專利名稱：三次采油用的復(fù)合表面活性劑及其應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及采收地層中殘油使用的表面活性劑，特指三次采油用的復(fù)合表面活性劑及其應(yīng)用。
眾所周知，貯藏在地層中的石油，經(jīng)過一次及二次采油后，仍有大量的殘油滯留在地層中，因此很多三次采油的方法應(yīng)運(yùn)而生。進(jìn)行地下油層中殘油的回收，通常是根據(jù)油田的性質(zhì)不同，采用不同的化學(xué)助劑配成驅(qū)油注液注入油層，將其中的殘油進(jìn)行回收。但是由于通常的表面活性劑被地層中的巖石吸附性較高，造成大量的表面活性劑浪費(fèi)；更最重要的是通用的表面活性劑欲保持其與殘油具有超低界面張力(小于10-2mN/m)時(shí)，其濃度范圍和堿性范圍都太窄，影響驅(qū)油的效果。
本發(fā)明的目的在于提供一種三次采油用的復(fù)合表面活性劑，用于有效地回收地層中的殘油；本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提供一種三次采油用的復(fù)合表面活性劑在回收殘油時(shí)的應(yīng)用方法。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的一種三次采油用的復(fù)合表面活性劑，其特征在于其主要成份和含量為(重量份數(shù))至少兩種烷基芳族磺化物40-60非離子表面活性劑 0-10低烷基醇 5-30芳香族溶劑0-10二元醇0-10堿3-10水5-10。
所述烷基芳族磺化物的烷基包括直鏈或/和支鏈的烷基，其碳原子數(shù)為C4-C24；所述芳族包括苯、甲苯、二甲苯或萘。
所述至少兩種烷基芳族磺化物平均分子量以250-600為較佳。
所述非離子表面活性劑包括壬酚、二壬酚、辛酚的烷氧基化合物、磺化物或羧化物。
所述壬酚、二壬酚、辛酚的烷氧基化合物，其烷基包括C8-C20的直鏈和/或支鏈的烷基，其氧基包括含2-12摩爾的環(huán)氧乙烷。
所述低烷基醇包括C2-C8的烷基醇。
所述芳香族溶劑包括二甲苯溶劑。
所述堿包括NaOH。
三次采油用的復(fù)合表面活性劑的應(yīng)用方法，其特征在于該復(fù)合表面活性劑可用于配制三次采油用的堿復(fù)合表面活性劑聚合物驅(qū)油注液，其中該復(fù)合表面活性劑的含量為0.01-1.0％(重量)。
三次采油用的復(fù)合表面活性劑的應(yīng)用方法，其特征在于所述三次采油用的堿復(fù)合表面活性劑聚合物驅(qū)油注液的主要成份和含量為(重量份數(shù))水 100復(fù)合表面活性劑 0.01-1.0堿 0.1-3水溶性聚合物0-1.0；所述水包括普通水或地層水；所述堿包括NaOH、Na2CO3或其混合物；所述水溶性聚合物包括聚丙烯酰胺。
本發(fā)明的主要優(yōu)點(diǎn)1、本發(fā)明提供了一種由至少兩種烷基芳族磺化物為主體再加助表面活性劑、溶劑和堿按所需比例配成的三次采油用的復(fù)合表面活性劑濃縮溶液，它與水或地層水、堿和水溶性聚合物配成驅(qū)油注液，注入地層中，由于復(fù)合表面活性劑的作用，在油水之間形成超低的界面張力(小于10-2mN/m)，有利于該復(fù)合表面活性劑注液中的堿性成份與殘油中的酸性有機(jī)組份接觸發(fā)生反應(yīng)，生成具有表面活性劑性質(zhì)的石油酸皂，該石油酸皂能進(jìn)一步降低界面張力，產(chǎn)生有利的協(xié)同效果，提高采油效果；本發(fā)明提供兩種以上的烷基芳族磺化物的搭配混合，達(dá)到復(fù)合表面活性劑在堿性條件下與注入水相及殘油間形成超低的界面張力(小于102mN/m)。其中可加入非離子表面活性劑、低烷基醇、二元醇、芳香族溶劑和適量的水有利于復(fù)合表面活性劑濃縮溶液的配制，增加表面活性劑的活性和穩(wěn)定性。
2、由于復(fù)合表面活性劑濃縮溶液中烷基芳族磺化物與各組份的協(xié)同作用，保持復(fù)合表面活性劑在較寬的濃度范圍和堿性范圍具有活性，保持超低的界面張力(小于10-2mN/m)，減少地層的吸附作用，減少復(fù)合表面活性劑的用量，從而增加了該表面活性劑的驅(qū)油效果，因?yàn)閷?shí)際應(yīng)用時(shí)，堿和表面活性劑的濃度隨著堿與殘油反應(yīng)和地層的吸附作用及被地層水稀釋而不斷變化，因此，要求表面活性劑體系必須在濃度范圍較寬的條件下保持活性。本發(fā)明的三次采油用的復(fù)合表面活性劑即使在其濃度為臨界膠束濃度CMC或低于該CMC或高于CMC時(shí)，都能在堿液中與原油保持超低的界面張力，保持極好的驅(qū)油效果，這是現(xiàn)有的表面活性劑所不能達(dá)到的。
下面結(jié)合較佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明。
實(shí)施例1 本發(fā)明的一種三次采油用的復(fù)合表面活性劑。
一種三次采油用的復(fù)合表面活性劑濃縮溶液的主要成份和含量為(kg)兩種以上烷基芳族磺化物 50非離子表面活性劑 6低烷基醇 15芳香族溶劑5乙二醇10堿5水10。
其中兩種烷基芳族磺化物選用直鏈和支鏈的十二烷基苯磺酸鈉或重烷基苯磺酸鈉的混合物，實(shí)驗(yàn)證明選用直鏈和支鏈的兩種以上的復(fù)合烷基芳族磺化物，具有協(xié)同作用，比用單一的烷基芳族磺化物有利于達(dá)到較低的界面張力(見實(shí)施例3的表1)，當(dāng)然該烷基芳族磺化物也可以選用其他的直鏈和支鏈的烷基苯磺酸鹽、烷基甲苯磺酸鹽、烷基二甲苯磺酸鹽或烷基萘磺酸鹽的兩種或兩種以上混合物，其中烷基含有C4-C24范圍較佳；選用的非離子表面活性劑是壬基酚的乙氧基化合物，其中的乙氧基中含有6摩爾的環(huán)氧乙烷，非離子表面活性劑主要功能是起輔助表面活性劑的作用和增加復(fù)合表面活性劑的穩(wěn)定性及應(yīng)用性。其中的低烷基醇選用異丙醇；其中的芳香族溶劑選用二甲苯。這些低烷基醇、芳香族溶劑、二元醇和水的加入，有利于增加該復(fù)合表面活性劑濃縮溶液的穩(wěn)定性，使該復(fù)合表面活性劑在較寬的濃度范圍和較寬的堿性范圍內(nèi)都達(dá)到超低界面張力，還具有協(xié)同增進(jìn)活性的效果，同時(shí)，有利于該復(fù)合表面活性劑濃縮溶液的配制。
由于地層結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，原油、地層水的成份各不相同，故在實(shí)際應(yīng)用中，本發(fā)明的三次采油用的復(fù)合表面活性劑的配方可以選擇不同成份和不同含量的搭配，此處不再重述。
實(shí)施例2本發(fā)明的三次采油用的復(fù)合表面活性劑的一種應(yīng)用方法。
取地層水1000kg，加入上述復(fù)合表面活性劑濃縮溶液6kg、NaOH 12kg和聚丙烯酰胺0.2kg，攪拌均勻制成三次采油用的復(fù)合表面活性劑聚合物驅(qū)油注液。水溶性聚合物可以增加驅(qū)油注液的粘度，有流動(dòng)控制的作用，該水溶性聚合物必須與堿、地層水和復(fù)合表面活性劑有較好的配伍，實(shí)驗(yàn)證明聚丙烯酰胺是優(yōu)選的水溶性聚合物。
將上述制成的三次采油用的堿復(fù)合表面活性劑聚合物驅(qū)油注液注入儲(chǔ)油層中，由于該驅(qū)油注液中的復(fù)合表面活性劑的作用，使驅(qū)油注液與殘油之間形成超低的的界面張力(在10-2mN/m以下)，從而使驅(qū)油注液中的堿與殘油中的天然酸性有機(jī)組份反應(yīng)，生成具有表面活性劑性能的石油酸皂，產(chǎn)生有利的協(xié)同效果，提高采油效率，同時(shí)堿性可降低表面活性劑的吸附損失。
該驅(qū)油注液中的水溶性聚合物具有控制粘度的作用，實(shí)際應(yīng)用時(shí)，有時(shí)均質(zhì)地層沒有太多天然裂縫，就不需要加入水溶性聚合物，只用堿、復(fù)合表面活性劑和水配成二元復(fù)合驅(qū)油注液。
實(shí)施例3本發(fā)明的復(fù)合表面活性劑與單組份的表面活性劑對(duì)比性能實(shí)驗(yàn)。
實(shí)驗(yàn)條件1、溫度40℃，2、原油實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)原油，3、地層水普通地層水，4、測(cè)試儀器美國(guó)德州大學(xué)旋轉(zhuǎn)界面張力儀，實(shí)驗(yàn)?zāi)康脑贜aOH濃度范圍為0.6～1.4％的條件下，選用本發(fā)明的復(fù)合表面活性劑和單組份的表面活性劑測(cè)量其與原油間的界面張力，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表1表1
其中樣品1為單組份的直鏈?zhǔn)煌榛交撬徕c。
樣品2為單組份的支鏈?zhǔn)煌榛交撬徕c。
樣品3為本發(fā)明的含直鏈?zhǔn)榛椭ф準(zhǔn)煌榛交撬徕c。
樣品4為本發(fā)明的含直鏈?zhǔn)榛椭ф準(zhǔn)煌榛交撬徕c，加壬基酚乙氧基化合物(含6摩爾環(huán)氧乙烷)。
樣品5為單組份的壬基酚乙氧基化合物(含6摩爾環(huán)氧乙烷)。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果份析1、樣品1和樣品2為單組份的直鏈或支鏈的十一烷基苯磺酸鈉的表面活性劑，其與原油間的界面張力都大于1mN/m，說明單組份的烷基苯磺酸鈉在堿性條件下活性很低。
2、樣品5為單組份的壬基酚乙氧基化合物(含6摩爾環(huán)氧乙烷)表面活性劑，其與原油間的界面張力同樣大于1mN/m，說明單組份的壬基酚乙氧基化合物在堿性條件下活性很低。
3、樣品3為本發(fā)明的含直鏈?zhǔn)榛椭ф準(zhǔn)煌榛交撬徕c復(fù)合表面活性劑，由于兩種烷基苯磺酸鈉的協(xié)同作用，其與原油間的界面張力大大降低，都小于10-2mN/m，說明本發(fā)明的復(fù)合表面活性劑在堿性條件下對(duì)原油具有較好的滲透和乳化作用，適合做三次采油用的表面活性劑。
4、樣品4為在樣品3中又加入非離子表面活性劑壬基酚乙氧基化合物(含6摩爾環(huán)氧乙烷)，在NaOH濃度為0.6％至1.4％之間時(shí)，其與原油間的界面張力都保持小于10-3mN/m，可見加入非離子表面活性劑后，增加了本發(fā)明的復(fù)合表面活性劑的堿性范圍和穩(wěn)定性，從而增加對(duì)不同原油的適應(yīng)性。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明本發(fā)明的復(fù)合表面活性劑選用兩種烷基芳族磺化物為主體，輔以非離子表面活性劑等，具有在較寬的堿性范圍內(nèi)(NaOH 0.6％～1.4％)都穩(wěn)定保持與原油具有超低的界面張力(小于10-2mN/m)。顯示本發(fā)明的復(fù)合表面活性劑適合用做三次采油使用的表面活性劑。
實(shí)施例4本發(fā)明的復(fù)合表面活性劑的性能實(shí)驗(yàn)。
實(shí)驗(yàn)?zāi)康脑贜aOH為1.0％的條件下，改變本發(fā)明的表面活性劑的濃度，對(duì)其與原油間的界面張力的影響。
實(shí)驗(yàn)條件同實(shí)施例3。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果數(shù)據(jù)見表2。
表2
實(shí)驗(yàn)結(jié)果份析在堿(NaOH)濃度為1.0％的條件下，本發(fā)明的復(fù)合表面活性劑濃度在0.01％～0.5％的實(shí)驗(yàn)條件下，都保持穩(wěn)定的超低界面張力小于10-2mN/m。說明本發(fā)明的復(fù)合表面活性劑有較寬的濃度適用范圍。
實(shí)施例5本發(fā)明的復(fù)合表面活性劑的性能實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)?zāi)康脑诒景l(fā)明的復(fù)合表面活性劑的不同濃度下，改變NaOH的濃度對(duì)其與原油間界面張力的影響。
實(shí)驗(yàn)條件同實(shí)施例3。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果數(shù)據(jù)見表3。
表3
實(shí)驗(yàn)結(jié)果份析本發(fā)明的復(fù)合表面活性劑的濃度范圍在0.01％-0.2％和堿(NaOH)濃度范圍在0.6-1.5％之間，都保持超低界面張力。特別是復(fù)合表面活性劑的濃度只有0.01％時(shí)，仍能在較寬的堿性范圍內(nèi)達(dá)到超低界面張力，是任何其他表面活性劑所達(dá)不到的，這是本發(fā)明的復(fù)合表面活性劑區(qū)別于現(xiàn)有表面活性劑的最顯著特點(diǎn)之一，用本發(fā)明的復(fù)合表面活性劑配制成堿表面活性劑聚合物驅(qū)油注液用于三次采油；具有適用性好、用量少、采油量高和經(jīng)濟(jì)效益高等許多優(yōu)點(diǎn)。
權(quán)利要求
1.一種三次采油用的復(fù)合表面活性劑，其特征在于其主要成份和含量為(重量份數(shù))至少兩種烷基芳族磺化物 40-60非離子表面活性劑 0-10低烷基醇 5-30芳香族溶劑 0-10二元醇 0-10堿 3-10水 5-10。
2.如權(quán)利要求1所述的三次采油用的復(fù)合表面活性劑，其特征在于所述烷基芳族磺化物的烷基包括直鏈或/和支鏈的烷基，其碳原子數(shù)為C4-C24；所述芳族包括苯、甲苯、二甲苯或萘。
3.如權(quán)利要求1所述的三次采油用的復(fù)合表面活性劑，其特征在于所述至少兩種烷基芳族磺化物平均分子量以250-600為較佳。
4.如權(quán)利要求1所述的三次采油用的復(fù)合表面活性劑，其特征在于所述非離子表面活性劑包括壬酚、二壬酚、辛酚的烷氧基化合物、磺化物或羧化物。
5.如權(quán)利要求4所述的三次采油用的復(fù)合表面活性劑，其特征在于所述壬酚、二壬酚、辛酚的烷氧基化合物，其烷基包括C8-C20的直鏈和/或支鏈的烷基，其氧基包括含2-12摩爾的環(huán)氧乙烷。
6.如權(quán)利要求1所述的三次采油用的復(fù)合表面活性劑，其特征在于所述低烷基醇包括C2-C8的烷基醇。
7.如權(quán)利要求1所述的三次采油用的復(fù)合表面活性劑，其特征在于所述芳香族溶劑包括二甲苯溶劑。
8.如權(quán)利要求1所述的三次采油用的復(fù)合表面活性劑，其特征在于所述堿包括NaOH。
9.如權(quán)利要求1所述的三次采油用的復(fù)合表面活性劑的應(yīng)用方法，其特征在于該復(fù)合表面活性劑可用于配制三次采油用的堿復(fù)合表面活性劑聚合物驅(qū)油注液，其中該復(fù)合表面活性劑的含量為0.01-1.0％(重量)。
10.如權(quán)利要求9所述的三次采油用的復(fù)合表面活性劑的應(yīng)用方法，其特征在于所述三次采油用的堿復(fù)合表面活性劑聚合物驅(qū)油注液的主要成份和含量為(重量份數(shù))水 100復(fù)合表面活性劑 0.01-1.0堿 0.1-3水溶性聚合物 0-1.0；所述水包括普通水或地層水；所述堿包括NaOH、Na2CO3或其混合物；所述水溶性聚合物包括聚丙烯酰胺。
全文摘要
本發(fā)明涉及三次采油用的復(fù)合表面活性劑及其應(yīng)用,該復(fù)合表面活性劑中含有(重量份數(shù))至少兩種烷基芳族磺化物40—60,非離子表面活性劑0—10、低烷基醇5—30、芳香族溶劑0—10、二元醇0—10、堿3—10和水5—20。本發(fā)明由至少兩種烷基芳族磺化物再與助表面活性劑、堿及溶劑優(yōu)化組配而成,充分發(fā)揮各組分之間的協(xié)同作用,適合于與堿、水和水溶性聚合物配制成三次采油用的堿復(fù)合表面活性劑聚合物驅(qū)油注液,該驅(qū)油注液在較寬的復(fù)合表面活性劑濃度范圍和堿性范圍內(nèi)與殘油形成超低界面張力(小于10
文檔編號(hào)C09K8/584GK1171292SQ9711202
公開日1998年1月28日 申請(qǐng)日期1997年5月15日 優(yōu)先權(quán)日1996年5月24日
發(fā)明者徐亦宏, 徐松南 申請(qǐng)人:徐松南, 徐亦宏