[发明专利]一种无碱驱油用醇酰胺类非离子型表面活性剂的应用

说明书

技术领域

一种无碱驱油用醇酰胺类非离子型表面活性剂的应用，属于胶体与界面化学技术领域。

背景技术

随着经济的快速发展和人民生活水平的不断提高，我国的原油消费量急剧增加，2008年原油对外依存度已突破50％。另一方面，新油田的发现越来越困难，因此对老油田采用新技术进一步提高采收率已经成为我国原油稳产高产的战略措施。

对一个新油田，当打井成功后，原油在地层压力下从油井喷出，称为一次采油。随着原油的喷出，地层压力逐渐降低，产量下降，这时通过注水可以增加地层压力，进一步采出部分原油，称为二次采油。一次和二次采油能采出地下石油储量的30％～40％左右，而60％～70％的原油仍残留地下。剩下的残余油通常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。在水驱以后采用的任何新技术统称为三次采油技术，包括热力驱(降低原油粘度，适用于高粘原油)、混相驱油、化学驱等。其中化学驱是通过注入化学剂，如碱、表面活性剂、聚合物等，通过降低原油/水界面张力、改变岩石表面的润湿性、提高扫油效率等进一步提高采收率。试验表明，化学驱通常可在水驱基础上进一步提高采收率15％～20％。

理论上如果注入表面活性剂水溶液使原油/水界面张力降至10^-3mN/m数量级，则能大幅度提高毛细管数，使被圈捕的油滴在常规注水压力即能从多孔介质中流出。这就是所谓的超低界面张力驱油，是表面活性剂驱油的主要机理。

在过去的二、三十年中，国内外广泛开展了碱-表面活性剂-聚合物三元复合驱技术的研究。结果表明，三元复合驱能将原油/地层水界面张力降至超低，即10^-3mN/m数量级，在水驱基础上提高采收率15％～20％，是一种有效的三次采油方法。然而近年来国内一些矿场试验逐渐暴露出三元复合驱的缺陷，主要包括(1)碱可能通过与岩石或地层水中矿物质的反应，生成不溶性物质，导致注入设备和油井结垢，毛细通道堵塞，即破坏油藏的多孔性毛细结构，严重的可能导致油井报废；(2)由于使用碱导致设备易于腐蚀；(3)碱的存在降低了聚合物的增稠效果，需要消耗更多的聚合物；(4)由于高碱耗，设备和管道的腐蚀、以及聚合物消耗增加，实际综合成本并不低；(5)使用的廉价表面活性剂组成复杂、含有结构不明物质，生产过程中的质量控制和性能保障存在一定难度。鉴于这些副作用尤其是对地层结构的不可逆破坏，以无碱二元复合驱取代三元复合驱势在必行。

然而三元复合驱中常用的廉价表面活性剂，如石油磺酸盐、重烷基苯磺酸盐、天然羧酸盐、石油羧酸盐以及木质素磺酸盐等，在无碱条件下通常难以将原油/水界面张力降至超低，为此需要开发新型表面活性剂。

近年来国内外广泛开展了无碱驱油用表面活性剂的研究，已报道的无碱驱油用表面活性剂包括阴离子型如石油磺酸盐、α-烯烃磺酸盐衍生物、磺基琥珀酸酯、烷基萘磺酸盐，阳离子型如Gemini阳离子，两性表面活性剂，以及非离子型表面活性剂。在有关无碱驱油用非离子型表面活性剂的报道中，吴松、刘金三、孟令伟、刘仁强等报道了烷基二乙醇酰胺及其衍生物，而徐方俊在一篇专利文献中报道了用脂肪伯胺与丙烯酸丁酯以及二乙醇胺、三乙醇胺、羟乙基乙二胺等反应生成的产物。

发明内容

本发明的目的在于提供一种无碱驱油用醇酰胺类非离子型表面活性剂的应用，使之在无碱条件下将原油/水界面张力降至超低。

本发明的技术方案：一种醇酰胺类非离子型表面活性剂的应用，该类表面活性剂由脂肪酸单乙醇酰胺加成环氧丙烷和环氧乙烷得到：

醇酰胺类非离子型表面活性剂加成的环氧丙烷数m为0～10，加成的环氧乙烷数n为0～20，m、n不同时为0。优选的加成环氧丙烷数m为2～5，加成的环氧乙烷数n为3～10。

通过将其与重烷基苯磺酸盐和/或甜菜碱型两性表面活性剂复配，醇酰胺类非离子型表面活性剂摩尔分数≥0.5，溶于大庆油田地层水或模拟地层水，地层水或模拟地层水中的表面活性剂总质量浓度为0.01％～0.5％，再加入聚丙烯酰胺1000mg/L，不加任何碱或碱性盐或中性无机盐，不加任何助表面活性剂，在45℃条件下，使大庆原油/地层水界面张力降至10^-3～10^-4mN/m数量级。