[发明专利]一种含不对称双长链烷基甲基羧基甜菜碱的复配驱油剂及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于无碱二元复合驱的复配驱油剂，其中含有不对称双长链烷基甲基羧基甜菜碱表面活性剂，属于化学驱油技术领域。

背景技术

众所周知，我国很多老油田已陆续进入高含水期，注水驱采出液中水含量达到90％以上，面临原油产量的自然衰减，而另一方面，尚有60％左右的残余油未被采出，因此在注水驱阶段后采用三次采油技术进一步提高采收率，是我国老油田稳产高产的必由之路。

在注水驱阶段的后期，残余油以油滴的形式被圈捕在多孔岩石的孔隙中，由于毛细作用，在常规注水压力下难以流出。采用化学驱油技术，例如注入含有表面活性剂的水溶液，当原油/水界面张力在表面活性剂的作用下降至10^-3mN/m数量级时，被圈捕的油滴就能在常规注水压力下克服毛细作用从多孔介质中流出。这就是所谓的超低界面张力驱油，一种重要的三次采油技术。

上世纪80年代以来，国内外广泛开展了碱-表面活性剂-聚合物(ASP)三元复合驱技术的研究。即在注入水中，除了加入表面活性剂外，还加入了聚合物和碱，例如苛性碱NaOH。加入聚合物旨在提高注入水的粘度，防止驱替液在地层发生指进，提高驱替液的波及系数，而加入碱可以将原油中的有机酸和酯类物质皂化，生成表面活性剂，与外加的表面活性剂发生协同作用，有利于降低原油/地层水界面张力，并使岩石表面保持水润湿。优化配方的三元复合驱可以在注水驱后进一步提高采收率18～28％。但近年来的矿场试验表明，使用强碱会导致管道和设备的腐蚀、结垢，地层渗透率下降等不利影响，严重时可能导致地层毛细通道堵塞，同时还会大幅度降低聚合物的增稠效果。因此以无碱的表面活性剂-聚合物(SP)二元复合驱取代ASP三元复合驱成为化学驱油技术发展的新趋势。

然而在无碱条件下，使用ASP驱油用表面活性剂大多不能将原油/地层水界面张力降到超低(<0.01mN/m)，原因之一是表面活性剂的亲油性偏低。为此需要研发亲油性更高的表面活性剂。如果仍采用常规表面活性剂的单长链烷基结构，则对大庆原油，适合的表面活性剂的烷基链长将超过C₁₈，而目前的市场原料中，无论是来源于天然油脂还是来源于石油化工产品，鲜有大宗原料与之匹配。为了解决这一难题，研究人员设计出双长链烷基单亲水基结构的表面活性剂，例如CN101549266A公开的一种双十二烷基甲基羧基甜菜碱，这种化合物具有足够的亲油性，通过与亲水性表面活性剂复配，能够将大庆原油/地层水的界面张力降至10^-3mN/m数量级。但是该产品的水溶性较差，并且在油砂表面有较大的吸附。本发明试图在双长链烷基甲基羧基甜菜碱中引入不对称结构，即使分子中的两个长链烷基具有不同的链长，而总的链长保持一定。结果表明，这一结构有利于提高表面活性剂的水溶性，降低表面活性 剂在油砂表面的吸附损失，同时能保持对称型双长链烷基甲基羧基甜菜碱的高表面活性。

发明内容

本发明的目的在于：提出一种复配驱油剂，适用于大庆原油的表面活性剂-聚合物二元复合驱，其中含有一种不对称双长链烷基甲基羧基甜菜碱，将其与亲油性强的对称型双长链烷基甲基羧基甜菜碱以及水溶性的单长链烷基二甲基羧基甜菜碱复配，能够将大庆原油/地层水界面张力降至超低，而这种不对称双长链烷基甲基羧基甜菜碱的加入能够显著改善配方的水溶性，降低表面活性剂在油砂表面的吸附损失。

本发明的技术方案：一种含不对称双长链烷基甲基羧基甜菜碱的复配驱油剂，其中不对称双长链烷基甲基羧基甜菜碱具有下列通式：

简写为C_m+nB，其中m≠n，12≤m≤18，6≤n≤12，m+n＝18～30，尤以m+n＝22～26为最佳。

本发明的技术方案：一种含不对称双长链烷基甲基羧基甜菜碱的复配驱油剂，其中第二个表面活性剂组分是常规单长链烷基二甲基羧基甜菜碱，其结构式为：

简写为C_yB，其中y＝12～18，它们可以是单一化合物或者同系混合物。

本发明的技术方案：一种含不对称双长链烷基甲基羧基甜菜碱的复配驱油剂，其中第三个表面活性剂组分是对称型双长链烷基甲基羧基甜菜碱，其结构式为：

简写为C₁₂₊₁₂B。