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一种致密油藏增渗驱油体系及其制备与应用

阅读:581发布:2020-05-08

专利汇可以提供一种致密油藏增渗驱油体系及其制备与应用专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种致密油藏增渗驱油体系及其制备与应用。该增渗驱油体系由 表面活性剂 、油溶性物质和 水 组成,呈水包油液滴状态;其外相为含有表面活性剂的水溶液,内相为油溶性物质;所述表面活性剂包括非离子表面活性剂、非离子 双子表面活性剂 、阴离子型表面活性剂、阴离子型双子表面活性剂中的一种或两种以上的组合。该增渗驱油体系制备工艺操作简单,适合工业化生产,整体成本低,对于致密油藏提高采收率领域具有显著的应用前景。,下面是一种致密油藏增渗驱油体系及其制备与应用专利的具体信息内容。

1.一种致密油藏增渗驱油体系,其特征在于,该增渗驱油体系由表面活性剂、油溶性物质和组成,呈水包油液滴状态;其外相为含有表面活性剂的水溶液,内相为油溶性物质;
所述表面活性剂包括非离子双子表面活性剂和阴离子型双子表面活性剂中的一种或两种以上的组合。
2.根据权利要求1所述的增渗驱油体系,其特征在于,所述非离子型双子表面活性剂为双取代二甲酸二苯醚,具体结构式如下:
其中,R为羧基、胺基、酯基、烷基聚乙烯醚链段或烷基酚聚氧乙烯醚链段;R'为C9-12的烷基。
3.根据权利要求1所述的增渗驱油体系,其特征在于,所述阴离子表面活性剂为烷基四取代二苯醚磺酸盐,具体结构式如下:
其中R”为C14-16的烷基。
4.根据权利要求1所述的增渗驱油体系,其特征在于,所述油溶性物质为直链烯、呋喃、噻吩、双戊烯、异戊二烯缩合物中的一种或两种以上的组合。
5.根据权利要求4所述的增渗驱油体系,其特征在于,所述油溶性物质为直链烯、双戊烯中的一种或两种以上的组合。
6.根据权利要求4所述的增渗驱油体系,其特征在于,所述油溶性物质为十一烯或双戊烯。
7.根据权利要求1所述的增渗驱油体系,其特征在于,在该增渗驱油体系中表面活性剂和油溶性物质的总浓度为0.05wt.%-0.3wt.%;其中的表面活性剂所占质量百分比为
75%-85%,油相物质所占质量百分比为15%-25%。
8.根据权利要求1所述的增渗驱油体系,其特征在于,所述水包油液滴的粒径分布为
3nm-30nm。
9.根据权利要求1-8任一项所述的增渗驱油体系,其特征在于,所述增渗驱油体系还包括无机盐,以该增渗驱油体系的总质量计,所述无机盐的质量含量为20%以下。
10.根据权利要求9所述的增渗驱油体系,其特征在于,所述无机盐为氯化钠或氯化
11.权利要求1-10任一项所述增渗驱油体系的制备方法,其特征在于,该方法包括:
S1、将表面活性剂、油溶性物质混合均匀,得到均相混合溶液;
或者将表面活性剂、油溶性物质、和含有无机盐的水溶液混合均匀,得到均相混合溶液;
S2、使用水或无机盐水将均相混合溶液稀释至使用浓度,即得到所述增渗驱油体系。
12.根据权利要求11所述的制备方法,其特征在于,所述混合和稀释均采用10rpm-
400rpm的搅拌进行。
13.权利要求1-10任一项所述增渗驱油体系在致密油藏、页岩油藏的开采中的应用。

说明书全文

一种致密油藏增渗驱油体系及其制备与应用

技术领域

[0001] 本发明属于致密油藏开采技术领域,具体涉及一种致密油藏增渗驱油体系及其制备与应用。

背景技术

[0002] 我国非常规原油(致密油、页岩、页岩油等)可采资源量巨大,近5年低渗、致密、页岩油新增储量已占探明储量的70%-80%,逐渐成为油气勘探开发重要战略接替资源。我国致密、页岩等非常规储层渗透率平均小于0.3mD,孔隙度6%-15%,微米级孔隙是主要储油空间,平均喉道半径小于400nm,流体储层可动性差,可动流体饱和度不到30%,大幅度影响开采效率。国内鄂尔多斯、松辽和准噶尔盆地的致密油储层原油流动性极差,平均流度小于0.2mD/mPa·s,与超稠油基本一致,开发难度大。
[0003] 针对致密/页岩油藏“甜点区”的高效开发,以“缝控储量”为目标,采用线性植物胶、滑溜等液体体系,具备高效携砂、降低摩阻等特性,实现启缝、造缝与延展等工程实施目标,在非常规资源初期体积改造开采过程中发挥了极其重要作用。但线性植物胶与滑溜水分子平均水动学半径大于500nm,远大于致密与页岩喉道半径,注水启动压力高,无法有效进入微纳米基质孔隙,不具备持续提高非常规油藏采收率的能力。
[0004] 近年来,渗吸置换补充能量开采技术成为非常规油藏高效开发国内外研究的热点,主要包括表面活性剂吞吐、二吞吐以及纳米流体排驱等,其中表面活性剂渗吸吞吐作为一种致密技术适用性较好,虽然已在北美多个致密油田(区)得到了应用,但渗吸作用的核心是最大限度发挥注入介质的毛细作用,对于水湿储层来说,储层改造后注入的流体能够有效进入水湿裂缝或孔隙介质,扩大润湿相的波及体积,然而,大部分储油空间储集层都是偏油湿性,毛细管力成为毛细阻力会抑制致密、页岩基质的油水渗吸置换作用,大幅度降低采出程度。其次,现有加入的表面活性剂与离子匹配液水动力学尺寸均处于微米级,且部分表面活性剂与油相原位乳化,无形中增加了原油在基质中的运移难度;最后,现有流体侧重于改善储层润湿性以此增强渗吸效果,并没有从本质上解决原油储层流度低的技术难题,难以从根本上大幅度提高致密/页岩油藏原油采收率。

发明内容

[0005] 为解决以上至少之一的技术问题,本发明提供一种适用于致密、页岩等非常规油藏增渗驱油体系及其制备与应用。
[0006] 为了实现以上目的,本发明采用以下技术方案:
[0007] 本发明第一个方面提供一种致密油藏增渗驱油体系,该增渗驱油体系由表面活性剂、油溶性物质和水组成,呈水包油液滴状态;其外相为含有表面活性剂的水溶液,内相为油溶性物质;
[0008] 所述表面活性剂包括非离子双子表面活性剂和阴离子型双子表面活性剂中的一种或两种以上的组合。
[0009] 在本发明的技术方案中,优选地,所述油溶性物质为直链烯、呋喃、噻吩、双戊烯、异戊二烯缩合物中的一种或两种以上的组合。优选地,所述油溶性物质为直链烯、双戊烯中的一种或两种以上的组合。
[0010] 更优选地,所述油溶性物质为十一烯或双戊烯。
[0011] 在本发明的技术方案中,优选地,该增渗驱油体系中表面活性剂和油溶性物质的总浓度为0.05wt.%-0.3wt.%;优选0.1wt.%-0.15wt.%;
[0012] 其中的表面活性剂所占质量百分比为75%-85%,油相物质所占质量百分比为15%-25%。该增渗驱油体系中表面活性剂和油溶性物质的总浓度在本发明中也成为使用浓度,或有效浓度;该该增渗驱油体系可在使用时稀释至该浓度。
[0013] 在本发明的技术方案中,优选地,所述水包油液滴的粒径分布为3nm-30nm,对一价钠盐和二价盐具有良好的耐受性,90天内粒径变化率小于5%。
[0014] 本发明的一个优选方案中提供一种非离子型增渗驱油体系,其中的表面活性剂为非离子型双子表面活性剂,所述非离子型双子表面活性剂包括双取代二甲酸二苯醚,具体结构式如下:
[0015]
[0016] 其中,R为羧基、胺基、酯基、烷基聚氧乙烯醚链段或烷基酚聚氧乙烯醚链段;R'为C9-12的烷基。
[0017] 该优选方案中通过调节非离子型双子表面活性剂双取代二甲酸二苯醚中的烷基R’,并且将油溶性物质的结构改变为烯类,使非离子型增渗驱油体系无需加入增溶剂便可自乳化,具有小尺寸液、小尺寸油、高界面活性、双相润湿、破乳脱水和抗吸附能力六种特性。其中的非离子型双子表面活性的合成步骤由酰氯化反应和一步酯化反应构成,反应条件温和,操作简单,产物易于分离、提纯。具体的反应原理如下:
[0018]
[0019] 合成步骤包括:
[0020] 1)4,4′-二甲酸二苯醚进行酰氯化反应,得到4,4′-二甲酰氯二苯醚;
[0021] 2)4,4′-二甲酰氯二苯醚与苯取代物发生取代反应制得目标产物,R为羧基、胺基、酯基、烷基聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚等,R'为C9-12的烷基。
[0022] 在本发明的一个具体实施例中,所述双取代二甲酸二苯醚为(壬基苯酚聚氧乙烯醚双取代)二甲酸二苯醚,其结构式为:
[0023]
[0024] 在该具体实施例中,广激光光散射证实了非离子型增渗驱油体系中的水包油液滴的粒径小于30nm。微观刻蚀模型证实了非离子型增渗驱油体系可有效减弱原油各组分间缔合作用,形成小尺寸油效应,在模拟油藏条件下增加原油储层渗流能力,微观波及体积与洗油效率均超过90%。界面张力评价结果证实了,在80℃条件下,非离子型增渗驱油体系与新疆吉木萨尔模拟油的平衡界面张力为0.02mN/m,显示明显优越性。接触角评价结果证实了,非离子型增渗驱油体系具有双相润湿特性,与亲水、亲油界面的接触角分别为46.6°和69.3°。破乳脱水评价结果显示,非离子型增渗驱油体系可有效减弱原油“油包水”反相乳化现象,80℃条件下,5h后的破乳脱水率达88.9%,并可降低原油表观粘度,在30℃-70℃温度范围内对吉木萨尔下甜点原油降粘率达80%,有效提高原油流动能力。
[0025] 本发明的另一个优选方案中提供一种阴离子型增渗驱油体系,其中的表面活性剂为阴离子双子表面活性剂,包括烷基四取代二苯醚磺酸盐,具体结构式如下:
[0026]
[0027] 其中R”为C14-16的烷基。
[0028] 该优选方案中通过调节阴离子型增渗驱油体系中的烷基四取代二苯醚磺酸盐阴离子型双子表面活性剂中的烷基R”,并且将油溶性物质的结构改变为烯烃类,使非离子型增渗驱油体系无需加入增溶剂便可自乳化,具有小尺寸液、小尺寸油、高界面活性、双相润湿、破乳脱水和抗吸附能力六种特性。其中的阴离子型双子表面活性的合成步骤由一步胺的烷基化和一步磺化反应构成,反应条件温和,操作简单,产物易于分离、提纯。具体地反应原理如下:
[0029]
[0030] 其中,R”是C14-16的烷基。
[0031] 合成步骤包括:
[0032] 1)4,4′-二基二苯醚和溴代烷烃进行胺的烷基化反应,得到N,N,N′,N′-烷基四取代二苯醚;
[0033] 2)N,N,N′,N′-烷基四取代二苯醚与浓硫酸发生磺化反应制得目标产物N,N,N′,N′-烷基四取代二苯醚磺酸盐。
[0034] 在本发明的一个具体实施例中,所述阴离子型双子表面活性为十六烷基四取代二苯醚磺酸盐,其结构式为:
[0035]
[0036] 在该具体实施例中,所述阴离子型增渗驱油体系为均相透明的类似“水包油”溶液,在使用浓度条件下,溶液滴粒径分布小于30nm。所述水可以为蒸馏水、去离子水或无机盐水,溶液滴粒径长期保持稳定,90天内粒径变化率小于5%。广角激光光散射证实了阴离子型增渗驱油体系中的液滴的材料粒径小于30nm。微观刻蚀模型证实了阴离子型增渗驱油体系可有效减弱原油各组分间缔合作用,形成小尺寸油效应,在模拟油藏条件下增加原油储层渗流能力,微观波及体积与洗油效率均超过90%。界面张力评价结果证实了,在80℃条件下,阴离子型增渗驱油体系与新疆吉木萨尔模拟油的平衡界面张力为0.1mN/m,显示明显优越性。接触角评价结果证实了,阴离子型增渗驱油体系具有双相润湿特性,与亲水、亲油界面的接触角分别为46.0°和63.9°。破乳脱水评价结果显示,阴离子型增渗驱油体系可有效减弱原油“油包水”反相乳化现象,80℃条件下,5h后的破乳脱水率达84.4%,并可降低原油表观粘度,在30℃-70℃温度范围内对吉木萨尔下甜点原油降粘率达80%,有效提高原油流动能力。
[0037] 本发明的增渗驱油体系适用于致密、页岩等非常规油藏增渗驱油,以提高采收率。本发明通过调节表面活性剂双取代二甲酸二苯醚中的烷基由辛基扩展至壬基和十二烷,或烷基四取代二苯醚磺酸盐中的烷基由十二烷基扩展至十六烷基,油溶性物质的结构改变为烯烃类,使该增渗驱油体系无需加入增溶剂便可自乳化,具有小尺寸液、小尺寸油、高界面活性、双相润湿、破乳脱水和抗吸附能力六种特性。
[0038] 本发明的增渗驱油体系遇到原油后可在运移过程中将原油分散成小尺寸,提高渗流能力;具有高界面活性,与原油界面张力可达到10-2mN/m级别,原油洗脱效率超过90%;具有双相润湿能力,与亲水、亲油界面接触角均在45°-70°左右;具有破乳脱水能力,可减弱原油“油包水”反相乳化现象,降低原油表观粘度;具有良好的抗吸附能力,在油砂中被吸附72h后,粒径基本无变化。
[0039] 根据本发明的具体实施方案,增渗驱油体系为均相透明的类似“水包油”溶液,在使用浓度条件下,溶液滴粒径分布小于30nm。所述水可以为蒸馏水、去离子水或无机盐水,溶液滴粒径长期保持稳定,90天粒径变化率小于5%,其中“粒径变化率”指粒径的变化幅度。
[0040] 当所述水为无机盐水时,即所述增渗驱油体系还可包括无机盐,所述无机盐的质量含量为20%以下。
[0041] 优选地,所述无机盐为氯化钠氯化钙
[0042] 本发明第二个方面提供以上所述增渗驱油体系的制备方法,该方法包括:
[0043] S1、将表面活性剂、油溶性物质混合均匀,得到均相混合溶液;
[0044] 或者将表面活性剂、油溶性物质、和含有无机盐的水溶液混合均匀,得到均相混合溶液;
[0045] S2、使用水或无机盐水将均相混合溶液稀释至使用浓度,即得到所述增渗驱油体系。
[0046] 优选地,所述混合和稀释均采用10rpm-400rpm的搅拌进行,优选100rpm。
[0047] 在本发明的一个优选方案中,非离子型增渗驱油体系的制备方法包括以下步骤:
[0048] 1)将所述的非离子型双子表面活性剂双取代二甲酸二苯醚、油溶性物质和水搅拌混合均匀直至完全溶解,得到均相混合溶液;
[0049] 2)使用去离子水或无机盐水将步骤1)所制备的均相混合溶液在搅拌条件下稀释至使用浓度(0.05wt.%-0.3wt.%,优选0.1wt.%-0.15wt.%),完全溶解后,即得到具有非离子型增渗驱油提高采收率材料。
[0050] 在本发明的另一个优选方案中,阴离子型增渗驱油体系的制备方法,包括以下步骤:
[0051] 1)将所述的烷基四取代二苯醚磺酸盐阴离子型双子表面活性剂、油溶性物质和水搅拌混合均匀直至完全溶解,得到均相混合溶液;
[0052] 2)使用去离子水或无机盐水将步骤1)所制备的均相混合溶液在搅拌条件下稀释至使用浓度(0.05wt.%-0.3wt.%,优选0.1wt.%-0.15wt.%),完全溶解后,即得到具有阴离子型增渗驱油提高采收率材料。
[0053] 本发明第三个方面提供以上所述增渗驱油体系在致密油藏、页岩油藏的开采中的应用。
[0054] 与现有技术相比,本发明具有如下优点和效果:
[0055] 1)本发明引入了双取代二甲酸二苯醚和烷基四取代二苯醚磺酸盐两类双子表面活性剂与油溶性物质制备了非离子和阴离子型增渗驱油体系,反应条件友好,制备工艺简单,可用于大规模工业化生产,彻底解决了低能条件“水包油”体系容易团聚,稳定性差的技术难题。
[0056] 2)本发明得到的非、阴离子型增渗驱油体系具有六大特性:尺寸小于30nm,具备进入致密油藏微纳米孔隙能力;可有效减弱原油各组分间缔合作用,形成小尺寸油效应,在模拟油藏条件下增加原油储层渗流能力;具有超低界面张力,洗油能力优异;对亲水、亲油储层均具有良好润湿能力,油藏适应性好;可有效减弱原油“油包水”反相乳化现象,降低原油表观粘度,提高原油流动能力;具有良好的抗吸附能力,在油砂中被吸附72h后,粒径基本无变化。
[0057] 3)本发明得到的非、阴离子型增渗驱油体系可用于低渗透、特/超低渗、致密与页岩油气的提高采收率领域,应用前景十分广阔。附图说明
[0058] 图1是实施例1制备的非离子型增渗驱油体系粒径分布图。
[0059] 图2是实施例1制备的非离子型增渗驱油体系将吉木萨尔模拟油转化为“小尺寸油”的代表性照片。
[0060] 图3是实施例1-实施例4制备的增渗驱油体系与吉木萨尔模拟油的界面张力图。
[0061] 图4是实施例1制备的非离子型增渗驱油体系与SiO2亲水界面的接触角。
[0062] 图5是实施例1制备的非离子型增渗驱油体系与SiO2亲油界面的接触角。
[0063] 图6是实施例1-实施例4制备的增渗驱油体系与吉木萨尔下甜点“油包水”原油的破乳脱水效果。
[0064] 图7是实施例1-实施例4制备的增渗驱油体系与吉木萨尔下甜点“油包水”原油的降粘效果。
[0065] 图8是实施例1-实施例4制备的增渗驱油体系在油砂中吸附不同时间后的粒径变化。
[0066] 图9是实施例2制备的阴离子型增渗驱油体系粒径分布图。
[0067] 图10是实施例2制备的阴离子型增渗驱油体系将吉木萨尔模拟油转化为“小尺寸油”的代表性照片。
[0068] 图11是实施例2制备的阴离子型增渗驱油体系与SiO2亲水界面的接触角。
[0069] 图12是实施例2制备的阴离子型增渗驱油体系与SiO2亲油界面的接触角。
[0070] 图13是实施例3制备的非离子型增渗驱油体系粒径分布图。
[0071] 图14是实施例3制备的非离子型增渗驱油体系将吉木萨尔模拟油转化为“小尺寸油”的代表性照片。
[0072] 图15是实施例3制备的非离子型增渗驱油体系与SiO2亲水界面的接触角。
[0073] 图16是实施例3制备的非离子型增渗驱油体系与SiO2亲油界面的接触角。
[0074] 图17是实施例4制备的阴离子型增渗驱油体系粒径分布图。
[0075] 图18是实施例4制备的阴离子型增渗驱油体系将吉木萨尔模拟油转化为“小尺寸油”的代表性照片。
[0076] 图19是实施例4制备的阴离子型增渗驱油体系与SiO2亲水界面的接触角。
[0077] 图20是实施例4制备的阴离子型增渗驱油体系与SiO2亲油界面的接触角。

具体实施方式

[0078] 为了更清楚地说明本发明,下面结合优选实施例对本发明做进一步的说明。本领域技术人员应当理解,下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的,不应以此限制本发明的保护范围。
[0079] 实施例1
[0080] 本实施例提供了一种非离子型增渗驱油体系及其制备方法,主要制备步骤如下:
[0081] 第一部分:(壬基苯酚聚氧乙烯醚双取代)二甲酸二苯醚非离子双子表面活性剂的制备:
[0082] 4,4′-二甲酸二苯醚进行酰氯化反应,得到4,4′-二甲酰氯二苯醚;
[0083] 4,4′-二甲酰氯二苯醚与壬基苯酚聚氧乙烯醚发生酯化反应制得目标产物(壬基苯酚聚氧乙烯醚双取代)二甲酸二苯醚。
[0084] 该合成路线中,原始原料4,4′-二甲酸二苯醚经过酰氯化进行活化,得到中间产物酰氯;紧接着酰氯与表面活性剂壬基苯酚聚氧乙烯醚进行酯化反应,从而使两分子的壬基苯酚聚氧乙烯醚连接在二苯醚两个对称位置上,得到目标产物(壬基苯酚聚氧乙烯醚双取代)二甲酸二苯醚非离子型表面活性剂。
[0085] 第二部分:非离子型增渗驱油体系的制备:
[0086] (1)以重量份计,称取5份氯化钠,15份十一烯,60份(壬基苯酚聚氧乙烯醚双取代)二甲酸二苯醚非离子双子表面活性剂,20份水,放在反应器中在100rpm条件下搅拌混合,直至完全溶解后,得到均相混合溶液。
[0087] (2)以重量份计,称取0.15份上述均相混合溶液,99.8份水,放在反应器中在100rpm条件下搅拌混合,直至完全溶解后,得到非离子型增渗驱油体系,有效浓度为
0.11%,外观均相透明,长期稳定。该非离子型增渗驱油体系制备方法条件友好,制备工艺简单,可用于大规模工业化生产,彻底解决了低能条件“水包油”体系容易团聚,稳定性差的技术难题。
[0088] 对该非离子型增渗驱油体系进行以下检测和测试:
[0089] 通过动态光散射(BI-200SM,布鲁克海文公司)在25℃,散射角90°条件下,测定上述非离子型增渗驱油体系的平均粒径为10.1nm(见图1),具备进入致密油藏微纳米孔隙能力。
[0090] 通过微观刻蚀模型(尺寸1.5cm x 1.5cm,孔隙深度15μm,喉道深度2μm)、微纳米尺度驱替平台、光学显微镜(莱卡M165FC)于一体的自主搭建设备,在25℃条件下,测定上述非离子型增渗驱油体系可将新疆吉木萨尔模拟油(吉木萨尔原油与油体积比为10:4,50℃下粘度为63.4mPa·s)转化为“小尺寸油”(见图2)。表明该非离子型增渗驱油体系可有效减弱原油各组分间缔合作用,形成小尺寸油效应,在模拟油藏条件下增加原油储层渗流能力。
[0091] 通过旋转滴界面张力仪,在80℃,6000rpm条件下,上述非离子型增渗驱油体系与新疆吉木萨尔模拟油的平衡界面张力为0.02mN/m(见图3)。表明该非离子型增渗驱油体系具有超低界面张力,洗油能力优异。
[0092] 通过Dataphysics接触角测定仪,在25℃条件下,上述非离子型增渗驱油体系与SiO2亲水界面的接触角为46.6°(见图4),与SiO2亲油界面的接触角为69.3°(见图5)。表明该非离子型增渗驱油体系对亲水、亲油储层均具有良好润湿能力,油藏适应性好。
[0093] 80℃下,10g吉木萨尔下甜点“油包水”原油中加入7.5mg上述非离子型增渗驱油体系,5h后的破乳脱水率可达到88.9%(见图6)。通过RS600流变仪,在30℃、40℃、50℃、60℃、70℃条件下,上述非离子型增渗驱油提高采收率材料对吉木萨尔下甜点“油包水”原油的降粘率均达到80%以上(见图7)。表明该非离子型增渗驱油体系可有效减弱原油“油包水”反相乳化现象,降低原油表观粘度,提高原油流动能力。
[0094] 150g上述非离子型增渗驱油体系与10g油砂混合,80℃下震荡不同时间,取上层清液测定粒径。吸附72h后,该非离子型增渗驱油体系的粒径基本无变化,在10nm左右(见图8)。表明该非离子型增渗驱油体系具有良好的抗吸附能力,在油砂中被吸附72h后,粒径基本无变化。
[0095] 实施例2
[0096] 本实施例提供了一种阴离子型增渗驱油体系及其制备方法,主要制备步骤如下:
[0097] 第一部分:N,N,N′,N′-十六烷基四取代二苯醚磺酸盐双子表面活性剂的制备:
[0098] 4,4′-二氨基二苯醚和溴代十六烷进行胺的烷基化反应,得到N,N,N′,N′-十六烷基四取代二苯醚;
[0099] N,N,N′,N′-十六烷基四取代二苯醚与浓硫酸发生磺化反应制得目标产物N,N,N′,N′-十六烷基四取代二苯醚磺酸盐。
[0100] 第二部分:阴离子型增渗驱油体系的制备:
[0101] (1)以重量份计,称取1份氯化钙,15份双戊烯,65份十六烷基四取代二苯醚磺酸盐双子表面活性剂,19份水,放在反应器中在200rpm条件下搅拌混合,直至完全溶解后,得到均相混合溶液。
[0102] (2)以重量份计,称取0.2份上述均相混合溶液,95份水,放在反应器中在200rpm条件下搅拌混合,直至完全溶解后,得到阴离子型增渗驱油提高采收率材料,有效浓度为0.17%,外观均相透明,长期稳定。该阴离子型增渗驱油体系制备方法条件友好,制备工艺简单,可用于大规模工业化生产,彻底解决了低能条件“水包油”体系容易团聚,稳定性差的技术难题。
[0103] 对该阴离子型增渗驱油体系进行以下检测和测试:
[0104] 通过动态光散射(BI-200SM,布鲁克海文公司)在25℃,散射角90°条件下,测定上述阴离子型增渗驱油体系的平均粒径为11.3nm(见图9),具备进入致密油藏微纳米孔隙能力。
[0105] 通过微观刻蚀模型(尺寸1.5cm x 1.5cm,孔隙深度15μm,喉道深度2μm)、微纳米尺度驱替平台、光学显微镜(莱卡M165FC)于一体的自主搭建设备,在25℃条件下,测定上述阴离子型增渗驱油体系可将新疆吉木萨尔模拟油(吉木萨尔原油与煤油体积比为10:4,50℃下粘度为63.4mPa·s)转化为“小尺寸油”(见图10)。表明该阴离子型增渗驱油体系可有效减弱原油各组分间缔合作用,形成小尺寸油效应,在模拟油藏条件下增加原油储层渗流能力。
[0106] 通过旋转滴界面张力仪,在80℃,6000rpm条件下,上述阴离子型增渗驱油体系与新疆吉木萨尔模拟油的平衡界面张力为0.1mN/m(见图3)。表明该阴离子型增渗驱油体系具有超低界面张力,洗油能力优异。
[0107] 通过Dataphysics接触角测定仪,在25℃条件下,上述阴离子型增渗驱油体系与SiO2亲水界面的接触角为46.0°(见图11),与SiO2亲油界面的接触角为63.9°(见图12)。表明该阴离子型增渗驱油体系对亲水、亲油储层均具有良好润湿能力,油藏适应性好。
[0108] 80℃下,10g吉木萨尔下甜点“油包水”原油中加入7.5mg上述阴离子型增渗驱油体系,5h后的破乳脱水率可达到84.4%(见图6)。通过RS600流变仪,在30、40、50、60、70℃条件下,上述阴离子型增渗驱油体系对吉木萨尔下甜点“油包水”原油的降粘率均达到80%以上(见图7)。表明该阴离子型增渗驱油体系可有效减弱原油“油包水”反相乳化现象,降低原油表观粘度,提高原油流动能力。
[0109] 150g上述阴离子型增渗驱油体系与10g油砂混合,80℃下震荡不同时间,取上层清液测定粒径。吸附72h后,该阴离子型增渗驱油体系的粒径基本无变化,在15~20nm左右(见图8)。表明该阴离子型增渗驱油体系具有良好的抗吸附能力,在油砂中被吸附72h后,粒径基本无变化。
[0110] 实施例3
[0111] 本实施例提供了一种非离子型增渗驱油体系及其制备方法,主要制备步骤如下:
[0112] 第一部分:(十二烷基苯酚聚氧乙烯醚双取代)二甲酸二苯醚非离子双子表面活性剂的制备:
[0113] 4,4′-二甲酸二苯醚进行酰氯化反应,得到4,4′-二甲酰氯二苯醚;
[0114] 4,4′-二甲酰氯二苯醚与十二烷基苯酚聚氧乙烯醚发生酯化反应制得目标产物(十二烷基苯酚聚氧乙烯醚双取代)二甲酸二苯醚。
[0115] 该合成路线中,原始原料4,4′-二甲酸二苯醚经过酰氯化进行活化,得到中间产物酰氯;紧接着酰氯与表面活性剂十二烷基苯酚聚氧乙烯醚进行酯化反应,从而使两分子的十二烷基苯酚聚氧乙烯醚连接在二苯醚两个对称位置上,得到目标产物(十二烷基苯酚聚氧乙烯醚双取代)二甲酸二苯醚非离子型表面活性剂。
[0116] 第二部分:非离子型增渗驱油体系的制备:
[0117] (1)以重量份计,称取5份氯化钠,15份十一烯,60份(十二烷基苯酚聚氧乙烯醚双取代)二甲酸二苯醚非离子双子表面活性剂,20份水,放在反应器中在100rpm条件下搅拌混合,直至完全溶解后,得到均相混合溶液。
[0118] (2)以重量份计,称取0.15份上述均相混合溶液,99.8份水,放在反应器中在100rpm条件下搅拌混合,直至完全溶解后,得到非离子型增渗驱油体系,有效浓度为
0.11%,外观均相透明,长期稳定。该非离子型增渗驱油体系制备方法条件友好,制备工艺简单,可用于大规模工业化生产,彻底解决了低能条件“水包油”体系容易团聚,稳定性差的技术难题。
[0119] 对该非离子型增渗驱油体系进行以下检测和测试:
[0120] 通过动态光散射(BI-200SM,布鲁克海文公司)在25℃,散射角90°条件下,测定上述非离子型增渗驱油体系的平均粒径为11.1nm(见图13),具备进入致密油藏微纳米孔隙能力。
[0121] 通过微观刻蚀模型(尺寸1.5cm x 1.5cm,孔隙深度15μm,喉道深度2μm)、微纳米尺度驱替平台、光学显微镜(莱卡M165FC)于一体的自主搭建设备,在25℃条件下,测定上述非离子型增渗驱油体系可将新疆吉木萨尔模拟油(吉木萨尔原油与煤油体积比为10:4,50℃下粘度为63.4mPa·s)转化为“小尺寸油”(见图14)。表明该非离子型增渗驱油体系可有效减弱原油各组分间缔合作用,形成小尺寸油效应,在模拟油藏条件下增加原油储层渗流能力。
[0122] 通过旋转滴界面张力仪,在80℃,6000rpm条件下,上述非离子型增渗驱油体系与新疆吉木萨尔模拟油的平衡界面张力为0.025mN/m(见图3)。表明该非离子型增渗驱油体系具有超低界面张力,洗油能力优异。
[0123] 通过Dataphysics接触角测定仪,在25℃条件下,上述非离子型增渗驱油体系与SiO2亲水界面的接触角为为45.1°(见图15),与SiO2亲油界面的接触角为45.5°(见图16)。表明该非离子型增渗驱油体系对亲水、亲油储层均具有良好润湿能力,油藏适应性好。
[0124] 80℃下,10g吉木萨尔下甜点“油包水”原油中加入7.5mg上述非离子型增渗驱油体系,5h后的破乳脱水率可达到84.4%(见图6)。通过RS600流变仪,在30℃、40℃、50℃、60℃、70℃条件下,上述非离子型增渗驱油提高采收率材料对吉木萨尔下甜点“油包水”原油的降粘率均达到80%以上(见图7)。表明该非离子型增渗驱油体系可有效减弱原油“油包水”反相乳化现象,降低原油表观粘度,提高原油流动能力。
[0125] 150g上述非离子型增渗驱油体系与10g油砂混合,80℃下震荡不同时间,取上层清液测定粒径。吸附72h后,该非离子型增渗驱油体系的粒径基本无变化,在10nm左右(见图8)。表明该非离子型增渗驱油体系具有良好的抗吸附能力,在油砂中被吸附72h后,粒径基本无变化。
[0126] 实施例4
[0127] 本实施例提供了一种阴离子型增渗驱油体系及其制备方法,主要制备步骤如下:
[0128] 第一部分:N,N,N′,N′-十四烷基四取代二苯醚磺酸盐双子表面活性剂的制备:
[0129] 4,4′-二氨基二苯醚和溴代十四烷进行胺的烷基化反应,得到N,N,N′,N′-十四烷基四取代二苯醚;
[0130] N,N,N′,N′-十四烷基四取代二苯醚与浓硫酸发生磺化反应制得目标产物N,N,N′,N′-十四烷基四取代二苯醚磺酸盐。
[0131] 第二部分:阴离子型增渗驱油体系的制备:
[0132] (1)以重量份计,称取1份氯化钙,15份双戊烯,65份N,N,N′,N′-十四烷基四取代二苯醚磺酸盐双子表面活性剂,19份水,放在反应器中在200rpm条件下搅拌混合,直至完全溶解后,得到均相混合溶液。
[0133] (2)以重量份计,称取0.2份上述均相混合溶液,95份水,放在反应器中在200rpm条件下搅拌混合,直至完全溶解后,得到阴离子型增渗驱油提高采收率材料,有效浓度为0.17%,外观均相透明,长期稳定。该阴离子型增渗驱油体系制备方法条件友好,制备工艺简单,可用于大规模工业化生产,彻底解决了低能条件“水包油”体系容易团聚,稳定性差的技术难题。
[0134] 对该阴离子型增渗驱油体系进行以下检测和测试:
[0135] 通过动态光散射(BI-200SM,布鲁克海文公司)在25℃,散射角90°条件下,测定上述阴离子型增渗驱油体系的平均粒径为7.5nm(见图17),具备进入致密油藏微纳米孔隙能力。
[0136] 通过微观刻蚀模型(尺寸1.5cm x 1.5cm,孔隙深度15μm,喉道深度2μm)、微纳米尺度驱替平台、光学显微镜(莱卡M165FC)于一体的自主搭建设备,在25℃条件下,测定上述阴离子型增渗驱油体系可将新疆吉木萨尔模拟油(吉木萨尔原油与煤油体积比为10:4,50℃下粘度为63.4mPa·s)转化为“小尺寸油”(见图18)。表明该阴离子型增渗驱油体系可有效减弱原油各组分间缔合作用,形成小尺寸油效应,在模拟油藏条件下增加原油储层渗流能力。
[0137] 通过旋转滴界面张力仪,在80℃,6000rpm条件下,上述阴离子型增渗驱油体系与新疆吉木萨尔模拟油的平衡界面张力为0.13mN/m(见图3)。表明该阴离子型增渗驱油体系具有超低界面张力,洗油能力优异。
[0138] 通过Dataphysics接触角测定仪,在25℃条件下,上述阴离子型增渗驱油体系与SiO2亲水界面的接触角为45.7°(见图19),与SiO2亲油界面的接触角为43.0°(见图20)。表明该阴离子型增渗驱油体系对亲水、亲油储层均具有良好润湿能力,油藏适应性好。
[0139] 80℃下,10g吉木萨尔下甜点“油包水”原油中加入7.5mg上述阴离子型增渗驱油体系,5h后的破乳脱水率可达到62.2%(见图6)。通过RS600流变仪,在30、40、50、60、70℃条件下,上述阴离子型增渗驱油体系对吉木萨尔下甜点“油包水”原油的降粘率均达到80%以上(见图7)。表明该阴离子型增渗驱油体系可有效减弱原油“油包水”反相乳化现象,降低原油表观粘度,提高原油流动能力。
[0140] 150g上述阴离子型增渗驱油体系与10g油砂混合,80℃下震荡不同时间,取上层清液测定粒径。吸附72h后,该阴离子型增渗驱油体系的粒径基本无变化,在10nm左右(见图8)。表明该阴离子型增渗驱油体系具有良好的抗吸附能力,在油砂中被吸附72h后,粒径基本无变化。
[0141] 对比例1
[0142] 本对比例提供了一种非离子型增渗驱油体系及其制备方法,主要制备步骤如下:
[0143] (1)以重量份计,称取5份氯化钠,15份十一烯,60份(辛基苯酚聚氧乙烯醚双取代)二甲酸二苯醚非离子双子表面活性剂,20份水,放在反应器中在100rpm条件下搅拌混合,直至完全溶解后,得到均相混合溶液。
[0144] (2)以重量份计,称取0.15份上述均相混合溶液,99.8份水,放在反应器中在100rpm条件下搅拌混合,直至完全溶解后,得到非离子型增渗驱油体系,有效浓度为
0.11%,外观均相透明。
[0145] 对该非离子型增渗驱油体系进行以下检测和测试:
[0146] 通过动态光散射(BI-200SM,布鲁克海文公司)在25℃,散射角90°条件下,测定上述非离子型增渗驱油体系的平均粒径,仪器数据无法收敛,说明该体系未形成所需要的纳米体系。与实施例1比较,本对比例改变表面活性剂为(辛基苯酚聚氧乙烯醚双取代)二甲酸二苯醚非离子双子表面活性剂,结果未形成所需要的纳米体系,说明改变非离子双子表面活性剂中的烷基链之后,在不增加增溶剂的情况下,无法得到所需纳米体系。
[0147] 对比例2
[0148] 本对比例提供了一种阴离子型增渗驱油体系及其制备方法,主要制备步骤如下:
[0149] (1)以重量份计,称取1份氯化钙,15份双戊烯,65份十二烷基四取代二苯醚磺酸盐双子表面活性剂,19份水,放在反应器中在200rpm条件下搅拌混合,直至完全溶解后,得到均相混合溶液。
[0150] (2)以重量份计,称取0.2份上述均相混合溶液,95份水,放在反应器中在200rpm条件下搅拌混合,直至完全溶解后,得到阴离子型增渗驱油提高采收率材料,有效浓度为0.17%,外观均相透明,长期稳定。
[0151] 对该阴离子型增渗驱油体系进行以下检测和测试:
[0152] 通过动态光散射(BI-200SM,布鲁克海文公司)在25℃,散射角90°条件下,测定上述阴离子型增渗驱油体系的平均粒径,仪器数据无法收敛,说明该体系未形成所需要的纳米体系。与实施例2比较,本对比例改变表面活性剂为十二烷基四取代二苯醚磺酸盐双子表面活性剂,结果未形成所需要的纳米体系,说明改变阴离子双子表面活性剂中的烷基链之后,在不增加增溶剂的情况下,无法得到所需纳米体系。
[0153] 对比例3
[0154] 本对比例提供了一种非离子型增渗驱油体系及其制备方法,主要制备步骤如下:
[0155] (1)以重量份计,称取5份氯化钠,15份二甲苯,60份(壬基苯酚聚氧乙烯醚双取代)二甲酸二苯醚非离子双子表面活性剂,20份水,放在反应器中在100rpm条件下搅拌混合,直至完全溶解后,得到均相混合溶液。
[0156] (2)以重量份计,称取0.15份上述均相混合溶液,99.8份水,放在反应器中在100rpm条件下搅拌混合,直至完全溶解后,得到非离子型增渗驱油体系,有效浓度为
0.11%,外观均相透明,长期稳定。
[0157] 对该非离子型增渗驱油体系进行以下检测和测试:
[0158] 通过动态光散射(BI-200SM,布鲁克海文公司)在25℃,散射角90°条件下,测定上述非离子型增渗驱油体系的平均粒径,仪器数据无法收敛,说明该体系未形成所需要的纳米体系。与实施例1比较,本对比例改变油性物质为二甲苯,结果未能形成所需要的纳米体系。说明改变油性物质之后,在不增加增溶剂的情况下,无法得到所需纳米体系。以上对比例1-3,说明在本发明的增渗驱油体系中,三种成分之间的相互协同作用,改变任何一种均无法得到所需的纳米体系。
[0159] 显然,本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例,而并非是对本发明的实施方式的限定,对于所属领域的普通技术人员来说,在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动,这里无法对所有的实施方式予以穷举,凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。
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