專利名稱：氟碳表面活性劑二元復(fù)合泡沫驅(qū)油體系的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及可用于提高原油采收率的泡沫驅(qū)油，尤其涉及氟碳表面活性劑二元復(fù) 合泡沫驅(qū)油體系，屬于油田化學(xué)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著油田開發(fā)進入中后期，中國已開發(fā)油田平均水驅(qū)采收率僅為33%，三次采油 技術(shù)成為了提高油田采收率的重要方法，但是無論是聚合物驅(qū)，還是其他化學(xué)劑驅(qū)油法都 受到儲層非均質(zhì)性影響，縱向上的流度差異較大，竄流現(xiàn)象嚴重，化學(xué)劑不可能完全到達剩 余油富集的部位，不能充分驅(qū)洗原油。要進一步提高水驅(qū)后的原油采收率，流度控制是關(guān)鍵。二元復(fù)合泡沫驅(qū)技術(shù)是在常規(guī)泡沫驅(qū)和二元復(fù)合驅(qū)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種三次 采油中新的驅(qū)油方法，聚合物既增加體系的粘度，又起穩(wěn)泡的作用，使驅(qū)油體系具有更高的 表觀粘度。因此，泡沫復(fù)合驅(qū)既能提高驅(qū)替效率，又能降低油水流度比，提高波及效率，提高 采收率的幅度，同時減小了以往化學(xué)驅(qū)導(dǎo)致的環(huán)境傷害?？梢杂行У姆舛麓罂椎?，防止指進 和氣竄現(xiàn)象的發(fā)生。泡沫驅(qū)在多孔介質(zhì)中又具有良好的封堵調(diào)剖能力，并且在油藏中能夠 選擇性封堵高滲層，是一種“堵高不堵低”的選擇調(diào)堵，對低滲透富油帶的滲透率不會造成 較大傷害。而且泡沫驅(qū)對于聚合物驅(qū)后未能波及的低滲層具有良好的驅(qū)油能力，也是聚合 物驅(qū)后一種行之有效的方法。2008年，王其偉等人在《石油天然氣學(xué)報》第30卷第3期第134-137頁上發(fā)表了 名為“泡沫加二元復(fù)合體系提高采收率技術(shù)試驗研究”的文章，報道了二元體系的配方為 0. 3%的表面活性劑(0. 1% CEA-1+0. 2%石油磺酸鹽)+1800mg/L的3530S聚合物溶液，泡 沫加二元復(fù)合驅(qū)油體系其降水增油提高采收率的能力優(yōu)于聚合物驅(qū)及二元驅(qū)相比提高采 收率增加4% 13%。2004年，趙長久等人在《油田化學(xué)》第21卷第4期第357-360頁上發(fā)表了名 為“泡沫復(fù)合驅(qū)研究”的文章，報道了 1 48/1石油磺酸鹽01 241(及405)+6 128/1 NaOH+1. 2g/L聚合物的驅(qū)油體系與天然氣交替注入，發(fā)現(xiàn)泡沫復(fù)合體系具有較強的發(fā)泡能 力及穩(wěn)定的發(fā)泡性能，在礦場試驗中，泡沫復(fù)合驅(qū)比水驅(qū)提高采收率接近30 %。在泡沫驅(qū)采油技術(shù)中，關(guān)鍵是選擇合適的表面活性劑作為發(fā)泡劑，具有起泡性能 好、穩(wěn)泡性能好和增加阻力明顯等特征。而現(xiàn)有的發(fā)泡劑大部分為碳氫表面活性劑，不能耐 高溫高鹽，使得泡沫驅(qū)在一些高溫高鹽的油藏條件下不能得到充分應(yīng)用，而且這些泡沫體 系耐油性能較差，影響了泡沫驅(qū)通過賈敏效應(yīng)提高原油采收率的作用。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提出一種能有效提高原油采收率的氟碳表面活性劑 二元復(fù)合泡沫驅(qū)油體系。發(fā)明要旨
本發(fā)明在驅(qū)油體系中選用的起泡劑是一種氟碳表面活性劑，有良好的發(fā)泡、穩(wěn)泡 性能，而且有很強的耐油性能；同時還選用高分子化合物作為穩(wěn)泡劑，增加了液膜的抗沖擊 能力，使泡沫更加穩(wěn)定。本發(fā)明的技術(shù)方案如下氟碳表面活性劑二元復(fù)合泡沫驅(qū)油體系，其特征在于，采用氟碳表面活性劑作為 起泡劑，高分子化合物作為穩(wěn)泡劑，加水制得；以驅(qū)油體系溶液總質(zhì)量為基數(shù)，起泡劑質(zhì)量 濃度0. 01%-0.3%,穩(wěn)泡劑加量為200mg/L-5000mg/L，L是指驅(qū)油體系溶液的總體積，其余 為水。所述的起泡劑為磺基甜菜堿型氟碳表面活性劑、氧化胺型氟碳表面活性劑之一或 組合，或者磺基甜菜堿型氟碳表面活性劑、氧化胺型氟碳表面活性劑之一與α -烯基磺酸 鹽的組合。所述磺基甜菜堿型氟碳表面活性劑(FS)具有如下式I所示的結(jié)構(gòu)
權(quán)利要求
1.氟碳表面活性劑二元復(fù)合泡沫驅(qū)油體系，其特征在于，采用氟碳表面活性劑作為起 泡劑，高分子化合物作為穩(wěn)泡劑，加水制得；以驅(qū)油體系溶液總質(zhì)量為基數(shù)，起泡劑質(zhì)量濃 度0. 01 % -0. 3%，穩(wěn)泡劑加量為200mg/L-5000mg/L，L是指驅(qū)油體系溶液的總體積，其余為 水。所述的起泡劑為磺基甜菜堿型氟碳表面活性劑、氧化胺型氟碳表面活性劑之一或組 合，或者磺基甜菜堿型氟碳表面活性劑、氧化胺型氟碳表面活性劑之一與α -烯基磺酸鹽 的組合；所述磺基甜菜堿型氟碳表面活性劑具有如下式I所示的結(jié)構(gòu)
2.如權(quán)利要求1所述的二元復(fù)合泡沫驅(qū)油體系，其特征在于，起泡劑是磺基甜菜堿型 氟碳表面活性劑與α-烯基磺酸鹽15重量比的組合。
3.如權(quán)利要求1或2所述的二元復(fù)合泡沫驅(qū)油體系，其特征在于，以驅(qū)油體系溶液總質(zhì) 量為基數(shù)，起泡劑濃度是0. 1-0. 25wt%。
4.如權(quán)利要求1或2所述的二元復(fù)合泡沫驅(qū)油體系，其特征在于，以驅(qū)油體系溶液的總 體積計，所述穩(wěn)泡劑加量為500mg/L-3000mg/L。
5.如權(quán)利要求1或2所述的二元復(fù)合泡沫驅(qū)油體系，其特征在于，所述穩(wěn)泡劑為部分水 解聚丙烯酰胺，分子量1000萬-1400萬之間，水解度20-26%。
6.如權(quán)利要求1所述的二元復(fù)合泡沫驅(qū)油體系，其特征在于，所述磺基甜菜堿型氟碳 表面活性劑合成方法如下(1)中間體N- [3- ( 二甲基氨基)-丙基]-全氟磺酰胺的合成取一定量的N，N-二甲基-1，3-丙二胺，溶于適量異丙醚溶劑中，加入帶有磁力攪拌的 250mL三口燒瓶中，在冰水浴中使其溫度降低至5 10°C，邊攪拌邊滴加全氟辛基磺酰氟， 全氟辛基磺酰氟與N，N-二甲基-1，3-丙二胺的摩爾比是1 O. 5 3)，在滴加過程中溫 度保持5 10°C，滴加完畢后，升溫至55-60°C，在此溫度下反應(yīng)5-6小時。反應(yīng)完畢后，加 入IOwt %的鹽酸水溶液進行沖洗，待產(chǎn)物分層后，用分液漏斗進行分離，取上部油相物，在 加熱下減壓蒸餾除去溶劑，用無水乙醇洗滌除去未反應(yīng)完的全氟辛基磺酰氟，然后加熱除去乙醇得到N- [3- ( 二甲基氨基)-丙基]-全氟磺酰胺；(2)中間體2-羥基-3-氯丙磺酸鈉的合成將一定量的亞硫酸氫鈉加入溶解量的 30wt%甲醇水溶液中，在65-70°C攪拌溶解完全后，滴加環(huán)氧氯丙烷，亞硫酸氫鈉與環(huán)氧氯 丙烷的摩爾比是1.15 1，加完后升溫至85°C，反應(yīng)2.5-3小時，倒出后冷卻結(jié)晶，然后用 30wt%甲醇水溶液抽濾，得到白色晶體為產(chǎn)物2-羥基-3-氯丙磺酸鈉；(3)磺基甜菜堿型氟碳表面活性劑的合成將步驟(1)合成的N-[3-( 二甲基氨基)-丙基]-全氟磺酰胺溶于適量異丙醇中，放入 反應(yīng)瓶，加熱60°C溶解，再將步驟( 合成的2-羥基-3-氯丙磺酸鈉溶于蒸餾水加入同一 反應(yīng)瓶中，N- [3- ( 二甲基氨基)-丙基]-全氟磺酰胺與2-羥基-3-氯丙磺酸鈉的摩爾比 是1 (1.1-1. 5)，在85°C下加熱回流2小時，將反應(yīng)體冷卻至50°C加入適量無水碳酸鈉， 在85°C下繼續(xù)加熱反應(yīng)4小時，然后反應(yīng)體倒入燒杯，放在水浴鍋內(nèi)烘干蒸發(fā)至失去流動 性，加入丙酮萃取出產(chǎn)物，即磺基甜菜堿型氟碳表面活性劑。
7.如權(quán)利要求1所述的二元復(fù)合泡沫驅(qū)油體系，其特征在于，所述的氧化胺型氟碳表 面活性劑按以下方法制得先用權(quán)利要求6步驟(1)的方法合成中間體N-[3-( 二甲基氨基)-丙基]-全氟磺酰胺；稱取中間體N-[3-( 二甲基氨基)-丙基]-全氟磺酰胺加入三口燒瓶中，加入適量異 丙醇作為反應(yīng)溶劑，以總?cè)芤嘿|(zhì)量為基數(shù)，加入0. 4-0. 8wt%的檸檬酸鈉和0. 4-0. 8wt%的 乙二胺四乙酸做催化劑，加熱至60°C，保溫2小時后滴加雙氧水，N-[3-( 二甲基氨基)-丙 基]-全氟磺酰胺與雙氧水的摩爾比是1 (1. 1-2. 1)，再升溫至70-80°C，反應(yīng)6小時，反 應(yīng)完畢后冷卻至室溫，蒸發(fā)干燥即得氧化胺氟碳表面活性劑。
8.權(quán)利要求1-7任一項所述氟碳表面活性劑二元復(fù)合泡沫驅(qū)油劑的應(yīng)用，應(yīng)用方法是 將上述氟碳表面活性劑二元復(fù)合泡沫驅(qū)油體系溶液，與氮氣交替注入地層或巖心中，用于 提高原油采收率。
9.如權(quán)利要求1所述的應(yīng)用，其特征在于所述的二元復(fù)合泡沫驅(qū)油體系溶液注入段塞 為 0. 15PV-0. 25PV，氮氣注入段塞 0. 15PV-0. 3PV。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種氟碳表面活性劑二元復(fù)合泡沫驅(qū)油體系，采用氟碳表面活性劑作為起泡劑，高分子化合物作為穩(wěn)泡劑，加水制得；所述的起泡劑為磺基甜菜堿型氟碳表面活性劑、氧化胺型氟碳表面活性劑之一或組合，或者磺基甜菜堿型氟碳表面活性劑、氧化胺型氟碳表面活性劑之一與α-烯基磺酸鹽的組合；所述穩(wěn)泡劑為部分水解聚丙烯酰胺、聚乙烯吡咯烷酮K30、聚乙烯吡咯烷酮K90或羥乙基纖維素。應(yīng)用方法是將氟碳表面活性劑二元復(fù)合泡沫驅(qū)油體系溶液，與氮氣交替注入地層或巖心中，可提高原油采收率。
文檔編號C09K8/594GK102140338SQ201110000288
公開日2011年8月3日 申請日期2011年1月4日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月4日
發(fā)明者仇東旭, 徐超, 王增寶, 王彥玲, 蔣官澄, 鄭晶晶, 金家鋒, 馬莉 申請人:中國石油大學(xué)(華東)