[发明专利]一种两性离子表面活性剂在三次采油中的应用、该表面活性剂的制备方法及应用方法

说明书

技术领域

本发明涉及化学驱三次采油领域，具体地说是一种两性离子表面活性剂在 三次采油中的应用、该表面活性剂的制备方法及应用方法。

背景技术

化学驱三次采油已经成为提高原油采收率的关键技术手段之一，表面活性 剂是化学驱三次采油中应用最为广泛的化学助剂，其原理是通过向驱油液中加 入表面活性剂以降低油/水界面张力，从而增大毛细管数，将原油从岩石上剥离 脱落下来，并协助原油在岩石喉孔或缝隙进行运移，从而达到提高原油采收率 的目的。

石油磺酸盐是目前三次采油中应用最为广泛的表面活性剂。然而，在此类 产品在室内和矿场试验均存在一系列问题，如产品性能不稳定、抗盐、耐温性 差，界面张力依赖于强碱性环境或配方体系，与不同油藏流体配伍性差等。而 且，石油磺酸盐往往需要在强碱性条件下才能油/水界面张力达到超低，因此在 使用过程通常需要加入大量的无机碱类物质，如氢氧化钠、碳酸钠等。但是， 此类强碱性物质的加入往往导致油田采油设备的腐蚀和地层结垢，为三次采油 带来一系列新的问题或困难。

三次采油技术的发展对表面活性剂的要求越来越高，不仅要求它具有好的 界面张力和低的吸附损耗值，而且要求它与油藏流体配伍性好，产品性能高效、 稳定，原料价廉易得。

发明内容

本发明的技术任务是针对上述现有技术的不足，提供一种两性离子表面活 性剂在三次采油中的应用技术。此类两性离子表面活性剂在极低浓度、高温、 高盐，弱碱性环境等条件下即可使油/水界面张力降到较低或超低。

本发明的另一个技术任务是提供上述表面活性剂的一种制备方法。

本发明的再一个技术任务是提供上述表面活性剂在三次采油中的应用方 法。

本发明的技术任务是按以下方式实现的：

由下述结构式(I)表示的两性离子表面活性剂化合物在三次采油中的应 用，

其中：R是含8～18个碳的饱和或不饱和脂肪烷基链；

R₁，R₂各自独立地是含1～3个亚甲基的烷基或羟乙基基团；

X^-为COO^-或SO₃^-。

制备结构式(I)所表示两性离子表面活性剂化合物的方法如下：以脂肪 烷基胺和季铵化试剂为合成原料，在溶剂中通过季铵化反应得到主要成分为结 构式(I)所示化合物的粗产品，

脂肪烷基胺与季铵化试剂的摩尔比为R，1≤R≤2，

所述季铵化试剂为卤代烷基羧酸钠或卤代烷基磺酸钠，

所述溶剂为有机溶剂或有机溶剂-水的混合物，

反应温度为70～90℃，反应时间为8～15小时。

所述脂肪烷基胺可以是单一的一种胺，也可以是两种或两种以上胺的混合 物。

所述有机溶剂-水的混合物中，水与有机溶剂的质量比为0.1∶10。

所述有机溶剂为醇类有机溶剂，如乙醇、异丙醇、正丁醇等。

可以将结构式如(I)所示化合物纯品应用于三次采油中，其应用方法为： 将该化合物用油田现场水或模拟水配制成溶液，即可作为驱油液使用，

所述溶液中结构式如(I)所示的两性离子表面活性剂化合物的浓度范围 为0.0005％≤C≤1％(质量百分比)；溶液的矿化度为2000～100000mg/L；溶 液中钙镁高价离子含量为0～10000mg/L；溶液的pH值为7～9。

为了降低成本，还可以将主要成分为结构式(I)所示化合物的粗产品直 接应用于三次采油中，其应用方法为：将该粗产品用油田现场水或模拟水配制 成溶液，即可作为驱油液使用，

所述溶液中粗产品的浓度范围为0.0005％≤C≤1％(质量百分比)；溶液的 矿化度为2000～100000mg/L；溶液中钙镁高价离子含量为0～10000mg/L；溶 液的pH值为7～9。

上述溶液条件下的原油/水的界面张力在80℃高温时仍可达到10^-3mN/m 数量级。

上述溶液中主要为钙镁离子，也可能含有微量铁、锌、铝等等自来水中本 身就含有的离子。

上述驱油液的使用方法与现有技术中驱油液在三次采油中的使用方法相 同。