本發(fā)明涉及三次采油技術(shù)領(lǐng)域，更具體地涉及一種具有抗吸附性能的泡沫驅(qū)油劑及其應(yīng)用。
背景技術(shù)：
隨著石油勘探開發(fā)程度的加深，我國大部分油田已經(jīng)進入高含水甚至特高含水開發(fā)階段，如何提高這些老油田的開發(fā)效果，以及如何提高聚合物驅(qū)后油藏的原油采收率，越來越受到人們的關(guān)注和重視。這些油田迫切需要新的三次采油技術(shù)來提高原油的采收率，以增加原油的可采儲量。
低張力泡沫驅(qū)油技術(shù)是現(xiàn)有狀況下最受矚目和最具發(fā)展?jié)摿Φ牟捎托录夹g(shù)，它既能充分挖掘表面活性劑的驅(qū)油潛力，又可利用泡沫的選擇性調(diào)剖提高波及體積，從而使原油采收率得到大幅度的提高。低張力泡沫驅(qū)油技術(shù)無論是在擴大波及體積還是在洗油效率上都要好于聚合物驅(qū)、二元復(fù)合驅(qū)和三元復(fù)合驅(qū)等驅(qū)油技術(shù)。然而，泡沫的遇油不穩(wěn)定、短時間內(nèi)消泡的現(xiàn)象使其難以形成有效封堵，進一步影響泡沫驅(qū)應(yīng)用的成敗。因此，泡沫的耐油穩(wěn)定性，成為了泡沫驅(qū)提高采收率技術(shù)必須解決的難題。
陰/陽離子表面活性劑復(fù)配體系是目前為止唯一一類同時能夠提高泡沫耐油性又能將油水界面張力將至超低水平的泡沫驅(qū)油劑。然而油藏表面往往帶有負電，陰/陽離子表面活性劑復(fù)配體系會因為陽離子表面活性劑的大量吸附損耗而失去效果。
因此，本發(fā)明提出了具有抗吸附性能的泡沫驅(qū)油劑，該泡沫驅(qū)油劑解決了陰/陽離子表面活性劑復(fù)配體系在地層吸附損耗，導(dǎo)致陽離子表面活性劑濃度降低，無法形成耐油泡沫的問題。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的一個目的在于提供一種具有抗吸附性能的泡沫驅(qū)油劑。本發(fā)明提出一種由硫酸鹽表面活性劑與季銨鹽表面活性劑進行復(fù)配得到的具有抗吸附性能的泡沫驅(qū)油劑，具有在石英砂表面吸附損耗少的特點，在地層中可以保持硫酸鹽表面活性劑和季銨鹽表面活性劑的濃度，從而保證泡沫劑發(fā)泡能力強、含油泡沫的穩(wěn)定性好。
本發(fā)明的另一個目的在于提供一種具有抗吸附性能的泡沫驅(qū)油劑的應(yīng)用。
為達到上述第一個目的，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案：
一種具有抗吸附性能的泡沫驅(qū)油劑，通過將硫酸鹽表面活性劑與季銨鹽表面活性劑進行混合復(fù)配得到；所述硫酸鹽表面活性劑與季銨鹽表面活性劑的質(zhì)量濃度比為1～50:1；所述硫酸鹽表面活性劑的質(zhì)量濃度為0.1～100‰。其中硫酸鹽表面活性劑與季銨鹽表面活性劑通過靜電引力結(jié)合產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng)，在界面上形成緊密排列的吸附膜，可以增強泡沫在含油條件下的穩(wěn)定性。然而季銨鹽等陽離子表面活性劑在地層有強烈的吸附損耗，而硫酸鹽表面活性劑能夠束縛陽離子表面活性劑，避免其在地層中表面的吸附。改變?nèi)魏我环N活性劑，或者額外添加任何一種試劑，都會減弱或破壞硫酸鹽表面活性劑與季銨鹽表面活性劑的協(xié)同作用，造成得到的泡沫驅(qū)油劑在地層吸附損耗。
優(yōu)選地，所述硫酸鹽表面活性劑選自以下表面活性劑中的一種或幾種：
a)烷基醇聚氧乙烯醚硫酸鹽
R1O(CH2CH2O)nR2OSO3M
b)烷基硫酸鹽
ROSO3M
其中，R1為C8～C24的烷基；R2為CH2或CH2CH2；n為3～20中的任一整數(shù)；M選自Na+、K+、Ca2+、Mg2+、NH4+中的一種或幾種；R為C8～C24的飽和脂肪基。
優(yōu)選地，所述季銨鹽表面活性劑選自以下表面活性劑中的一種或幾種：
R3N+(CH3)3X-
其中，R3為C8～C18的烷基，X為Cl或Br。
為達到上述第二個目的，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案：
一種具有抗吸附性能的泡沫驅(qū)油劑在三次采油中的應(yīng)用。
本發(fā)明對具有抗吸附性能的泡沫驅(qū)油劑進行了抗吸附性能測試，測試方法采用《泡沫性能評價方法及穩(wěn)定性影響因素綜述》(王琦,習(xí)海玲等.化學(xué)工業(yè)與工程技術(shù).2007,28(2):25-30)中的氣流法泡沫儀分別對吸附和未吸附的驅(qū)油泡沫劑溶液進行測定：
測定過程為：
步驟1：將氣流法泡沫儀的進水口和出水口與恒溫儀相連，開動恒溫儀進行50℃水浴恒溫30分鐘以上；
步驟2：配制泡沫劑溶液，取50mL本發(fā)明的具有抗吸附性能的泡沫驅(qū)油劑，加入勝利油田二區(qū)原油，超聲分散30分鐘得到油水混合液，然后將油水混合液倒入氣流法泡沫儀中，再進行50℃恒溫10分鐘；
步驟3：用蠕動泵恒速(10mL/s)從氣流法泡沫儀的下部通空氣(或氮氣)20秒，記錄20秒后的泡沫體積V0(mL)作為泡沫劑發(fā)泡能力的量度；
步驟4：記錄泡沫體積衰減到原來的一半(1/2V0)時所需的時間，為泡沫的半衰期t1/2。含油條件下泡沫半衰期作為評價含油泡沫穩(wěn)定性的指標。
步驟5：取300mL泡沫劑溶液，與80～100目的石英砂按照液固質(zhì)量比3:1混合，在80℃的恒溫水浴振蕩器中吸附24小時。過濾，取50mL上層清液重復(fù)步驟1-4，記錄與石英砂混合吸附后的泡沫劑所形成的含油泡沫的半衰期t1/2。
本發(fā)明意外的發(fā)現(xiàn)，采用硫酸鹽表面活性劑與季銨鹽表面活性劑進行混合復(fù)配得到的具有抗吸附性能的泡沫驅(qū)油劑，與石英砂混合吸附后的泡沫劑溶液所形成的含油泡沫的半衰期，與未與石英砂進行混合吸附的泡沫劑溶液所形成的含油泡沫半衰期相當，且均大于60分鐘，證明本發(fā)明所提出的泡沫驅(qū)油劑解決了現(xiàn)有陰/陽離子表面活性劑復(fù)配體系抗吸附性能差，泡沫性能下降的問題，而不具備抗吸附性的泡沫劑溶液，其吸附后溶液發(fā)泡性能、含油泡沫穩(wěn)定性顯著下降，半衰期一般不超過10分鐘。
本發(fā)明的有益效果如下：
(1)本發(fā)明提出的具有抗吸附性能的泡沫驅(qū)油劑具有在石英砂表面吸附損耗少的特點，在地層中可以保持硫酸鹽表面活性劑和季銨鹽表面活性劑的濃度，從而保證泡沫劑發(fā)泡能力強、含油泡沫的穩(wěn)定性好。
(2)本發(fā)明提出的具有抗吸附性能的泡沫驅(qū)油劑在與石英砂混合吸附后，含油泡沫的半衰期與未吸附溶液所形成的含油泡沫半衰期幾乎相同，均長達60分鐘以上，解決了現(xiàn)有陰/陽離子表面活性劑復(fù)配體系抗吸附性能差，泡沫性能下降的問題。
(3)本發(fā)明提出的具有抗吸附性能的泡沫驅(qū)油劑可用于油田的三次采油中，提高原油的采收率。
具體實施方式
為了更清楚地說明本發(fā)明，下面結(jié)合優(yōu)選實施例對本發(fā)明做進一步的說明。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當理解，下面所具體描述的內(nèi)容是說明性的而非限制性的，不應(yīng)以此限制本發(fā)明的保護范圍。
實施例1
配制一種含有具有抗吸附性能的泡沫驅(qū)油劑的水溶液，其中十二烷基硫酸鈉的質(zhì)量濃度為1.0‰，十二烷基三甲基溴化銨的質(zhì)量濃度為1.0‰(硫酸鈉表面活性劑的質(zhì)量濃度:季銨鹽表面活性劑的質(zhì)量濃度＝1:1)。
實施例2
配制一種含有具有抗吸附性能的泡沫驅(qū)油劑的水溶液，其中十二烷基聚氧乙烯醚硫酸鈉的質(zhì)量濃度為2.0‰，十二烷基硫酸鉀3.0‰，十二烷基三甲基溴化銨的質(zhì)量濃度為0.1‰(硫酸鈉表面活性劑的質(zhì)量濃度:季銨鹽表面活性劑的質(zhì)量濃度＝50:1)。
實施例3
配制一種含有具有抗吸附性能的泡沫驅(qū)油劑的水溶液，其中十四烷基聚氧乙烯醚硫酸鉀的質(zhì)量濃度為2.0‰，十六烷基三甲基氯化銨的質(zhì)量濃度為0.5‰(硫酸鈉表面活性劑的質(zhì)量濃度:季銨鹽表面活性劑的質(zhì)量濃度＝20:1)。
實施例4
配制一種含有具有抗吸附性能的泡沫驅(qū)油劑的水溶液，其中十八烷基硫酸鈉的質(zhì)量濃度為3.0‰，十二烷基三甲基氯化銨的質(zhì)量濃度為0.5‰，十六烷基三甲基氯化銨的質(zhì)量濃度為0.5‰(硫酸鈉表面活性劑的質(zhì)量濃度:季銨鹽表面活性劑的質(zhì)量濃度＝30:1)。
實施例5
配制一種含有具有抗吸附性能的泡沫驅(qū)油劑的水溶液，其中十烷基硫酸鉀的質(zhì)量濃度為0.1‰，十二烷基三甲基溴化銨的質(zhì)量濃度為0.1‰(硫酸鈉表面活性劑的質(zhì)量濃度:季銨鹽表面活性劑的質(zhì)量濃度＝1:1)。
實施例6
配制一種含有具有抗吸附性能的泡沫驅(qū)油劑的水溶液，其中二十四烷基聚氧乙烯醚硫酸鈉的質(zhì)量濃度為1.0‰，十八烷基硫酸鈉的質(zhì)量濃度為1.0‰，十八烷基三甲基氯化銨的質(zhì)量濃度為0.2‰(硫酸鈉表面活性劑的質(zhì)量濃度:季銨鹽表面活性劑的質(zhì)量濃度＝10:1)。
實施例7
配制一種含有具有抗吸附性能的泡沫驅(qū)油劑的水溶液，其中十二烷基聚氧乙烯醚硫酸鈉的質(zhì)量濃度為2.0‰，十四烷基三甲基氯化銨的質(zhì)量濃度為1.0‰(硫酸鈉表面活性劑的質(zhì)量濃度:季銨鹽表面活性劑的質(zhì)量濃度＝2:1)。
實施例8
配制一種含有具有抗吸附性能的泡沫驅(qū)油劑的水溶液，其中十六烷基硫酸鈉的質(zhì)量濃度為2.0‰，十四烷基三甲基溴化銨的質(zhì)量濃度為0.5‰，(硫酸鈉表面活性劑的質(zhì)量濃度:季銨鹽表面活性劑的質(zhì)量濃度＝4:1)。
對比例1
配制一種含有泡沫驅(qū)油劑的水溶液，其中十二烷基磺酸鈉的質(zhì)量濃度為2.0‰，十二烷基三甲基溴化銨的質(zhì)量濃度為1.0‰，(磺酸鹽表面活性劑的質(zhì)量濃度：季銨鹽表面活性劑的質(zhì)量濃度＝2:1)。
對比例2
配制一種含有泡沫驅(qū)油劑的水溶液，其中十二酸鈉的質(zhì)量濃度為2.0‰，十二烷基三甲基溴化銨的質(zhì)量濃度為1.0‰，(羧酸鹽表面活性劑的質(zhì)量濃度：季銨鹽表面活性劑的質(zhì)量濃度＝2:1)。
對比例3
配制一種含有泡沫驅(qū)油劑的水溶液，其中十二烷基硫酸鈉的質(zhì)量濃度為2.0‰，十二烷基三甲基溴化銨的質(zhì)量濃度為1.0‰，(羧酸鹽表面活性劑的質(zhì)量濃度：季銨鹽表面活性劑的質(zhì)量濃度＝2:1)，乙醇的質(zhì)量濃度0.5‰。
實施例9
對制備得到的含有泡沫驅(qū)油劑的水溶液進行性能測試，測試方法采用《泡沫性能評價方法及穩(wěn)定性影響因素綜述》(王琦,習(xí)海玲等.化學(xué)工業(yè)與工程技術(shù).2007,28(2):25-30)中所述方法：
取具有泡沫驅(qū)油劑的水溶液50mL，加入勝利油田二區(qū)原油0.5g，超聲分散30分鐘得到油水混合液，然后將油水混合液倒入氣流法泡沫儀中，50℃恒溫10分鐘；用蠕動泵恒速(10mL/s)從氣流法泡沫儀的下部通空氣20秒，測試發(fā)泡體積和半衰期。
取具有泡沫驅(qū)油劑的水溶液300mL，與100g 80～100目的石英砂混合，在80℃的恒溫水浴振蕩器中吸附24小時。過濾，取50mL上層清液重復(fù)上述含油泡沫的性能測試。
測試結(jié)果如表1：
表1含油泡沫性能測試
從該表可以看出，采用硫酸鹽表面活性劑與季銨鹽表面活性劑進行混合復(fù)配得到的具有抗吸附性能的泡沫驅(qū)油劑，與石英砂混合吸附后的泡沫劑溶液所形成的含油泡沫的半衰期，與未與石英砂進行混合吸附的泡沫劑溶液所形成的含油泡沫半衰期相當，且均大于60分鐘，證明本發(fā)明所提出的泡沫驅(qū)油劑解決了現(xiàn)有陰/陽離子表面活性劑復(fù)配體系抗吸附性能差，泡沫性能下降的問題，而不具備抗吸附性的泡沫劑溶液，如對比例1、2和3，改變?nèi)魏我环N活性劑，或者額外添加任何一種試劑，都會減弱或破壞硫酸鹽表面活性劑與季銨鹽表面活性劑的協(xié)同作用，使得到的泡沫驅(qū)油劑吸附后溶液發(fā)泡性能、含油泡沫穩(wěn)定性顯著下降，半衰期一般不超過10分鐘。
結(jié)論：本發(fā)明通過大量實驗證明，硫酸鹽表面活性劑與季銨鹽表面活性劑之間相互配合，協(xié)同作用，使得到的泡沫驅(qū)油劑的抗吸附性能最優(yōu)，改變?nèi)魏我环N活性劑，或者額外添加任何一種試劑，都會使得泡沫驅(qū)油劑的抗吸附性能有不同程度的減弱。本發(fā)明的泡沫驅(qū)油劑解決了陰/陽離子表面活性劑復(fù)配體系在地層吸附損耗，導(dǎo)致陽離子表面活性劑濃度降低，無法形成耐油泡沫的問題，可用于油田的三次采油中，提高原油的采收率。
顯然，本發(fā)明的上述實施例僅僅是為清楚地說明本發(fā)明所作的舉例，而并非是對本發(fā)明的實施方式的限定，對于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動，這里無法對所有的實施方式予以窮舉，凡是屬于本發(fā)明的技術(shù)方案所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處于本發(fā)明的保護范圍之列。