专利名称：一种表面活性剂及在采油工艺中的配方体系的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种表面活性剂及在采油工艺中的配方体系。
背景技术：
在油田进入高含水期后，剩余油以不连续的油膜被圈闭在油藏岩石的孔隙中，作用于油珠上的两个主要力是粘滞力和毛细管力。如果使用适当的表面活性剂体系，降低油水间的界面张力，便减少了使残余油移动时油珠变形所带来的阻力，从而提高原油采收率。目前，表面活性剂大致上有以下几种注入体系(1)活性水驱；(2)胶束溶液驱；(3)低界面张力体系驱油；(4)三元复合驱。其中三元复合驱(碱-聚合物-表面活性剂)是二十世纪八十年代才发展起来的一种提高原油采收率的新方法，由于这种方法在低表面活性剂用量的情况下仍能获得较高的驱油效率，从面得到了广泛的应用。在三元复合驱油体系中，己公开的如CN1272393、CN1277239、GB2232428等都对现场应用的剂配方中使用的表面活性剂种类、组分、浓度及配比都作了详细介绍。CN1272393、CN1277239其中表面活性剂主要以合成洗涤剂的副产品——重烷基苯为原料，经磺化反应和中和反应制得的重烷基苯磺酸盐加助表面活性剂；GB2232428其中表面活性剂主要以二烷基苯磺酸盐与烷基酚聚烷氧基醚磺酸盐进行复配，由于三次采油用的碱浓度较高如氢化钠、碳酸钠等，不仅对油层产生伤害，同时也增加碱的消耗，这样势必增加三元复合驱中的化学剂的投次成本及生产费用。因此，从经济上来讲，一定要解决降低表面活性剂的成本费用和碱剂的用量。所以现在迫切需要一种新型驱油体系，在无碱或含弱碱的情况下，仍然能与地下原油形成10-3mN/m的超低界面张力，提高原油采收率。
发明内容
本发明旨在于克服现有技术的不足，提供了一种表面活性剂及在采油工艺中的配方体系，该配方体系在无碱或弱碱的条件下，仍然与原油形成10-3mN/m的超低界面张力。
本发明所述的一种采油用表面活性剂，该表面活性剂的分子式为 其中，m为1～22中的任意一个整数；n为0～4中的任意一个整数；p为1～2中的任意一个整数；M为碱金属、一乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺中的任意一种。
此分子式中，优选m为12～20中的任意一个整数；n为0～2中的任意一个整数；p为1～2中的任意一个整数；M为钠、钾、锂、一乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺中的任意一种。
进一步优选为m为14～18中的任意一个整数；n为0或1；p为1或2；M为钠、钾中的任意一种。
本发明的表面活性剂可应用于采油工艺领域，其配方体系按重量百分比主要由以下组分组成(1)表面活性剂为0.02％～0.5％；(2)聚合物为0～0.5％；(3)余量水；本发明所述配方体系在三次采油中的应用，在配方体系中可以加入聚合物，聚合物为水溶性聚丙烯酰胺，分子量300～5000万。它具有控制粘度的作用。本发明所述的一种用于三次采油用表面活性剂配方体系在实际应用，当油田是均质地层或低渗透油田时，就不需要加入聚合物，可以单独使用表面活性剂；对于中高渗透油田，可以单独使用表面活性剂，还可以进一步加聚合物，都能够达到最佳驱油效果。
在本发明的配方体系还可加入0～0.8％的碳酸钠、硅酸钠、磷酸钠；还可以加入0～0.1％的助剂，所述的助剂为醇类的丙醇、丁醇、戊醇、乙二醇，醚类的乙二醇独丁醚、二乙二醇独丁醚，盐类的氯化钠、氯化钾的任意一种或多种混合而成。
本发明所述表面活性剂配方体系在三次采油中的应用中，表明活性剂可以是一种，也可以是几种表面活性剂，还可以进一步加入其他阴离子表面活性剂/非离子表面活性剂/两性表面活性剂组成新的配方体系。上述表面活性剂配方体系配制成的表面活性剂驱油体系或表面活性剂-聚合物二元复合驱油体系与地下原油可以达到10-3～10-6mN/m的超低界面张力，可有效地驱替油层中的剩余油，提高原油采收率20％(00IP)以上。
在实际应用中，由于油田区块的不同，油藏条件不一致，原油、地下水、粘土矿物的成分不同，因此针对不同的油藏条件就可选择不同组合、不同比例制成表面活性剂驱油体系或表面活性剂-聚合物二元复合驱油体系，以达到最佳驱油效果。
本发明具有以下优点(1)不含碱或含弱碱本发明中表面活性剂配方体系在无碱或含弱碱条件下，仍能与地下原油形成10-3～10-6mN/m的超低界面张力，不但克服了在现场应用时高浓度碱对地层和油井的巨大伤害，而且也符合环保要求，对设备无伤害，能够达到最佳的驱油效果；(2)极低的使用浓度本发明中表面活性剂配方体系在无碱或含弱碱条件下，浓度达到0.02％时仍能与地下原油形成超低界面张力；(3)具有良好的耐酸、耐温、耐碱和电解质性能及易于生物降解的特性；(4)可以提高原油采收率20％(00IP)以上，且成本很低，可以为油田带来巨大的经济效益；(5)生产的产品不燃、不闪、安全环保；(6)性能稳定，稳定期可达90天以上。
具体实施例方式
如无特别说明，实施例中使用的试剂和测试仪器如下一、使用试剂十六烷基-β-氨基丙酸钠新合成的本发明的表面活性剂水溶性聚丙烯酰胺 大庆油田助剂厂生产(抗盐聚合物)实验水大庆油田采油一厂清水、一厂污水原油 大庆油田采油一厂脱水原油二、测试仪器500型旋转滴界面张力仪 美国德克萨斯大学生产实验温度45℃实施例1本发明的一种表面活性剂，该表面活性剂的分子式为 其中，m为1～22中的任意一个整数；n为0～4中的任意一个整数；p为1～2中的任意一个整数；M为碱金属、一乙醇胺、二乙醇胺或三乙醇胺。
实施例2本发明的一种表面活性剂，该表面活性剂的分子式为 其中，m为12～20中的任意一个整数；n为0～2中的任意一个整数；p为1～2中的任意一个整数；M为钠、钾、锂、一乙醇胺、二乙醇胺或三乙醇胺。
实施例3本发明的一种表面活性剂，该表面活性剂的分子式为 其中，m为14～18中的任意一个整数；n为0或1；
p为1或2中的任意一个整数；M为钠或钾。
实施例4上述表面活性剂在采油工艺中的配方体系，按重量百分比主要由以下组分组成(1)表面活性剂为0.02％～0.5％；(2)聚合物为0～0.5％；(3)余量水；上述的聚合物为水溶性聚丙烯酰胺，分子量为300～5000万；在上述配方体系中还可以加入0～0.8％的碳酸钠、硅酸钠、磷酸钠；0～0.1％的醇类、醚类、盐类助剂中的一种或多种；所述的醇类助剂是丙醇、丁醇、戊醇、乙二醇，所述的醚类助剂是乙二醇独丁醚、二乙二醇独丁醚，所述的盐类助剂是氯化钠、氯化钾。
实施例5本发明的表面活性剂十六烷基-β氨基丙酸钠(m为16，n为0，p为2，M为钠)的合成在装有冷凝器、搅拌器、温度计的1000ml三口烧瓶中，加入161g十六烷基伯胺，加热至60℃，全部熔化后，滴加68g丙烯酸甲酯，反应6小时，然后升温至90～95℃，继续反应3小时，得到A品。将26g氢氧化钠溶于50g水中，在快速搅拌下，慢慢倒入A品中，产物透明时，结束反应，得成品十六烷基-β氨基丙酸钠。
将上述合成的十六烷基-β-氨基丙酸钠0.1％、聚丙烯酰胺0.25％和水99.65％混合，搅拌30分钟，得到一种含有十六烷基-β-氨基丙酸钠的配方体系；或将上述合成的十六烷基-β-氨基丙酸钠0.5％、聚丙烯酰胺0.5％和水99％混合，搅拌30分钟，得到一种含有十六烷基-β-氨基丙酸钠的配方体系。
实施例6本发明的表面活性剂十四烷基-β氨基丙酸钾(m为14，n为0，p为2，M为钾)的合成在装有冷凝器、搅拌器、温度计的1000ml三口烧瓶中，加入191g十四烷基伯胺，加热至70℃，全部熔化后，滴加68g丙烯酸甲酯，反应5小时，然后升温至90～95℃，继续反应4小时，得到A品。将26g氢氧化钾溶于50g水中，在快速搅拌下，慢慢倒入A品中，产物透明时，结束反应，得成品十四烷基-β氨基丙酸钾。
将上述合成的十四烷基-β氨基丙酸钾0.02％、聚丙烯酰胺0.01％、水99.96％和碳酸钠0.01％混合，搅拌30分钟，即制得含有十四烷基-β氨基丙酸钾的配方体系；
或将上述合成的十四烷基-β氨基丙酸钾0.5％、聚丙烯酰胺0.5％、水98.2％、磷酸钠0.8％和丙醇(或丁醇或戊醇或乙二醇)混合，搅拌30分钟，即制得含有十四烷基-β氨基丙酸钾的配方体系。
实施例7本发明的表面活性剂十八烷基氨基乙基乙氨酸钾(m为18，n为1，p为1，M为钾)的合成在装有冷凝器、搅拌器、温度计的1000ml三口烧瓶中，加入210g十八烷基氯，加热至65℃，全部熔化后，加入乙二胺50g，滴加68g氯乙酸甲酯，反应6小时，然后升温至90～95℃，继续反应3小时，得到A品。将24g氢氧化钾溶于50g水中，在快速搅拌下，慢慢倒入A品中，产物透明时，结束反应，得十八烷基氨基乙基乙氨酸钾成品。
将上述合成的十八烷基氨基乙基乙氨酸钾0.2％，聚丙烯酰胺0.2％，水99.35％、硅酸钠0.2％和乙二醇独丁醚(或二乙二醇独丁醚助剂)0.05％相混合，搅拌30分钟，即制得含有十八烷基氨基乙基乙氨酸钾的配方体系；或将上述合成的十八烷基氨基乙基乙氨酸钾0.4％，聚丙烯酰胺0.4％，水98.52％、硅酸钠0.6％和氯化钠(或氯化钾)0.08％相混合，搅拌30分钟，即制得含有十八烷基氨基乙基乙氨酸钾的配方体系。
实施例8将十六烷基-β-氨基丙酸钠0.45％，聚丙烯酰胺0.45％，水99.06％、氯化钠0.06％相混合，搅拌30分钟，即制得含有十八烷基氨基乙基乙氨酸钾的配方体系。
当采油配方体系中十四烷基-β氨基丙酸钾、十六烷基-β-氨基丙酸钠、十八烷基-β-氨基丙酸钠的含量达到0.02～0.5％(重量)时，其驱油体系与地下原油的界面张力为10-3～10-6mN/m的超低界面张力，也可以加碱使配制成的表面活性剂驱油体系与地下原油的界面张力为10-3～10-6mN/m的超低界面张力，实验水为大庆油田采油一厂污水，原油为大庆油田脱水原油。这里强调的是，当原油性质改变时，界面张力会发生变化。
在气测渗透率为1000md，岩芯中先注入二元段塞，其组成为述表面活性剂配方体系(十四烷胺基乙基氨基乙酸钠)配制成的表面活性剂-聚合物二元复合驱油体系0.38PV(孔隙体积)，再注入后续段塞0.1PV(孔隙体积)聚合物，可以提高原油的采收率25％(OOIP)以上。
权利要求
1.一种表面活性剂，该表面活性剂的分子式为 其中，m为1～22中的任意一个整数；n为0～4中的任意一个整数；p为1～2中的任意一个整数；M为碱金属、一乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺中的任意一种。
2.如权利要求1所述的一种表面活性剂，其中，m为12～20中的任意一个整数；n为0～2中的任意一个整数；p为1～2中的任意一个整数；M为钠、钾、锂、-乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺中的任意一种。
3.如权利要求1或2所述一种表面活性剂，其中，m为14～18中的任意一个整数；n为0或1；p为1或2；M为钠、钾中的任意一种。
4.一种表面活性剂在采油工艺中的配方体系，按重量百分比主要由以下组分组成(1)表面活性剂为0.02％～0.5％；(2)聚合物为0～0.5％；(3)余量水；上述的聚合物为水溶性聚丙烯酰胺，分子量为300～5000万。
5.如权利要求4所述的一种表面活性剂在采油工艺中的配方体系，其配方体系包括0～0.8％的碳酸钠、硅酸钠、磷酸钠。
6.如权利要求4所述的一种表面活性剂在采油工艺中的配方体系，其配方体系包括0～0.1％的醇类、醚类、盐类助剂中的一种或多种。
7.如权利要求6所述的一种表面活性剂在采油工艺中的配方体系，其特征在于所述的醇类助剂是丙醇、丁醇、戊醇、乙二醇，所述的醚类助剂是乙二醇独丁醚、二乙二醇独丁醚，所述的盐类助剂是氯化钠、氯化钾。
全文摘要
本发明涉及一种表面活性剂，及含有该种表面活性剂的配方体系在采油工艺中的应用，该表面活性剂-聚合物二元复合驱油体系与地下原油在使用浓度为0.02～0.5％范围内可达到10
文档编号B01F17/16GK101070468SQ20071007224
公开日2007年11月14日 申请日期2007年5月21日 优先权日2007年5月21日
发明者孙安顺, 李宣京 申请人:孙安顺