[发明专利]驱油用黏弹性甜菜碱表面活性剂组合物

说明书

本发明涉及一种驱油用黏弹性甜菜碱表面活性剂的组合物，主要解决现有表面活性剂作为驱油剂在高温中低渗油藏中驱油效果差，同时由于含碱，对地层及油井带来巨大伤害的问题。本发明通过采用黏弹性甜菜碱表面活性剂组合物，包括甜菜碱表面活性剂、阴离子表面活性剂，所述甜菜碱表面活性剂和阴离子表面活性剂的摩尔比为1∶0.01～1∶100；所述甜菜碱表面活剂选自如式(I)所示结构中的至少一种，R₁选自C₈～C₂₉的烷基、烯基中的任意一种，所述的R₂和R₃均独立选自C₁～C₅的亚烷基中的任意一种；所述的阴离子表面活性剂选自如式(II)所示结构中的至少一种的技术方案，较好的解决了该问题，可用于油田的驱油生产中。

技术领域

本发明涉及驱油用黏弹性甜菜碱表面活性剂的组合物的合成以及所述组合物作为驱油剂的应用。

背景技术

中国石化高温高盐二、三类油藏地质储量为8.25×10⁸t，占总储量的65.6％，特别是地层温度大于80℃、地层水矿化度大于30000mg/L的三类油藏，地质储量约占总资源量的42％。如何提高原油采收率，最大限度地开发剩余储量，三次采油技术在保证油田稳产高产方面发挥了非常重要的作用。在三次采油技术中，化学复合驱仍然是具有很大发展前途的方法之一，是我国提高采收率的主攻技术和方向，包括碱水驱、表面活性剂驱(胶束驱和微乳液驱)、聚合物驱和复合驱。其驱油机理主要为聚合物或胶增加驱替水的粘度，降低油水流度比，缓解窜流现象，提高波及效率；表面活性剂和碱降低油/水界面张力，增大毛管数，促使原油自岩石上脱附及有效分散，实现对残余油的有效驱动，从而提高采收率。然而化学复合驱中的聚合物应用于低渗透油藏中容易堵塞空隙，并且其耐温抗盐性一直是困扰高温高矿化度油藏应用的难题。

在这些化学驱技术中，都离不开高效的表面活性剂，通过降低油水界面张力到超低程度(小于10^-2mN/m)使残余油流动以达到提高原油采收率的目的。人们经过大量的研究发现，黏弹性表面活性剂具有比聚合物或胶更好的进入并降低中低渗透层渗透性的能力。表面活性剂作为具有两亲性特殊结构的分子，其在气/水、油/水界面的富集行为，决定了表面活性剂具有降低油水界面张力的能力，从而大幅度提高采收率。通过表面活性剂自身黏度的提高，增大波及系数，可有选择性地封堵中低渗透带，可提高采收率。甜菜碱两性离子表面活性剂分子中既有阴离子亲水基又有阳离子亲水基而呈现出两性，能适应较宽的PH值范围，对金属离子有较强的螯合作用，可用于高矿化度、较高温度的油层驱油，且能大大降低非离子型表面活性剂与阴离子型表面活性剂复配时的色谱分离效应。因此，甜菜碱两性离子表面活性剂的研究开发得到了人们越来越多的重视和关注，尤其是甜菜碱两性表面活性剂已经成为三次采油领域研究的热点之一。

随着油田开采程度的日益深入，应用在普通油藏中性能较好的表面活性剂在高温中低渗油藏中不能与原油形成超低界面张力，导致驱油效率变差，严重制约了油田采收率的提高。为了更大限度地降低油/水界面张力，往往加入高浓度的碱(如氢氧化钠、碳酸钠等)，例如，专利CN1439689A公开了一种碱-混合表面活性剂-聚合物的三元复合驱油体系及其应用，其中选用的碱为Na₂CO₃。然而，碱在使用过程中对地层和油井等带来巨大伤害，严重腐蚀设备和管道，在维修、维护上花费大量资金，大大增加了三次采油的经济成本。专利CN201310166961.5提出了一种阴离子表面活性剂形成的蠕虫状胶束的驱油组合物，可以在一定程度提高采收率。因此，针对现有技术的不足和单一表面活性剂难以满足高温中低渗油藏条件下将油水界面张力降至超低、热稳定性好、配伍性好等驱油要求，急需提供一种在无碱、高温中低渗油藏条件下化学结构稳定、能与原油形成10^－3～10^－4mN/m超低界面张力、有效提高原油采收率的新型驱油体系，将提高采收率的范围拓展到高温中低渗等苛刻油田的应用中。

发明内容