或多种，并且优选地，该阴离子表面活性剂是十二烷基苯磺酸钠(sdbs)。特别优选地，以表面活性剂的总重量计，本发明的复合型驱油剂中的表面活性剂包括含量不超过0.03％的十二烷基苯磺酸钠。
[0079]
发明人通过研究认为，十二烷基苯磺酸钠(sdbs)对本发明的纳米粒子
‑
粘弹性驱油剂体系(即本发明的包括纳米二氧化硅的驱油剂)的粘度和稳定性具有影响。sdbs对纳米粒子表现出了良好的稳定性，并且能够改善纳米粒子
‑
粘弹性驱油剂体系的分散性，但是可能会引起体系粘度降低。发明人通过进一步研究后认为，选择表面活性剂中包括含量不超过0.03％的十二烷基苯磺酸钠，能够在保证所期望的驱油剂体系粘度的同时有效改善体系的分散性。
[0080]
作为另一种更优选的实施方案，本发明的复合型驱油剂还包括聚醚二胺和/或水杨酸。优选地，本发明的复合型驱油剂同时包括聚醚二胺和水杨酸。更优选地，本发明的复合型驱油剂包括0.05％～0.1％的聚醚二胺和0.05％～0.1％水杨酸。
[0081]
发明人通过研究认为，聚醚二胺和水杨酸具有原位增稠作用。将聚醚二胺和水杨酸加入到本发明的复合型驱油剂中，除了有利于驱油剂体系粘度的进一步提高之外，更明显的优点在于能够显著提升驱油剂的分散性，使驱油剂具有良好的流动性。
[0082]
实施例
[0083]
下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实
施例范围之中。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，按照常规方法和条件，或按照商品说明书选择。
[0084]
实施例1
‑1[0085]
本实施例的驱油剂是表面活性剂浓度为0.5％的注入水溶液，其中表面活性剂由重量比是72:18:6:4的pehsb、ehsb、十六烷基酰胺丙基羟丙基磺基甜菜碱和十四烷基丙基磺基甜菜碱。本实施例的驱油剂体系是100ml。
[0086]
本实施例的驱油剂的制备方法是：先将pehsb、ehsb、十六烷基酰胺丙基羟丙基磺基甜菜碱和十四烷基丙基磺基甜菜碱按比例混合，然后将0.5g混合物溶于注入水中，在60℃恒温搅拌30min，配制得到表面活性剂浓度为0.5％的驱油剂100ml。
[0087]
实施例1
‑2[0088]
本实施例的驱油剂是表面活性剂浓度为0.5％的注入水溶液，其中表面活性剂由重量比是67.5:22.5:6:4的pehsb、ehsb、十六烷基酰胺丙基羟丙基磺基甜菜碱和十四烷基丙基磺基甜菜碱组成。本实施例的驱油剂体系是100ml。
[0089]
本实施例的驱油剂的制备方法与实施例1
‑
1相同，区别仅在于将pehsb、ehsb、十六烷基酰胺丙基羟丙基磺基甜菜碱和十四烷基丙基磺基甜菜碱的比例进行适应性调整。
[0090]
实施例1
‑3[0091]
本实施例的驱油剂是表面活性剂浓度为0.5％的注入水溶液，其中表面活性剂由重量比是45:45:6:4的pehsb、ehsb、十六烷基酰胺丙基羟丙基磺基甜菜碱和十四烷基丙基磺基甜菜碱组成。本实施例的驱油剂体系是100ml。
[0092]
本实施例的驱油剂的制备方法与实施例1
‑
1相同，区别仅在于将pehsb、ehsb、十六烷基酰胺丙基羟丙基磺基甜菜碱和十四烷基丙基磺基甜菜碱的比例进行适应性调整。
[0093]
实施例1
‑4[0094]
本实施例的驱油剂是表面活性剂浓度为0.5％的模拟水溶液，其中表面活性剂由重量比是67.5:22.5:6:4的pehsb、ehsb、十六烷基酰胺丙基羟丙基磺基甜菜碱和十四烷基丙基磺基甜菜碱组成。本对比例的驱油剂体系是100ml。
[0095]
本实施例的驱油剂的制备方法是：
[0096]
将pehsb和ehsb和十六烷基酰胺丙基羟丙基磺基甜菜碱和十四烷基丙基磺基甜菜碱按比例混合，然后将0.5g混合物溶于模拟水中，在60℃恒温搅拌30min，配制得到表面活性剂浓度为0.5％的驱油剂100ml。其中，本实施例使用的模拟水的主要参数指标如下：
[0097][0098]
实施例1
‑5[0099]
本实施例的驱油剂是表面活性剂浓度为0.3％的纯水溶液，其中表面活性剂由重量比是67.5:22.5:6:4的pehsb、ehsb、十六烷基酰胺丙基羟丙基磺基甜菜碱和十四烷基丙基磺基甜菜碱组成。本实施例的驱油剂体系是100ml。
[0100]
本实施例的驱油剂的制备方法与实施例1
‑
1相同，区别仅在于将pehsb、ehsb、十六烷基酰胺丙基羟丙基磺基甜菜碱和十四烷基丙基磺基甜菜碱的比例和采用的水进行适应性调整。
[0101]
对比例1
[0102]
本对比例的驱油剂是表面活性剂浓度为0.5％的注入水溶液，其中表面活性剂由重量比是36:54:6:4的pehsb、ehsb、十六烷基酰胺丙基羟丙基磺基甜菜碱和十四烷基丙基磺基甜菜碱组成。本对比例的驱油剂体系是100ml。
[0103]
本对比例的驱油剂的制备方法与实施例1
‑
1相同，区别仅在于将pehsb、ehsb、十六烷基酰胺丙基羟丙基磺基甜菜碱和十四烷基丙基磺基甜菜碱的比例进行适应性调整。
[0104]
效果测试：
[0105]
1.对实施例1
‑
1至实施例1
‑
3以及对比例1的样品进行粘度检测，采用的仪器是hakkeviscotesteriq流变仪，夹具为z5，温度60℃。使用流变仪可直接读取剪切粘度和恒剪切粘度。
[0106]
得到的剪切粘度的结果如图1所示，恒剪切粘度的结果如图2所示。在图1和图2中，sample a、sample b、sample c、sample d分别对应于实施例1
‑
1、实施例1
‑
2、实施例1
‑
3以及对比例1的样品。
[0107]
从图1可以看出，当pehsb、ehsb、十六烷基酰胺丙基羟丙基磺基甜菜碱和十四烷基丙基磺基甜菜碱的比例是72:18:6:4(实施例1
‑
1)或67.5:22.5:6:4(实施例1
‑
2)时，驱油剂具有优异的静态粘度；当pehsb、ehsb、十六烷基酰胺丙基羟丙基磺基甜菜碱和十四烷基丙基磺基甜菜碱的比例是45:45:6:4时(实施例1
‑
3)，驱油剂仍能实现较好的静态粘度；但是，当ehsb的比例超过50％时，例如，pehsb、ehsb、十六烷基酰胺丙基羟丙基磺基甜菜碱和十四烷基丙基磺基甜菜碱的比例是36:54:6:4(对比例1)，驱油剂的静态粘度会急剧降低。因此，从提高静态粘度的角度而言，选择ehsb在总表面活性剂中的含量不超过45％，且最好小于45％。
[0108]
从图2可以看出，随着剪切速率的减小，四个样品的粘度都是增加的。实施例1
‑
1和实施例1
‑
2的样品在7.34s
‑1时体系的粘度稳定在～60mpa.s。随着pehsb、ehsb、十六烷基酰胺丙基羟丙基磺基甜菜碱和十四烷基丙基磺基甜菜碱的比例增加到45:45:6:4(实施例1
‑
3)，7.34s
‑1时体系的粘度出现了明显的粘度降低。而此时，从剪切速率与粘度关系图(图1)来看，静态粘度的变化并不大。从提高恒速剪切粘度的角度而言，选择ehsb在总表面活性剂中的含量不超过45％，且最好小于45％。
[0109]
2.水样组成对驱油剂粘度的影响
[0110]
使用流变仪，测试7.34s
‑1下的恒定剪切粘度。
[0111]
结果如图3所示。从图中可以看到，在60℃条件下注入水配制样品的粘度(～60mpa.s，实施例1
‑
2)比模拟水样品的粘度(～40mpa.s，实施例1
‑
4)略高，但相关的粘度结果都满足实际生产中的要求。此结果表明，本发明的驱油剂对水相的组成变化是有一定的耐受性的。
[0112]
3.表面活性剂浓度对驱油剂粘度的影响
[0113]
采用模拟水将实施例1
‑
4的样品依次稀释成浓度是0.3％、0.2％和0.1％，然后检测粘度(60℃)，结果如图4所示。
[0114]
采用注入水将实施例1
‑
2的样品依次稀释成浓度是0.3％、0.2％和0.1％，然后检测粘度(60℃)，结果如图5所示。
[0115]
从图4的不同浓度模拟水样品的粘度可以看到，当体系的浓度从0.5wt％减小到
0.3wt％，体系的粘度从～40mpa.s减低至～10mpa.s；表面活性剂浓度降低，粘度减小。与之对应的是注入水样品，从图5可以清楚的看到，表面活性剂浓度对注入水粘度降低的敏感程度减小，当表面活性剂总浓度降低至0.2wt％以后，7.34s
‑1时的保有粘度依然高于10mpa.s。可以看出，本发明的驱油剂在注入水中的表现相较于模拟水，效果更好。
[0116]
4.温度对驱油剂粘度的影响
[0117]
使用流变仪，测试7.34s
‑
1下的恒定剪切粘度。
[0118]
以实施例1
‑
2和实施例1
‑
4的样品为例，结果分别如图6和图7所示。
[0119]
从图6中可以看到，高剪切速率时温度越高，驱油剂体系的粘度越小，但在7.34s
‑1时体系的粘度从60℃升高到80℃时变化很小。类似的现象同样在以模拟水配制的样品中可以看到(图7)。由此可见，从粘度的角度而言，本发明的驱油剂表现出了良好的耐温性能。
[0120]
5.矿化度对驱油剂粘度的影响
[0121]
研究了模拟水中主要所包含的五种电解质：nacl、nahco3、na2so4、cacl2和mgcl2在不同浓度条件下对本发明驱油剂的粘弹性驱油剂体系粘度的影响。采用实施例1
‑
5的驱油剂样品，并且使其中的电解质的浓度从0mg/l变化到100000mg/l，测试条件为7.34s
‑1和65℃。
[0122]
图8显示了nacl浓度对驱油剂粘度的影响。图9显示了nahco3浓度对驱油剂粘度的影响。图10显示了na2so4浓度对驱油剂粘度的影响。图11显示了cacl2浓度对驱油剂粘度的影响。图12显示了mgcl2浓度对驱油剂粘度的影响。从图8至图12可以看出，随着电解质浓度的增加，驱油剂的粘度并没有发生明显的改变，这说明电解质种类、含量对粘弹性驱油剂体系粘度不会产生显著影响，即本发明的驱油剂在高矿化度条件下仍能保持稳定。
[0123]
为了更好的比较电解质的影响，取每次测试200s后的平均值建立与不同电解质浓度的关系图，见图13，其中，表面活性剂浓度是0.3％，测试条件为7.34s
‑1和65℃。从图中可以看到，所研究的五种电解质中，只有na2so4对粘弹性驱油剂体系的粘度产生了显著的影响，浓度越高粘度越小，高于～70g/l以后粘度几乎完全消失。但这一现象在试剂体系中不会显著，因为二价钙、镁离子会与硫酸根离子进行结合，所形成的盐的浓度是有限的，不可能达到所测定的浓度范围。此外，当nahco3浓度高于～50g/l以后，粘度会有所降低，这可能与高浓度nahco3导致的溶液ph变化有关。至于其余三种电解质，浓度的增加不仅不会导致粘度减小反而还有利于粘度的提升，尤其是二价的钙、镁盐。
[0124]
实施例2
‑1[0125]
本实施例的驱油剂的组成是：表面活性剂(由67.5:22.5:6:4的pehsb、ehsb、十六烷基酰胺丙基羟丙基磺基甜菜碱和十四烷基丙基磺基甜菜碱按重量比组成)0.3％，粒径是15nm的纳米二氧化硅，和余量水。
[0126]
其中，纳米二氧化硅的在驱油剂含量分别是0.005％、0.0075％、0.01％、0.02％、0.03％和0.05％，得到不同的驱油剂样品。
[0127]
检测各样品在65℃和7.34s
‑1条件下的粘度，以不含纳米二氧化硅的驱油剂为对照，结果如图14所示。从图14可以看出，引入纳米二氧化硅粒子能够提高驱油剂体系的粘度，当纳米二氧化硅的含量是0.01％时，粘度实现了最大值。
[0128]
实施例2
‑2[0129]
本实施例的驱油剂的组成是：表面活性剂(由67.5:22.5:6:4的pehsb、ehsb、十六
烷基酰胺丙基羟丙基磺基甜菜碱和十四烷基丙基磺基甜菜碱按照重量比组成)0.3％，粒径是30nm的纳米二氧化硅，和余量水。
[0130]
其中，纳米二氧化硅的在驱油剂含量分别是0.005％、0.0075％、0.01％、0.02％、0.03％、0.04％和0.05％，得到不同的驱油剂样品。
[0131]
检测各样品在65℃和7.34s
‑1条件下的粘度，以不含纳米二氧化硅的驱油剂为对照，结果如图15所示。从图15可以看出，引入纳米二氧化硅粒子能够提高驱油剂体系的粘度，当纳米二氧化硅的含量是0.01％时，粘度实现了最大值。
[0132]
实施例2
‑3[0133]
本实施例的驱油剂的组成是：表面活性剂(由67.5:22.5:6:4的pehsb、ehsb、十六烷基酰胺丙基羟丙基磺基甜菜碱和十四烷基丙基磺基甜菜碱按照重量比组成)0.3％，粒径是50nm的纳米二氧化硅，和余量水。
[0134]
其中，纳米二氧化硅的在驱油剂含量分别是0.0062％、0.0105％、0.02％、0.03％和0.04％，得到不同的驱油剂样品。
[0135]
检测各样品在65℃和7.34s
‑1条件下的粘度，以不含纳米二氧化硅的驱油剂为对照，结果如图16所示。从图16可以看出，引入纳米二氧化硅粒子能够提高驱油剂体系的粘度，当纳米二氧化硅的含量是0.02％时，粘度实现了最大值。
[0136]
选择相同剪切速率和时间内，对实施例2
‑
1、实施例2
‑
2和实施例2
‑
3中各样品的粘度平均值进行比较，结果如图17所示。由图17可以看出，纳米二氧化硅粒子的尺寸对增粘的程度有影响，15nm的体系不如30nm和50nm的体系，纳米二氧化硅大小达到30nm以后，相同浓度下，纳米粒子尺寸对粘度的影响近乎是一样的。
[0137]
实施例3
[0138]
本实施例的驱油剂的组成是：
[0139]
重量比是67.5:22.5:6:4的pehsb、ehsb、十六烷基酰胺丙基羟丙基磺基甜菜碱和十四烷基丙基磺基甜菜碱：0.3％
[0140]
粒径是30nm的纳米二氧化硅：0.01％
[0141]
sdbs
[0142]
余量水
[0143]
其中，sdbs占总表面活性剂(即pehsb、ehsb、sdbs、十六烷基酰胺丙基羟丙基磺基甜菜碱和十四烷基丙基磺基甜菜碱之和)质量分数分别是0.025％、0.05％和0.075％，得到不同的驱油剂样品。
[0144]
检测各样品在65℃和7.34s
‑1条件下的粘度，以不含sdbs的驱油剂为对照，结果如图18所示，其中，m
sdbs
/m
total
表示sdbs占总表面活性剂的质量比。图18显示了sdbs的占总表面活性剂的质量分数不同时体系的恒剪切粘度结果，能够看出随着sdbs质量分数的增加，驱油剂体系的粘度不断降低。
[0145]
检测各样品在65℃和7.34s
‑1条件下的恒剪切粘度，以不含sdbs的驱油剂为对照，结果如图19所示，其中，m
sdbs
/m
total
表示sdbs占总表面活性剂的质量比。图19显示了sdbs的占总表面活性剂的质量分数对驱油剂体系的恒剪切粘度影响的拟合结果。由图19可以看出，当，m
sdbs
/m
total
小于0.03％时，能够满足目标粘度的下线恒剪切粘度10mpa.s，同时驱油剂体系的分散性较好。
[0146]
实施例4
[0147]
先按照如下组成配制样品：
[0148]
67.5:22.5:6:4的pehsb、ehsb、十六烷基酰胺丙基羟丙基磺基甜菜碱和十四烷基丙基磺基甜菜碱：20％
[0149]
粒径是30nm的纳米二氧化硅：1％
[0150]
聚醚二胺d
‑
230：4.6％
[0151]
水杨酸：5.4％
[0152]
水：余量
[0153]
将该样品放置12小时后进行观察，出现分相，但流动性非常好，简单摇晃即可将分相的纳米粒子重新分散开。
[0154]
将该样品稀释成表面活性剂(pehsb、ehsb、十六烷基酰胺丙基羟丙基磺基甜菜碱和十四烷基丙基磺基甜菜碱)含量是0.3％，观察分散性，分散性好。将其与只含有0.3％表面活性剂(pehsb、ehsb、十六烷基酰胺丙基羟丙基磺基甜菜碱和十四烷基丙基磺基甜菜碱)的驱油剂样品进行比较，发现其比只含有0.3％表面活性剂(pehsb、ehsb、十六烷基酰胺丙基羟丙基磺基甜菜碱和十四烷基丙基磺基甜菜碱)的驱油剂样品更容易分散并且粘度没有损失。
[0155]
实施例5
[0156]
1.制备样品
[0157]
按照如下组成制备样品1：
[0158]
67.5:22.5:6:4的pehsb、ehsb、十六烷基酰胺丙基羟丙基磺基甜菜碱和十四烷基丙基磺基甜菜碱：0.3％
[0159]
注入水：补足100％
[0160]
按照如下组成制备样品2：
[0161]
67.5:22.5:6:4的pehsb、ehsb、十六烷基酰胺丙基羟丙基磺基甜菜碱和十四烷基丙基磺基甜菜碱：0.3％
[0162]
粒径是30nm的纳米二氧化硅：0.01％
[0163]
注入水：补足100％
[0164]
2.驱油性能实验(三层非均质岩心)
[0165]
①
人造三层非均质岩心抽真空，饱和模拟地层水，并计算孔隙度；
[0166]
②
连接岩心驱替实验设备，检测流程密封性，并将装置加热至65℃；
[0167]
③
饱和原油，油驱水至出口端不出水，计算原始含油饱和度；
[0168]
④
水驱油至出口端含水率达到95％时，停止水驱；
[0169]
⑤
记录油水产出液体积，并计算驱油效率；
[0170]
⑥
更换人造三层非均质岩心，重复步骤
①
～
③
，水驱油至出口端含水率达到95％时，停止水驱。以0.5ml/min流速先注入0.35pv驱油剂溶液(0.8％)，后水驱至含水95％。
[0171]
结果如图20、图21和图22所示。
[0172]
图20显示了驱油剂注入后，粘度随时间和温度发生改变的情况，说明本发明的驱油剂具有良好的环境响应性。
[0173]
图21显示了压力随pv的变化情况，说明本发明的驱油剂具有良好的注入性。
[0174]
图22显示了采出情况随注入pv的变化情况，说明本发明的驱油剂具有良好的非均质驱油性能。
[0175]
3.流变性能测试
[0176]
测试驱油剂的流变性能，采用安东帕流变仪，在65℃下，剪切速率7.34s
‑1条件下，测定样品1和样品2与注入水的粘度，其中，采用的注入水的主要参数如下
[0177][0178]
稳态剪切测试采用控制剪切速率模式，剪切速率范围为0.1～1000s
‑1。
[0179]
动态粘弹性测试：选择振荡测试模式，在0.628rad/s～6.28rad/s范围内通过试验验证选取合适的振荡角频率进行应力扫描，确定线性粘弹区。在线性粘弹区内选定一个应力值，进行振荡时间扫描，扫描时间为3min～5min，分别测试样品2和水解度是26％、分子量是1400万的聚丙烯酰胺(1500mg/l)的弹性模量g’和粘性模量g”随时间t的变化。
[0180]
样品2的结果如图23所示。聚丙烯酰胺的结果如图24所示。
[0181]
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的替代、修饰、组合、改变、简化等，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。