本发明涉及油气开采,尤其涉及一种阳离子表面活性剂微乳液及其制备方法。
背景技术:
1、
2、三次采油技术是提高石油采收率中最有效的一种手段,对于低渗、特低渗油藏,近年来,利用常规活性微乳液通过降低油水界面张力、改变润湿性能够起到提高采收率的目的。刘中云等2000年在《润湿性对采收率及相对渗透率的影响》中通过水驱实验证明亲水岩石采收率高于亲油岩石,而弱亲水岩石采收率最高,中性润湿性次之。姚凤英等认为将亲油油藏润湿性转变为亲水或中性润湿,有利于提高采收率。杨剑等2018年《高效驱油表面活性剂的制备与应用研究》中说明在表面活性剂复配体系乳化系统中可将油/水界面张力降低至1.9×10-3mn/m,最终驱油效率达52.5%。范华波等2019年在《可提高渗吸效率的阴非离子型表面活性剂制备与性能评价》中以烷基醇聚氧乙烯醚和马来酸酐为原料合成了阴非离子型表面活性剂an211,界面张力为3.37mn/m,其水溶液在岩心中的渗吸效率可达48%。目前三次采油中应用的活性乳液,无论是阴离子、非离子表面活性剂复配,还是阴离子、阳离子或两性离子表活剂复配,由于离子对的结构组成和不同活性基团的相互影响,以及在油田实际应用中的复杂性,很难在实际应用中同时获得超低界面张力及超强水湿及较好的原油乳化能力。
3、近年来,随着“大幅度提高采收率”的需求,中相微乳液受到了石油行业的关注。中相微乳液是微乳液与过剩油相、过剩水相组成的三相平衡体系,具有既能增溶油又能增溶水的独特性质,同时与油、水相间的界面张力达到超低,中相微乳液具有较好的原油增溶及乳化作用,可较大幅度提高驱油效率。
4、周冰灵等2016年在《最佳中相微乳液驱油体系研究》,采用三元相图法确定最佳中相微乳液体系由4%的十二烷基硫酸钠、7%的正丁醇和3%碳酸钠复配形成。
5、梁玉凯等2021年在《低渗透油藏自发生成中相微乳液洗油体系》,优选一种可快速自发生成的中相微乳液体系,由1%~8%复配表面活性剂、1.5%~3.5% c5醇和3.5%kcl水溶液组成。
6、吴天江等2023年在《低渗透油藏中相微乳液驱油体系筛选》,体系由阴离子离子表活剂、两性离子表活剂、氯化钠、正丁醇构建。主剂以十二烷基苯磺酸钠与椰油脂肪酸脂聚氧乙烯甜菜碱质量比1:3复配,主剂质量浓度0.3%~0.7%。主剂非阳离子表活剂。体系副剂为1.5%~6%氯化钠及1.3%~3.7%正丁醇,使用成本高。
7、郝京诚等1997年在《阳离子表面活性剂中相微乳液形成和特性》,体系由季铵盐阳离子表活剂、氯化钠、正丁醇构建。主剂由双十八烷基二甲基氯化铵、溴代癸基吡啶两种阳离子表活剂按比例复配,双十八烷基二甲基氯化铵常温难溶于水,实用性差。体系副剂为1.3%~2.2%氯化钠及至少1%正丁醇,使用成本高。基础理论研究,无具体应用领域。
8、专利cn202110973258.x:一种中相微乳液及其制备工艺与应用,由如下组分组成:0.1%~0.35%主剂、0.05%~0.2%脂肪醇聚氧乙烯聚氧丙烯磺酸钠、0.01%~0.03%助剂和水,所述主剂包括烷基苯并二环己烷磺酸钠、烷基苊磺酸钠、烷基联苯磺酸钠、烷基芴磺酸钠和烷基茚满磺酸钠中的至少一种。注入0.5pv的中相微乳液溶液,然后再用回注水水驱至含水98%,计算聚驱后中相微乳液驱提高采收率5.6%~20.4%。但是其适用矿化度为10000mg/l~30000mg/l的地层水,但是地层水的矿化度通常较高,难以达到低于30000mg/l的要求,因此该方案存在适用性差的问题。非离子表活剂采用酯类易水解表活剂。最高使用浓度0.58%,使用浓度高。
9、目前,中相微乳液的形成需要高浓度的表而活性剂以及助表而活性剂,同时需加盐,并且对地层水矿化度要求较高。因此,研究更加适用于低渗油藏、驱油效率高并具有工业化应用前景的中相微乳液是该项技术的重要发展方向。
技术实现思路
1、有鉴于此,本发明提出了一种阳离子表面活性剂微乳液以及其制备方法,采用该微乳液可以解决三次才有常规中相微乳液表活剂等使用浓度高、对注入水矿化度要求高以及现场应用成本高的问题。
2、本发明的技术方案是这样实现的:
3、一方面,本发明提供了一种阳离子表面活性剂微乳液,其原料包括表面活性剂和水,其中表面活性剂由季铵盐阳离子表面活性剂、脂肪胺聚氧乙烯醚、烷基吡咯烷酮和异构醇醚组成。
4、在一些实施方式中,季铵盐阳离子表面活性剂包括烷基为c8~c18的季铵盐阳离子表面活性剂。
5、在一些实施方式中,烷基为c8~c18的季铵盐阳离子表面活性剂包括c8~c18烷基三甲基氯化铵、c8~c18烷基三甲基溴化铵、双c8~c18烷基二甲基氯化铵和双c8~c18烷基二甲基溴化铵中的至少一种。
6、在一些实施方式中,脂肪胺聚氧乙烯醚包括eo加成数为2或3的十二胺聚氧乙烯醚、eo加成数为4或5的十八胺聚氧乙烯醚中的至少一种。
7、在一些实施方式中,烷基吡咯烷酮包括n-辛基吡咯烷酮和n-十二烷基吡咯烷酮中的至少一种。
8、在一些实施方式中,异构醇醚包括eo加成数为5~9的异构十醇聚氧乙烯醚、eo加成数为7、8、10、12的异构十三醇聚氧乙烯醚中的至少一种。
9、在一些实施方式中,水的矿化度为10000mg/l~90000mg/l。
10、第二方面,本发明还提供一种上述阳离子表面活性剂微乳液的制备方法,包括如下步骤:在水中加入季铵盐阳离子表活剂、脂肪胺聚氧乙烯醚、烷基吡咯烷酮和异构醇醚,混合均匀,即得微乳液。
11、第三方面,本发明还提供一种将上述阳离子表面活性剂微乳液或上述阳离子表面活性剂微乳液的制备方法制备得到的微乳液在驱油剂中的应用。
12、本发明的相对于现有技术具有以下有益效果:
13、本发明中的阳离子表面活性剂微乳剂能够与用于驱油,并与原油产生中相,微乳液驱油后采收率较水驱提高了13.6%,且本发明的微乳液中表面活性剂的重量占比小于0.28%,并且无需加入盐及醇类助剂,使用成本低廉;同时适用于地层水矿化度达到90000mg/l,适用范围更广,有利于推广应用。
1.一种阳离子表面活性剂微乳液,其特征在于,所述微乳液的原料包括:表面活性剂和水,所述表面活性剂由季铵盐阳离子表面活性剂、脂肪胺聚氧乙烯醚、烷基吡咯烷酮和异构醇醚组成。
2.如权利要求1所述的阳离子表面活性剂微乳液,其特征在于,所述微乳液的原料按重量百分比计算包括:0.125%~0.277%表面活性剂和99.723%~99.875%水。
3.如权利要求2所述的阳离子表面活性剂微乳液,其特征在于,所述微乳液的原料按重量百分比计算包括:0.031%~0.042%季铵盐阳离子表面活性剂、0.043%~0.156%脂肪胺聚氧乙烯醚、0.039%~0.061%烷基吡咯烷酮和0.012%~0.018%异构醇醚。
4.如权利要求1所述的阳离子表面活性剂微乳液,其特征在于,所述季铵盐阳离子表面活性剂包括烷基为c8~c18的季铵盐阳离子表面活性剂。
5.如权利要求4所述的阳离子表面活性剂微乳液,其特征在于,所述烷基为c8~c18的季铵盐阳离子表面活性剂包括c8~c18烷基三甲基氯化铵、c8~c18烷基三甲基溴化铵、双c8~c18烷基二甲基氯化铵和双c8~c18烷基二甲基溴化铵中的至少一种。
6.如权利要求1所述的阳离子表面活性剂微乳液,其特征在于,所述脂肪胺聚氧乙烯醚包括eo加成数为2或3的十二胺聚氧乙烯醚、eo加成数为4或5的十八胺聚氧乙烯醚中的至少一种。
7.如权利要求1所述的阳离子表面活性剂微乳液,其特征在于,所述烷基吡咯烷酮包括n-辛基吡咯烷酮和n-十二烷基吡咯烷酮中的至少一种。
8.如权利要求1所述的阳离子表面活性剂微乳液,其特征在于,所述异构醇醚包括eo加成数为5~9的异构十醇聚氧乙烯醚、eo加成数为7、8、10、12的异构十三醇聚氧乙烯醚中的至少一种。
9.如权利要求1所述的阳离子表面活性剂微乳液,其特征在于,所述水的矿化度为10000mg/l~90000mg/l。
10.一种权利要求1-9中任一所述的阳离子表面活性剂微乳液的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:在水中加入季铵盐阳离子表活剂、脂肪胺聚氧乙烯醚、烷基吡咯烷酮和异构醇醚,混合均匀,即得微乳液。
