一种耐温抗盐低张力泡沫驱油剂及其制备方法.pdf

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1、(10)授权公告号 CN 102020981 B (45)授权公告日 2013.01.02 CN 102020981 B *CN102020981B* (21)申请号 201010521953.4 (22)申请日 2010.10.27 C09K 8/584(2006.01) E21B 43/22(2006.01) (73)专利权人 山东大学 地址 250100 山东省济南市历城区山大南路 27 号 (72)发明人 李英 孙焕泉 李振泉 李春秀 (74)专利代理机构 济南金迪知识产权代理有限 公司 37219 代理人 李宝成 (54) 发明名称 一种耐温抗盐低张力泡沫驱油剂及其制备方 法 (57。

2、) 摘要 本发明涉及一种耐温抗盐低张力泡沫驱油 剂及其制备方法， 由烷醇酰胺、 双极性基表面活 性剂和水， 在 40-60下持续搅拌至完全溶解制 得。本发明的耐温抗盐低张力泡沫剂适用温度 50-120、 矿化度为 0-100,000ppm 条件下的三次 采油。 与其他现有技术常用的泡沫剂相比， 油水界 面张力由 10-2mN.m-1降至 10 -3mN.m-1， 与现有技术 常用的界面活性剂相比， 50下泡沫半衰期由 15 分钟提高到 40 分钟以上， 室内模型提高采收率达 15以上。 (51)Int.Cl. 审查员 王卓 权利要求书 1 页 说明书 4 页 (19)中华人民共和国国家知识产权。

3、局 (12)发明专利 权利要求书 1 页 说明书 4 页 1/1 页 2 1. 一种耐温抗盐低张力泡沫驱油剂， 其特征在于原料质量份组成如下 ： 烷醇酰胺 40-55 份， 双极性基表面活性剂 10-50 份， 水 100-200 份 ； 其中， 所述的烷醇酰胺是椰子油烷醇酰胺， 是按以下方法制得的 ： 在合成反应釜中， 定量加入椰子油， 温度控制在 60-100， 按椰子油与二乙醇胺质量比 为 2.0 1.0 ： 1 向反应釜中加入二乙醇胺， 搅拌均匀， 加入反应物总质量 0.3-1wt% 的 KOH， 升温至 100-150反应 4-6 小时 ； 所述的双极性基表面活性剂是烷基二羧乙基咪唑。

4、啉、 烷基醇聚氧乙烯醚硫酸盐、 烷基 酚聚氧乙烯醚硫酸盐、 磺酸甜菜碱或双烷基二苯醚磺酸盐。 2. 如权利要求 1 所述的驱油剂 , 其特征在于原料质量份组成如下 ： 烷醇酰胺 40-50 份， 双极性基表面活性剂 20-30 份， 水 100-160 份。 3.如权利要求1或2所述的驱油剂,其特征在于所述的双极性基表面活性剂为磺酸甜 菜碱。 4. 如权利要求 1 所述的驱油剂 , 其特征在于， 原料质量份组成如下 ： 椰子油烷醇酰胺 42 份， 磺酸甜菜碱 28 份， 水 130 份。 5. 权利要求 1 4 任一项所述的驱油剂的制备方法 , 步骤如下 ： 将上述烷醇酰胺、 双 极性表面活性。

5、剂加入到水中， 在 40-60下持续搅拌至完全溶解， 即得。 6. 权利要求 1 4 任一项所述的驱油剂的制备方法 , 其中将上述烷醇酰胺、 双极性表 面活性剂加入到 1/3 1/2 总量的水中， 在 40-60下持续搅拌至完全溶解， 再将余量的水 加入， 搅拌均匀， 即得。 7. 权利要求 1 4 任一项所述的驱油剂的应用， 用于温度 50-120、 矿化度为 0-100,000ppm 条件下的三次采油。 权 利 要 求 书 CN 102020981 B 2 1/4 页 3 一种耐温抗盐低张力泡沫驱油剂及其制备方法 技术领域 0001 本发明属于油田化学领域， 涉及三次采油用化学驱油剂， 具。

6、体涉及可用于常规油 藏高含水开发后期及高温高盐油藏一次性大幅度提高采收率的三次采油体系。 0002 发明背景 0003 目前全世界超过 30 个最大规模的油田都已经进入开采后期， 采用技术手段进一 步提高采收率， 即三次采油已被公认是必将进行的技术措施。 0004 已有的研究表明， 制约原油一次和二次采油过程采收率低的主要矛盾是毛细管效 应和储层非均质性。毛细管效应使原油在盲道和小孔隙中滞留很难被有效驱动， 而储层非 均质性则导致驱替体系波及系数低， 使低渗透带的原油无法被驱动。 0005 气驱是近年来发展最迅速的三次采油技术之一， 烷烃、 二氧化碳、 氮气甚至空气都 可作为气驱的驱替剂。但是。

7、由于气体的低密度、 低粘度和高流动性， 与水驱相比， 受储层非 均质性的影响更大， 非常容易发生指进现象， 无法波及低渗透区域， 使提高采收率效果受到 限制。 0006 通过加入表面活性剂， 使气体以泡沫流体的形式驱替， 由泡沫流体表观粘度的增 加而降低在高渗透层中的流动速度， 提高波及系数， 可提高采收率。 又由于泡沫剂本身是表 面活性剂， 具有界面活性， 如果可降低油 / 水界面张力到超低， 显著增大毛管数， 将可以发 挥更好的效果， 一次性地大幅度提高采收率。 0007 泡沫流体的特性决定了泡沫可选择性的封堵高渗透率通道， 能降低高渗区的载流 量而不破坏低渗区， 并且还具有油 / 水选择。

8、性， 封堵水流而不封堵油流， 另外由于泡沫剂的 耐温、 抗盐性能的优化也不难实现， 因此在耐温抗盐聚合物的研制得不到突破的情况下， 泡 沫在封堵调剖方面无疑具有无可比拟的应用潜力。特别是对于高温高盐油藏的开发， 更具 有特别重要的意义。 0008 表面活性剂在气 / 水、 油 / 水界面的富集行为， 由分子结构决定， 但构效关系和机 制却有所不同， 并且受到环境因素， 包括气相组成、 油相组成、 温度、 盐度、 添加剂等因素的 影响， 因此泡沫稳定性和油水界面活性同时得到优化是一个难题， 既具有良好泡沫稳定性 又具有高油水界面活性的低张力泡沫体系十分缺乏。 发明内容 0009 针对现有技术的不。

9、足， 本发明提供一种耐温抗盐低张力泡沫驱油剂及其制备方 法。 0010 本发明不仅泡沫稳定性优异， 封堵调剖能力强， 并且界面活性强， 可将原油 / 水界 面张力降至超低， 提高采收率效果显著。 0011 本发明的技术方案如下 ： 0012 一种耐温抗盐低张力泡沫驱油剂， 原料质量份组成如下 ： 0013 烷醇酰胺 40-55 份， 双极性基表面活性剂 10-50 份， 水 100-200 份。其中， 0014 所述的烷醇酰胺是椰子油烷醇酰胺、 脂肪酸单乙醇酰胺或椰子油二乙醇胺， 其中 说 明 书 CN 102020981 B 3 2/4 页 4 优选椰子油烷醇酰胺 ； 0015 所述的双极性。

10、基表面活性剂是烷基二羧乙基米唑啉、 烷基醇聚氧乙烯醚硫酸盐、 烷基酚聚氧乙烯醚硫酸盐、 磺酸甜菜碱、 羧酸甜菜碱或双烷基二苯醚磺酸盐， 其中优选磺酸 甜菜碱。 0016 优选的， 一种耐温抗盐低张力泡沫驱油剂， 原料质量份组成如下 ： 0017 烷醇酰胺 40-50 份， 双极性基表面活性剂 20-30 份， 水 100-160 份。 0018 进一步优选的， 一种耐温抗盐低张力泡沫驱油剂， 原料质量份组成如下 ： 0019 椰子油烷醇酰胺 42 份， 磺酸甜菜碱 28 份， 水 130 份。 0020 上述的烷醇酰胺、 双极性基表面活性剂均选用现有技术产品， 市场有售。其中， 0021 优选。

11、的， 椰子油烷醇酰胺按如下方法制得 ： 在合成反应釜中， 定量加入椰子油， 温 度控制在 60-100， 按椰子油与二乙醇胺质量比为 2.0 1.0 1 向反应釜中加入二乙醇 胺， 搅拌均匀， 加入反应物总质量 0.3-1的 KOH， 升温至 100-150反应 4-6 小时。 0022 本发明上述一种耐温抗盐低张力泡沫驱油剂制备方法， 步骤如下 ： 0023 将上述烷醇酰胺、 双极性表面活性剂加入到水中， 在 40-60下持续搅拌至完全溶 解， 即得。 0024 优选的， 一种耐温抗盐低张力泡沫驱油剂制备方法， 将上述烷醇酰胺、 双极性表面 活性剂加入到 1/3 1/2 总量的水中， 在 4。

12、0-60下持续搅拌至完全溶解， 再将余量的水加 入， 搅拌均匀， 即得。 0025 本发明的耐温抗盐低张力泡沫驱油剂的应用， 用于温度 50-120、 矿化度为 0-100,000ppm 条件下的三次采油。应用时， 将本发明的产品配至浓度为 0.05-0.3wt注入 井下， 在井底与空气或氮气混合生成泡沫后进入地层。 与其他现有技术常用的泡沫剂相比， 油水界面张力由10-2mN.m-1降至10-3mN.m-1， 与现有技术常用的界面活性剂相比， 50下泡沫 半衰期由 15 分钟提高到 40 分钟以上， 室内模型提高采收率达 15以上。本发明的耐温抗 盐低张力泡沫驱油剂适用钙镁离子总浓度 0-1。

13、,000ppm。 0026 本发明的耐温抗盐低张力泡沫剂具有以下优良效果 ： 0027 1、 本发明的低张力泡沫剂， 采用极性头锚定作用弱的烷醇酰胺， 使表面活性剂分 子在泡沫液膜上呈现 “躺倒” 式排布， 利用疏水链交错形成的网络结构界面膜稳定泡沫液 膜， 因此在常规温度至高温下均保持较高的泡沫稳定性。 0028 2、 本发明的低张力泡沫剂， 采用界面效率高的双极性基表面活性剂与界面密度高 的烷醇酰胺复配， 取得高界面效力， 可使原油和水的界面张力降至超低。 0029 3、 本发明的低张力泡沫剂， 采用抗盐性好的双极性基表面活性剂复配， 使体系耐 受较高的盐度， 并且可利用盐度进一步调制表面。

14、活性剂在油水界面的吸附， 在高矿化度下 取得更高的界面活性。 具体实施方式 0030 下面结合实施例对本发明做进一步说明， 但不限于此。 0031 实施例 1 ： 0032 一种耐温抗盐低张力泡沫驱油剂， 原料质量份组成如下 ： 0033 椰子油酸二乙醇酰胺 42 份， 磺酸甜菜碱 28 份， 水 130 份。其中， 椰子油酸二乙醇 说 明 书 CN 102020981 B 4 3/4 页 5 酰胺按以下方法制备 ： 0034 在1000L合成反应釜中， 加入366千克椰子油， 向上述合成反应釜中边搅拌边加入 234 千克二乙醇胺， 保持温度为 80， 搅拌均匀后 15g 氢氧化钾， 升温至 。

15、120反应 5 小时， 得椰子油酸二乙醇酰胺。 0035 按质量份， 取上述椰子油酸二乙醇酰胺 42 份， 加入磺酸甜菜碱 28 份， 加入 50 份 水， 在 50下搅拌至完全溶解， 再加入 80 份水， 搅拌均匀即得低张力泡沫驱油剂， 标号为 LIF-1。 0036 实施例 2 ： 0037 一种耐温抗盐低张力泡沫驱油剂， 原料质量份组成如下 ： 0038 椰子油酸二乙醇酰胺 49 份， 烷基醇聚氧乙烯醚硫酸盐 21 份， 水 150 份。其中， 椰 子油酸二乙醇酰胺按实施例 1 制得， 烷基醇聚氧乙烯醚硫酸盐是太原发凯公司产品， 型号 为 AE3S。 0039 按质量份， 取椰子油酸二乙。

16、醇酰胺 49 份， 加入烷基醇聚氧乙烯醚硫酸盐 21 份， 加 入 50 份水， 在 50下搅拌至完全溶解， 再加入 100 份水， 搅拌均匀， 即得低张力泡沫油驱油 剂， 标号为 LIF-2。 0040 实施例 3 ： 泡沫稳定性及封堵调剖试验 0041 将泡沫剂配制为浓度为 0.3的水溶液， 采用气流法产生泡沫， 泡沫发生器控制温 度为 50， 测定泡沫体积随时间的变化得泡沫衰减曲线， 取泡沫体积衰减为初始体积一半 时的时间为泡沫半衰期， 标记为 t1/2。泡沫稳定性与半衰期呈正比。 0042 采用 80-200 目石英砂充填 55cm 模拟岩芯管， 岩芯孔隙体积 32， 渗透率 1.5 。

17、达 西， 以水饱和后， 分别以10ml/min和160ml/min的速度注入水溶液和N2， 测定岩芯管入口和 出口端压力， 得初始压力差 P初始 P入口-P出口， 然后以同样的速度注入 0.3的泡沫剂水 溶液和 N2， 得压力差 P泡沫 P入口-P出口， 计算得到阻力因子 P泡沫/P初始。测定过 程中， 整个流程处于温度 T 120。泡沫的封堵能力与阻力因子呈正比。 0043 对比用泡沫剂 - 烯烃磺酸盐， 商品代号 AOS， 市场购得， 西安南风化工有限公司 产。 对比用界面活性剂石油磺酸盐PS-1， 市场购得， 胜利油田中胜国际石油化工集团有限公 司产。 0044 实验结果如下 ： 004。

18、5 0046 实施例 4 ： 泡沫剂的界面活性 0047 将 TEXAS-500 旋转滴界面张力仪调节为 50， 按照国标 SY/T5370-1999 方法， 测 说 明 书 CN 102020981 B 5 4/4 页 6 定 0.3泡沫剂及对比样品溶液与胜利油田胜坨区原油的界面张力， 最低界面张力记为 min。水相均采用胜利油田胜坨区块地层水。泡沫剂溶液浓度均为 0.3。 0048 实验结果如下 ： 0049 0050 实施例 5 ： 泡沫体系提高原油采收率效果 0051 采用 80-200 目石英砂充填 55cm 模拟岩芯管， 岩芯孔隙体积 28-34， 渗透率 1.0-1.8 达西， 以水饱和后， 饱和胜利油田胜坨原油， 在 80下老化 48 小时后， 以 80热水 驱替至产出液含水98， 再以10ml/min和160ml/min的速度注入80热水和N2， 驱替5PV， 然后以 10ml/min 和 160ml/min 的速度注入 80 0.5泡沫剂水溶液和 N2， 驱替至产出液含 水率为 98。整个试验过程中流程均处于 80下。 0052 试验结果如下 ： 0053 说 明 书 CN 102020981 B 6 。