驅(qū)油組合物、其制備方法及其應(yīng)用的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及驅(qū)油組合物、其制備方法及其應(yīng)用。主要解決現(xiàn)有技術(shù)中含表面活性劑的驅(qū)油劑在高溫、高鹽油藏下驅(qū)油效果差、以及堿對地層和油井造成污染傷害、并嚴(yán)重腐蝕設(shè)備和輸送管道的問題。本發(fā)明通過用于大幅度提高原油采收率的組合物，包括含聚氧乙烯醚羥丙基苯胺基甜菜堿表面活性劑、聚合物和水；所述甜菜堿表面活性劑選自羧酸鹽甜菜堿、磺酸鹽甜菜堿中的至少一種，分別如式（I）和式（II）所示；R1和R3獨(dú)立選自C16~C32的烷基、烯基中的任意一種；R2和R4獨(dú)立選自C1~C5的亞烷基、羥基取代亞烷基中的任意一種；n和m獨(dú)立選自1~8的技術(shù)方案，較好地解決了該問題，可用于強(qiáng)化采油生產(chǎn)中。 （Ⅰ） （Ⅱ）
【專利說明】驅(qū)油組合物、其制備方法及其應(yīng)用

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及驅(qū)油組合物、其制備方法及其應(yīng)用。

【背景技術(shù)】
[0002] 目前，堿/表面活性劑/聚合物三元復(fù)合驅(qū)充分利用化學(xué)劑之間的協(xié)同作用，在大 幅度提高原油采收率方面發(fā)揮了一定的作用。但是，隨著三元復(fù)合驅(qū)在礦場的不斷開展，越 來越的問題也隨之暴露了出來。特別是強(qiáng)堿的使用，引起地層粘土分散、運(yùn)移，導(dǎo)致地層滲 透率下降，給地層帶來了極大的傷害，嚴(yán)重影響了原油的后續(xù)開采工作。同時(shí)，堿的大量使 用也帶來了現(xiàn)場施工工藝復(fù)雜、油藏及井底結(jié)垢、生產(chǎn)井產(chǎn)液能力下降、檢泵周期縮短等一 系列的問題。此外，由于高溫高鹽油藏含有大量的鈣鎂離子，容易產(chǎn)生堿沉淀。因此，開展 無堿的表面活性劑/聚合物二元復(fù)合驅(qū)油技術(shù)研究顯得尤為重要。
[0003] 在聚表二元復(fù)合驅(qū)油技術(shù)中，聚合物和表面活性劑是實(shí)現(xiàn)大幅度提高原油采收率 的兩種關(guān)鍵化學(xué)驅(qū)油劑。一方面通過聚合物具有良好的流度控制作用，實(shí)現(xiàn)擴(kuò)大波及體積 的目的；另一方面通過表面活性劑降低油水之間的界面張力，達(dá)到提高微觀驅(qū)油效率的目 的。但是，隨著油田的不斷開采，三次采油面臨著越來越苛刻的油藏環(huán)境，一些在常規(guī)油藏 中適用的表面活性劑在高溫高鹽條件下化學(xué)結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，出現(xiàn)嚴(yán)重的色譜分離現(xiàn)象，不能 與原油形成超低界面張力，導(dǎo)致驅(qū)油效率變差。為了更大限度地降低油/水界面張力，往往 加入高濃度的堿，如氫氧化鈉、碳酸鈉等。堿可與原油中的酸性物質(zhì)反應(yīng)就地生成新的表 面活性劑，與外加表面活性劑起協(xié)同效應(yīng)。文獻(xiàn)CN1439689A公開了一種堿-混合表面活性 劑-聚合物的三元復(fù)合驅(qū)油體系及其應(yīng)用，其中選用的堿為Na 2CO3。但是在使用過程中，堿 對地層和油井等帶來巨大傷害，設(shè)備和管道腐蝕嚴(yán)重，在維修、維護(hù)上花費(fèi)大量資金。
[0004] 文獻(xiàn)CN102220122A公開了一種甜菜堿型二元驅(qū)油劑、制備方法及其應(yīng)用，雖然在 無堿條件下能與原油形成超低界面張力，但是適用的油藏溫度只有45飛5°C，礦化度只有 400(T6000mg/L，范圍比較小，難以在更高溫度更高礦化度的油藏中發(fā)揮作用。
[0005] 文獻(xiàn)CN1566256A公開了烷基芳基烷基甜菜堿型表面活性劑組合物及其在三次采 油中的應(yīng)用，實(shí)施例中的實(shí)驗(yàn)溫度都是在較低的油藏溫度45 °C下進(jìn)行的。
[0006] 所以針對目前苛刻的驅(qū)油環(huán)境，我們理應(yīng)尋求一種在無堿、耐溫抗鹽、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定， 并能與原油形成1〇_ 3?10_4mN/m超低界面張力，有效提高原油采收率的表面活性劑驅(qū)油 體系。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題之一是現(xiàn)有技術(shù)中含表面活性劑的驅(qū)油組合物在高 溫高鹽油藏條件下驅(qū)油效率差，使用濃度高以及三元復(fù)合驅(qū)中堿對地層和油井帶來的腐蝕 和積垢傷害等問題，提供一種新的驅(qū)油組合物。該組合物將具有在高溫高鹽油藏條件下驅(qū) 油效果好、不存在堿對油井和地層帶來腐蝕和積垢傷害的特點(diǎn)。
[0008] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題之二是提供一種與解決技術(shù)問題之一相對應(yīng)的用驅(qū) 油組合物的制備方法。
[0009] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題之三是技術(shù)問題之一所述的驅(qū)油組合物在三次采油 中的應(yīng)用。
[0010] 為解決上述技術(shù)問題之一，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：一種驅(qū)油組合物，以質(zhì)量 份計(jì)包括以下組份： (1) 含聚氧乙烯醚羥丙基苯胺基甜菜堿表面活性劑0. 〇l~5. 0份； (2) 聚合物0.01?3.0份； (3) 水 92. 0?99· 98 份； 其中，含聚氧乙烯醚羥丙基苯胺基甜菜堿表面活性劑選自羧酸鹽甜菜堿、磺酸鹽甜菜 堿中至少一種，所述羧酸鹽甜菜堿和磺酸鹽甜菜堿分子通式分別如式（I)和式（II)所示：

【權(quán)利要求】
1. 一種驅(qū)油組合物，以質(zhì)量份計(jì)包括以下組份： (1) 含聚氧乙烯醚羥丙基苯胺基甜菜堿表面活性劑0. 〇1~5. 0份； (2) 聚合物0.01?3.0份； (3) 水 92. 0?99. 98 份； 其中，含聚氧乙烯醚羥丙基苯胺基甜菜堿表面活性劑選自羧酸鹽甜菜堿、磺酸鹽甜菜 堿中至少一種，所述羧酸鹽甜菜堿和磺酸鹽甜菜堿分子通式分別如式（I)和式（II)所示：
所述的&和R3獨(dú)立選自C16~C32的烷基、烯基中的任意一種；所述的R 2和R4獨(dú)立 選自C^C5的亞烷基、羥基取代亞烷基中的任意一種；所述的n和m獨(dú)立選自1~8 ;所述的聚 合物選自超高分子量聚丙烯酰胺、耐溫抗鹽聚合物或黃原膠中的至少一種。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的驅(qū)油組合物，其特征在于為C2(I~C3(I的烷基、烯基中的任 意一種，R2、R4為C^C3的亞烷基、羥基取代亞烷基中的任意一種，n、m為1~6。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的驅(qū)油組合物，其特征在于所述的超高分子量聚丙烯酰胺的粘 均分子量為2500萬?4000萬；耐溫抗鹽聚合物為N，N-二乙基丙烯酰胺和丙烯酰胺通過自 由基聚合得到的N，N-二乙基丙烯酰胺一丙烯酰胺共聚物。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的驅(qū)油組合物，其特征在于所述的水為油田注入水。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的驅(qū)油組合物，其特征在于式（I)所述的甜菜堿表面活性劑由 包括以下步驟的方法制得： (a) 將脂肪醇RPH與環(huán)氧乙烷在溫度85?160°C，壓力(TO. 80MPa表壓下，在堿性催化 劑作用下反應(yīng)得到脂肪醇聚氧乙烯醚&〇 (CH2CH20)nH，其中環(huán)氧乙烷與脂肪醇的摩爾比為 (1 ?8):1 ; (b) 將&0(0120120)1111與環(huán)氧氯丙烷和堿金屬氫氧化物固體顆粒在40~110°C反應(yīng):T10 小時(shí)，所得混合物減壓蒸餾得到脂肪醇聚氧乙烯縮水甘油醚，其中，脂肪醇聚氧乙烯醚與環(huán) 氧氯丙烷的摩爾比為1: (1~2); (c) 將脂肪醇聚氧乙烯縮水甘油醚與N，N-二甲基對苯二胺在7(Tl60°C反應(yīng):T20小 時(shí)，得到脂肪醇聚氧乙烯醚羥丙基叔胺，其中，脂肪醇聚氧乙烯縮水甘油醚與N，N-二甲基 對苯二胺摩爾比為1:(廣3); ⑷用步驟（c)制得的脂肪醇聚氧乙烯醚羥丙基叔胺與羧化試劑XR2C00M于5(T10(TC 繼續(xù)反應(yīng)2~20小時(shí)，得到式（I)所述的羧酸鹽甜菜堿表面活性劑；其中，脂肪醇聚氧乙烯醚 羥丙基叔胺：羧化試劑的摩爾比為1: (1~4) ;X選自Br或C1，M選自K或Na。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的驅(qū)油組合物，其特征在于式（II)所述的甜菜堿表面活性劑由 包括以下步驟的方法制得： (a) 將脂肪醇RPH與環(huán)氧乙烷在溫度85?160°C，壓力(TO. 80MPa表壓下，在堿性催化 劑作用下反應(yīng)得到脂肪醇聚氧乙烯醚&〇 (CH2CH20)nH，其中環(huán)氧乙烷與脂肪醇的摩爾比為 (1 ?8):1 ; (b) 將&0(0120120)1111與環(huán)氧氯丙烷和堿金屬氫氧化物固體顆粒在40~110°C反應(yīng):T10 小時(shí)得到脂肪醇聚氧乙烯縮水甘油醚，其中，脂肪醇聚氧乙烯醚與環(huán)氧氯丙烷的摩爾比為 (c) 將脂肪醇聚氧乙烯縮水甘油醚與N，N-二甲基對苯二胺在7(Tl60°C反應(yīng):T20小 時(shí)，得到脂肪醇聚氧乙烯醚羥丙基叔胺，其中，脂肪醇聚氧乙烯縮水甘油醚與N，N-二甲基 對苯二胺摩爾比為1:(廣3); ⑷用步驟（c)制得的脂肪醇聚氧乙烯醚羥丙基叔胺與磺化試劑乂1^0^于50?1001： 繼續(xù)反應(yīng)2~20小時(shí)，得到式（II)所述的磺酸鹽甜菜堿表面活性劑；其中，脂肪醇聚氧乙烯 醚羥丙基叔胺：磺化試劑的摩爾比為1: (1~4) ;X選自Br或Cl，M選自K或Na。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的驅(qū)油組合物，其征在于（a)步驟中的反應(yīng)溫度為 14(Tl60°C，壓力為0? 2~0.6MPa ;(b)步驟中的反應(yīng)溫度為6(Tl00°C，反應(yīng)時(shí)間為4~8小 時(shí)；（c)步驟中的反應(yīng)溫度為9(Tl30°C，反應(yīng)時(shí)間為:T6小時(shí)；（d)步驟中的反應(yīng)溫度為 7(T90°C，反應(yīng)時(shí)間為4?12小時(shí)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的驅(qū)油組合物的制備方法，包括以下步驟：將所 需量的含聚氧乙烯醚羥丙基苯胺基甜菜堿表面活性劑、聚合物及水混合均勻，得到所需組 合物，以質(zhì)量份計(jì)，含聚氧乙烯醚羥丙基苯胺基甜菜堿表面活性劑、聚合物及水的配比為 (0? 01 ?5. 0) : (0? 01 ?3. 0) : (92. (T99. 98)。
9. 權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的驅(qū)油組合物在三次采油中的應(yīng)用。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的應(yīng)用，其特征在于應(yīng)用的油藏條件是溫度為5(T10(TC、礦化 度為(Tl50000mg/L、鈣鎂離子濃度為(T4000 mg/L。
【文檔編號】C07C309/14GK104277806SQ201310286117
【公開日】2015年1月14日 申請日期:2013年7月9日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月9日
【發(fā)明者】唐恒志, 沙鷗, 李應(yīng)成 申請人:中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司上海石油化工研究院