[发明专利]用于高温和盐度条件的发泡组合物

说明书

技术领域

本发明涉及稳定性提高的发泡组合物，该组合物通过α-烯烃磺酸钠类与烷基酰胺基丙基甜菜碱类(1)的超分子相互作用产生的协同作用在天然裂缝性碳酸盐型(naturally fractured carbonated type)储层(reservoir)中于高温和盐度条件下控制气体的管道输送(piping)。

发明背景

泡沫是一种在少量液体中的气体分散体，其在工业水平上具有广泛的应用。在油工业中，泡沫的用途已经扩展到天然裂缝性储层，它们已经主要应用于在接近气-油接触区域的排出孔(exhausted wells)中以及在增强回收方法(enhanced recovery process)中控制气体的前进。在这些类型的应用中，泡沫的稳定性起重要作用，并且取决于产生该泡沫用的表面活性剂的化学结构，以及储层中的现有温度、压力和盐度条件。

已经在增强回收方法中用来产生泡沫的主要化学类型的表面活性剂包括：1)烷基-芳基-磺酸盐(美国专利US 5,273,682)，2)烷氧基-烷基-苯磺酸盐(美国专利US 5,049,311)，3)α-烯烃磺酸盐(美国专利US 4,607,695)，4)甜菜碱类(美国专利US 7,104,327)和5)烷基醚硫酸盐(Department of Energy of the United States of America DE-FC26-03NT 15406Report)。然而，当储层中的温度条件升高(高于70℃)，盐度超过30000ppm总固体，并且二价离子如钙和镁的浓度高于2000ppm时，该表面活性剂化学类型产生的泡沫的稳定性会剧烈下降。

为了增加泡沫的稳定性，并由此增加它们对高浓度二价离子和/或高温的耐受性，已经开发出具有增强性质的发泡剂的制剂，例如：

美国专利US 3,939,911记载了三种表面活性剂体系，其应用于高温储存库中的增强回收方法，其中形成水含有200至14000ppm的溶解多价离子，如钙和镁。这三种表面活性剂体系包括：1)烷基或烷基芳基磺酸盐的水溶性盐，其中所述烷基链可以具有5至25个碳原子，2)磷酸酯表面活性剂，其平均分子量不超过1000AMU，和3)具有结构式(2)的磺基甜菜碱类表面活性剂，其中R为具有12至24个碳原子的烷基。该组合在高达至少107℃的温度下是稳定的，并且抵挡细菌的攻击和抑制结垢(scale formation)。

美国专利US 4,703,797涉及在增强油回收方法期间改进清扫(sweep improvement)的方法。所述方法关注通过将顶替液体(displacing liquid)分散在含表面活性剂制剂的水溶液中产生泡沫。所述表面活性剂制剂包括木素磺化盐类发泡剂和表面活性剂发泡剂。所公开的表面活性剂发泡剂包括阴离子型、非离子型和两性离子型表面活性剂。

美国专利US 5,295,540涉及在地下形成物中改进油生产的基于泡沫的方法，该方法包括：1)注入形成物中生成的蒸汽和液体，和2)注入蒸汽混合物、不可冷凝的气体和水性表面活性剂-多糖混合物。记载的可以使用的表面活性剂包括直链甲苯磺酸盐、烷基芳基磺酸盐、二烷基芳基磺酸盐、α-烯烃磺酸盐和二聚化的α-烯烃磺酸盐。

美国专利US 5,542,474涉及基于泡沫的方法，其用于改进蒸汽或二氧化碳在地下的含粗油的形成物中的流动的期间的性能，包括至少一个生产井(production well)和一个注入井(injection well)。在该油回收方法中，通过输送蒸汽的清扫效率(sweep efficiency)通过以下方式改进：1)注射蒸汽直到其开始出现于生产井中，和2)之后，将蒸汽混合物、不可冷凝的气体和水性表面活性剂-多肽溶液注射进入形成物中。所述水性表面活性剂-多肽溶液形成了在形成条件下与形成油稳定的泡沫。用作发泡剂基础的表面活性剂包括乙氧基化的硫酸化的醇类的钠盐和铵盐、直链醇乙氧基化物和直链甲苯磺酸盐。