[发明专利]一种超低油水界面张力的表面活性剂组合物及其制法和应用

说明书

本发明提供了一种超低油水界面张力的表面活性剂组合物，主要解决表面活性剂在无碱条件下降低油水界面张力效果差，以及界面张力容易反弹的问题。本发明通过采用表面活性剂三元复配体系，包括甜菜碱表面活性剂、阴‑非离子表面活性剂和非离子表面活性剂，得到超低油水界面张力的表面活性剂组合物。本发明提供的表面活性剂组合物较好地解决了现有技术中存在的问题，提高原油采收率，可用于油田采收。

技术领域

本发明属于油田化学技术领域，具体涉及一种超低油水界面张力的表面活性剂组合物及其制备方法和应用。

背景技术

随着油田的不断开发，目前，我国大多数老油田面临着高含水量、注水压力下降快、能量不足、产量快速递减的困境。原油产量降低的同时，国内经济发展对原油的依存度日益增长，进一步提高采收率，保持油田的稳产增产已成为亟待解决的课题之一。

在油田进入高含水期后，剩余油以不连续的油膜被圈闭在油藏岩石的孔隙中，如薄膜状态的石油，以及在孔隙表面上呈吸附状和束缚状的石油。化学驱是三次采油技术中提高采收率的主要方法，其中表面活性剂作为主要使用的化学剂，其性质直接决定了实际生产中驱油剂的洗油效率，可大幅提高采收率。其机理在于：如果选用合适的表面活性剂体系，降低油水间的界面张力至10^-3mN/m数量级，则能大幅提高毛细管数，减少使剩余油移动时油珠变形所带来的阻力，从而大幅提高驱油效率。

在表面活性剂驱过程中，油水界面张力是评价驱油配方的重要参数。为了避免碱在使用过程中造成的不利因素如油管结垢、设备腐蚀等，因而对表面活性剂驱油体系提出了更高的要求，比如三次采油中大量应用的石油磺酸盐、重烷基苯磺酸盐、天然羧酸盐、石油羧酸盐等，通常在无碱条件下难以将原油/水界面张力降至超低。另一方面，由于表面活性剂的吸附、扩散等因素，其油水界面张力会随着时间不断变化至一个平衡值。研究表明，体系界面张力的瞬时值(最低值)对驱油效率有一定影响，但平衡值才是决定能否获得较高采收率的关键，这是由于如果界面张力在达到超低以后出现大幅度反弹，被启动的残余油则可能在运移一段距离后由于毛细管数又变小，再次被细小的孔道补集而不易采出，使驱油效率变差。因此驱油用表面活性剂组合物，还应关注其油水界面张力的稳定性，克服长时间界面张力反弹的缺陷。

甜菜碱表面活性剂是近年来研究较多的一类表面活性剂，分子结构中同时存在阳离子中心和阴离子中心，使其溶液显示出与常规表面活性剂不同的性质特点。专利CN102690643A公开了一种三元复合驱油组合物，其中表面活性剂包含两种不同的磺基甜菜碱，能够使原油/水界面张力长时间稳定在超低水平，而仅单独使用一种磺基甜菜碱的驱油组合物，则界面张力达不到超低或出现反弹不能维持。专利CN103113868A提供了一种含羧基甜菜碱和磺基甜菜碱的二元复合驱体系，但全甜菜碱类复合表面活性剂的成本较高，应用受限。

发明内容

为解决表面活性剂在无碱条件下降低油水界面张力效果差，以及界面张力容易反弹的问题，本发明提出了一种在无碱条件下、超低油水界面张力的表面活性剂组合物，采用甜菜碱表面活性剂、阴-非离子表面活性剂和非离子表面活性剂三元复配体系，通过三者之间的协同作用，在一定复配比例下该组合物能够增强体系的界面活性，在快速达到超低油水界面张力的同时，克服长时间后界面张力回升至达不到超低水平的问题，并在一定程度上降低成本。

本发明的目的之一在于提供一种超低油水界面张力的表面活性剂组合物，包括共混的甜菜碱类表面活性剂、阴-非离子表面活性剂和非离子表面活性剂。其中，所述的阴-非离子表面活性剂选自聚醚羧酸盐类表面活性剂、聚醚磺酸盐类表面活性剂中的至少一种，所述的非离子表面活性剂选自有机硅表面活性剂。

其中，所述的甜菜碱类表面活性剂结构式为：