一种润湿剂及其在二元复合驱三次采油中的应用.pdf

摘要
申请专利号：	CN201010223021.1	申请日：	20100712
公开号：	CN101892040B	公开日：	20130508
当前法律状态：		有效性：	有效
法律详情：
IPC分类号：	C09K8/584	主分类号：	C09K8/584
申请人：	孙安顺
发明人：	孙安顺
地址：	163311 黑龙江省大庆市萨尔图区新村纬三路82号
优先权：	CN201010223021A
专利代理机构：	大庆禹奥专利事务所	代理人：	朱士文;杨晓梅
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内容摘要

一种润湿剂及其在二元复合驱三次采油中的应用。该润湿剂包括下列组分，各组分按质量百分比计：磺基酰胺甜菜碱13％～33％，烷基酰胺羟磺基酰胺甜菜碱7％～17％，磺酸型咪唑啉6％～19％，脂肪醇聚氧乙烯醚0.5％～7％，聚氧乙烯失水山梨醇单油酸脂0.5％～3％，聚氧乙烯烷基胺0.3％～1.7％，脂肪酸甲酯乙氧基化物0.3％～1.3％，助乳化剂1％～7％，余量为水。由该方法制备的润湿剂，在二元复合驱过程中使亲油油层转变为强水湿油层，可以大大提高油层采收率。二元复合驱采油时，储层由亲油向亲水转化，最终采收率可提高10.47％。

权利要求书

1.一种润湿剂，该润湿剂包括下列组分，各组分按质量百分比计：磺基酰胺甜菜碱13％～33％，烷基酰胺羟磺基酰胺甜菜碱7％～17％，磺酸型咪唑啉6％～19％，脂肪醇聚氧乙烯醚0.5％～7％，聚氧乙烯失水山梨醇单油酸酯0.5％～3％，聚氧乙烯烷基胺0.3％～1.7％，脂肪酸甲酯乙氧基化物0.3％～1.3％，助润湿剂1％～7％，余量为水。 2.根据权利要求1所述的润湿剂，其特征在于：助润湿剂由乙二醇甲酸酯和甘油单油酸酯组成，其质量比为(1～4)∶1。 3.权利要求1所述的润湿剂应用在二元复合驱三次采油中。

说明书

技术领域：

本发明涉及油田采油领域一种润湿剂及其在二元复合驱三次采油中的应用。

背景技术：

随转全球经济的飞速发展，能源的需求与日俱增，对石油的依赖也越来越强。当前国内大部分油田相继进入高含水后期，在不可能迅速发现新的大整装油田情况下，提高现有油田残余的采出程度是当前行之有效的措施。提高采收率根本思路源自公式：Pc＝2σcosθ/γ，在毛管数γ一定情况下，降低界面张力σ和润湿角θ。是实现提高采收率的两途径。

从上世纪八十年代以来，陆续出现了许多提高采收率的方法，如碱水驱、表活剂驱、气驱、聚合物驱、二元复合驱、泡沫复合驱等等，研究方向主要从降低驱替介质一水与原油间界而张力σ，降低毛管力Pc，提高洗油效率。而油藏润湿性θ。作为油藏界面现象的一个重要参数，对原油的采出程度起着决定性作用，但由于油藏润湿性非常复杂，从改变润湿角度提高采收率的研究开展还不是很多。近年来，大量的室内研究开始围绕中间润湿和偏水湿而展开。提出了润湿指数与采收率的关系，并指出强水湿岩样可获得较高的驱油效率。经大量室内研究得出，当润湿性从中间水湿或偏水湿向接近向或强水湿转化时，原油/二元复合驱体系/岩石系统的二元复合驱油效率增加，在接近强水湿时获得最高水驱油效率。所润湿性类型中，强水湿或中间润湿对于二元复合驱油最有利；而对于油湿地层，若在二元复合驱过程中添加润湿剂预处理地层，使亲油油层转变为强水湿油层，则可以大大提高油层采收率。

发明内容：

本发明的目的是提供一种润湿剂及其在二元复合驱三次采油中的应用，由该方法制备的润湿剂，在二元复合驱过程中使亲油油层转变为强水湿油层，可以大大提高油层采收率。二元复合驱采油时，储层由亲油向亲水转化，最终采收率可提高10.47％。

本发明所采用的技术方案是：该润湿剂包括下列组分，各组分按质量百分比计：磺基酰胺甜菜碱13％～33％，烷基酰胺羟磺基酰胺甜菜碱7％～17％，磺酸型咪唑啉6％～19％，脂肪醇聚氧乙烯醚0.5％～7％，聚氧乙烯失水山梨醇单油酸脂0.5％～3％，聚氧乙烯烷基胺0.3％～ 1.7％，脂肪酸甲酯乙氧基化物0.3％～1.3％，助乳化剂1％～7％，余量为水。

上述的助润湿剂由乙二醇甲酸脂和甘油单油酸酯组成，其质量比为(1～4)∶1。

上述的润湿剂应用在二元复合驱三次采油中。

上述方案的磺基酰胺甜菜碱购自大庆高新区华龙祥化工有限公司，型号为hlx02，本品具有优良的溶解性和配伍性，优良的发泡性和显著的增稠性，低刺激性和杀菌性，配伍使用能显著提高产品的柔软、调理和低温稳定性，具有比CAB更优良的抗硬水性、抗静电性及生物降解性，具有良好的起泡效果，主要作用就是作为降粘剂、驱油剂和泡沫剂，充分利用其表面活性，浸润、渗透、剥离含油泥浆中的原油，提高三采采收率，加入本产品可提高产品的润湿性；烷基酰胺羟磺基甜菜碱购自大庆高新区华龙祥化工有限公司，型号为hlx04，本品除了有优良的溶解性和配伍性，优良的发泡性和显著的增稠性，低刺激性和杀菌性的优点外，其钙皂分散性、水溶性、临界胶束浓度等性能均较优，可以改善产品的整体性能；磺酸型咪唑啉购自大庆高新区华龙祥化工有限公司工业级hlx02，本品为琥珀色液体，有良好的洗涤性、润湿性和发泡性能；脂肪醇聚氧乙烯醚购自临沂市盈兆化工有限公司，型号为AEO-9，含量为99.95％，本品具有去污、脱脂和缩绒、润湿等性能；聚氧乙烯失水山梨醇单油酸脂购自大庆高新区华龙祥化工有限公司，型号为hlx14，本产品用作非离子型乳化剂、润湿剂、渗透剂；聚氧乙烯烷基胺购自无锡梁溪精细化工有限公司工业级(97％)，本产品在浓度很低时，就能显著降低水的表面张力，当达到一定浓度(临界胶束浓度cmc)后，即可缔合形成胶团，从而具有润湿或抗黏、乳化或破乳、起泡或消泡性能；脂肪酸甲酯乙氧基化物购自辛集市金瑞生物化工有限公司工业级(96％)，性能如表面张力、 cmc、润湿力、浊点等与醇醚相当；而其他性能则优于醇醚，如水溶速度快，易于配成液体产品，消泡速度快，易于漂洗，尤其适合工业清洗，对油脂增溶能力强，特别适合硬表面清洗；乙二醇甲酸脂购自济南谷德化工有限公司工业级，用于调节产品HLB值；甘油单油酸酯购自江苏海安石油化工厂工业级，本品可用作软化剂和润滑剂，用于矿物油的润滑改性。

本发明的制备：将两性离子表面活性剂、非离子表面活性剂、助润湿剂、水按其重量比的份数加入到带搅拌的容器中，加热低速搅拌加热使其溶化并混合均匀。再升温至70℃～75℃搅拌20min。经冷却后即得本发明的润湿剂。

本发明的有益效果是：由该方法制备的润湿剂，在二元复合驱过程中使亲油油层转变为强水湿油层，可以大大提高油层采收率。二元复合驱采油时，储层由亲油向亲水转化，最终采收率可提高10.47％。另外本发明的润湿剂水溶性好，制备所需设备简单，工艺条件易于操作，生产成本较低。

具体实施方式：

下面结合实施例对本发明作进一步说明：下述实验中各组分的百分比按质量百分比计.

实施例1：磺基酰胺甜菜碱23％、烷基酰胺羟磺基酰胺甜菜碱17％磺酸型咪唑啉15.5％、脂肪醇聚氧乙烯醚1％、聚氧乙烯失水山梨醇单油酸脂0.5％、聚氧乙烯烷基胺0.7％、脂肪酸甲酯乙氧基化物0.3％乙二醇脂为1.5％、甘油酯1.5％，蒸馏水39％，加热温70℃搅拌时间20min 条件下及得到润湿剂。

实施例2：磺基酰胺甜菜碱13％、烷基酰胺羟磺基酰胺甜菜碱7％磺酸型咪唑啉6％、脂肪醇聚氧乙烯醚7％、聚氧乙烯失水山梨醇单油酸脂3％、聚氧乙烯烷基胺1.7％、脂肪酸甲酯乙氧基化物1.3％乙二醇脂为5.5％、甘油酯1.5％，蒸馏水54％，加热温70℃搅拌时间20min 条件下及得到润湿剂。

实施例3：磺基酰胺甜菜碱33％、烷基酰胺羟磺基酰胺甜菜碱17％磺酸型咪唑啉19％、脂肪醇聚氧乙烯醚0.5％、聚氧乙烯失水山梨醇单油酸脂0.4％、聚氧乙烯烷基胺0.3％、脂肪酸甲酯乙氧基化物0.3％乙二醇脂为0.6％、甘油酯0.4％，蒸馏水28.5％，加热温70℃搅拌时间 20min条件下及得到润湿剂。

将石英、灰岩片切成长为3cm、宽为1.5cm、厚为0.5cm的试片，使用金相砂纸磨光试片。石英是砂岩的主要成分，可以代表砂岩，原始润湿性为中等偏水湿，灰岩代表碳酸盐岩，原始润湿性接近中性。

将试片放入稀释后的原油中，在常温下浸泡两个月。取出浸泡试片，分别水平放人盛有清洁煤油的容器中。用注射器注一小滴水于试片上，待水滴稳定后打开光源，调节聚光镜，使光线照射水滴，移动成像屏幕，直至屏幕上出现清晰的水滴图像为止。然后使用数码相机拍摄图像，用计算机软件处理水滴图片，测定接触角。

采用光学投影法测量在不同的润湿剂作用时间下，水滴在石英和灰岩试片上接触角的变化情况。

石英和灰岩试片经过润湿剂溶液作用后，试片上水滴高度逐渐变小，长度逐渐增大，接触角逐渐变小(表1)。表明试片亲水性增强，亲油性减弱并且作用时间越长，水滴高度越小，长度越大。定义接触角降低率为润湿剂溶液作用60min后的接触角变化占作用前接触角的百分比。润湿剂与石英试片作用后，润湿剂分子附在石英试片表面上，可以在很短的时间内改变石英试片表面的润湿性而对于灰岩试片的润湿性则变化比较慢。

不同润湿剂溶液与石英和灰岩试片作用前后接触角的变化表1

假设岩石的毛管半径为1μm，油水界面张力为40mN/m，计算润湿剂溶液作用前后的毛管力(表2)。生物酶溶液的作用使接触角减小，对于水湿油藏可以增加水驱油毛管动力，对于油湿油藏可以减少水驱油毛管阻力，大大增加了毛细管中剩余油的启动、聚集和运移速度，可以更快地驱出毛细管中的剩余油。

润湿剂溶液作用前后毛管力变化表2

注表中负值表示毛管力为水驱油阻力

资源描述

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1、(10)授权公告号 CN 101892040 B (45)授权公告日 2013.05.08 CN 101892040 B *CN101892040B* (21)申请号 201010223021.1 (22)申请日 2010.07.12 C09K 8/584(2006.01) (73)专利权人孙安顺地址 163311 黑龙江省大庆市萨尔图区新村纬三路 82 号 (72)发明人孙安顺 (74)专利代理机构大庆禹奥专利事务所 23208 代理人朱士文杨晓梅 CN 101745343 A,2010.06.23, 说明书第 4-91 段 . CN 101665685 A,2010.03.1。

2、0,说明书第1页末段至第 7 页末段 . US 20090264598 A1,2009.10.22, 说明书第 39-189 段 . CN 1814692 A,2006.08.09,说明书第1页第 5 段至第 4 页末段 . (54) 发明名称一种润湿剂及其在二元复合驱三次采油中的应用 (57) 摘要一种润湿剂及其在二元复合驱三次采油中的应用。该润湿剂包括下列组分，各组分按质量百分比计：磺基酰胺甜菜碱 13 33，烷基酰胺羟磺基酰胺甜菜碱 7 17，磺酸型咪唑啉 6 19，脂肪醇聚氧乙烯醚 0.5 7，聚氧乙烯失水山梨醇单油酸脂 0.5 3，聚氧乙烯烷基胺 0。

3、.3 1.7，脂肪酸甲酯乙氧基化物 0.31.3，助乳化剂17，余量为水。由该方法制备的润湿剂，在二元复合驱过程中使亲油油层转变为强水湿油层，可以大大提高油层采收率。二元复合驱采油时，储层由亲油向亲水转化，最终采收率可提高 10.47。 (51)Int.Cl. (56)对比文件审查员岳瑞娟权利要求书 1 页说明书 4 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利权利要求书1页说明书4页 (10)授权公告号 CN 101892040 B CN 101892040 B *CN101892040B* 1/1 页 2 1. 一种润湿剂，该润湿剂包括下。

4、列组分，各组分按质量百分比计：磺基酰胺甜菜碱 13 33，烷基酰胺羟磺基酰胺甜菜碱 7 17，磺酸型咪唑啉 6 19，脂肪醇聚氧乙烯醚 0.5 7，聚氧乙烯失水山梨醇单油酸酯 0.5 3，聚氧乙烯烷基胺 0.3 1.7，脂肪酸甲酯乙氧基化物 0.3 1.3，助润湿剂 1 7，余量为水。 2. 根据权利要求 1 所述的润湿剂，其特征在于：助润湿剂由乙二醇甲酸酯和甘油单油酸酯组成，其质量比为 (1 4) 1。 3. 权利要求 1 所述的润湿剂应用在二元复合驱三次采油中。权利要求书 CN 101892040 B 1/4 页 3 一种润湿剂及其在二元复合驱三。

5、次采油中的应用技术领域： 0001 本发明涉及油田采油领域一种润湿剂及其在二元复合驱三次采油中的应用。背景技术： 0002 随转全球经济的飞速发展，能源的需求与日俱增，对石油的依赖也越来越强。当前国内大部分油田相继进入高含水后期，在不可能迅速发现新的大整装油田情况下，提高现有油田残余的采出程度是当前行之有效的措施。提高采收率根本思路源自公式： Pc 2cos/，在毛管数一定情况下，降低界面张力和润湿角。是实现提高采收率的两途径。 0003 从上世纪八十年代以来，陆续出现了许多提高采收率的方法，如碱水驱、表活剂驱、气驱、聚合物驱、二元复合驱、泡沫。

6、复合驱等等，研究方向主要从降低驱替介质一水与原油间界而张力，降低毛管力 Pc，提高洗油效率。而油藏润湿性。作为油藏界面现象的一个重要参数，对原油的采出程度起着决定性作用，但由于油藏润湿性非常复杂，从改变润湿角度提高采收率的研究开展还不是很多。近年来，大量的室内研究开始围绕中间润湿和偏水湿而展开。提出了润湿指数与采收率的关系，并指出强水湿岩样可获得较高的驱油效率。经大量室内研究得出，当润湿性从中间水湿或偏水湿向接近向或强水湿转化时，原油 / 二元复合驱体系 / 岩石系统的二元复合驱油效率增加，在接近强水湿时获得最高水驱油效率。所润湿性类型中，强水湿或中间润。

7、湿对于二元复合驱油最有利；而对于油湿地层，若在二元复合驱过程中添加润湿剂预处理地层，使亲油油层转变为强水湿油层，则可以大大提高油层采收率。发明内容： 0004 本发明的目的是提供一种润湿剂及其在二元复合驱三次采油中的应用，由该方法制备的润湿剂，在二元复合驱过程中使亲油油层转变为强水湿油层，可以大大提高油层采收率。二元复合驱采油时，储层由亲油向亲水转化，最终采收率可提高 10.47。 0005 本发明所采用的技术方案是：该润湿剂包括下列组分，各组分按质量百分比计：磺基酰胺甜菜碱1333，烷基酰胺羟磺基酰胺甜菜碱717，磺酸型咪唑啉6 19，脂肪醇聚。

8、氧乙烯醚 0.5 7，聚氧乙烯失水山梨醇单油酸脂 0.5 3，聚氧乙烯烷基胺 0.3 1.7，脂肪酸甲酯乙氧基化物 0.3 1.3，助乳化剂 1 7，余量为水。 0006 上述的助润湿剂由乙二醇甲酸脂和甘油单油酸酯组成，其质量比为 (1 4) 1。 0007 上述的润湿剂应用在二元复合驱三次采油中。 0008 上述方案的磺基酰胺甜菜碱购自大庆高新区华龙祥化工有限公司，型号为 hlx02，本品具有优良的溶解性和配伍性，优良的发泡性和显著的增稠性，低刺激性和杀菌性，配伍使用能显著提高产品的柔软、调理和低温稳定性，具有比 CAB 更优良的抗硬水性、抗静电性及生物降。

9、解性，具有良好的起泡效果，主要作用就是作为降粘剂、驱油剂和泡沫剂，充分利说明书 CN 101892040 B 2/4 页 4 用其表面活性，浸润、渗透、剥离含油泥浆中的原油，提高三采采收率，加入本产品可提高产品的润湿性；烷基酰胺羟磺基甜菜碱购自大庆高新区华龙祥化工有限公司，型号为 hlx04，本品除了有优良的溶解性和配伍性，优良的发泡性和显著的增稠性，低刺激性和杀菌性的优点外，其钙皂分散性、水溶性、临界胶束浓度等性能均较优，可以改善产品的整体性能；磺酸型咪唑啉购自大庆高新区华龙祥化工有限公司工业级 hlx02，本品为琥珀色液体，有良好。

10、的洗涤性、润湿性和发泡性能；脂肪醇聚氧乙烯醚购自临沂市盈兆化工有限公司，型号为 AEO-9，含量为 99.95，本品具有去污、脱脂和缩绒、润湿等性能；聚氧乙烯失水山梨醇单油酸脂购自大庆高新区华龙祥化工有限公司，型号为 hlx14，本产品用作非离子型乳化剂、润湿剂、渗透剂；聚氧乙烯烷基胺购自无锡梁溪精细化工有限公司工业级 (97 )，本产品在浓度很低时，就能显著降低水的表面张力，当达到一定浓度(临界胶束浓度cmc)后，即可缔合形成胶团，从而具有润湿或抗黏、乳化或破乳、起泡或消泡性能；脂肪酸甲酯乙氧基化物购自辛集市金瑞生物化工有限公司工业级。

11、 (96 )，性能如表面张力、 cmc、润湿力、浊点等与醇醚相当；而其他性能则优于醇醚，如水溶速度快，易于配成液体产品，消泡速度快，易于漂洗，尤其适合工业清洗，对油脂增溶能力强，特别适合硬表面清洗；乙二醇甲酸脂购自济南谷德化工有限公司工业级，用于调节产品 HLB 值；甘油单油酸酯购自江苏海安石油化工厂工业级，本品可用作软化剂和润滑剂，用于矿物油的润滑改性。 0009 本发明的制备：将两性离子表面活性剂、非离子表面活性剂、助润湿剂、水按其重量比的份数加入到带搅拌的容器中，加热低速搅拌加热使其溶化并混合均匀。再升温至 70 75搅拌 20。

12、min。经冷却后即得本发明的润湿剂。 0010 本发明的有益效果是：由该方法制备的润湿剂，在二元复合驱过程中使亲油油层转变为强水湿油层，可以大大提高油层采收率。二元复合驱采油时，储层由亲油向亲水转化，最终采收率可提高10.47。另外本发明的润湿剂水溶性好，制备所需设备简单，工艺条件易于操作，生产成本较低。具体实施方式： 0011 下面结合实施例对本发明作进一步说明：下述实验中各组分的百分比按质量百分比计 . 0012 实施例 1 ：磺基酰胺甜菜碱 23、烷基酰胺羟磺基酰胺甜菜碱 17磺酸型咪唑啉 15.5、脂肪醇聚氧乙烯醚 1、聚氧乙烯失水山梨醇单。

13、油酸脂 0.5、聚氧乙烯烷基胺 0.7、脂肪酸甲酯乙氧基化物0.3乙二醇脂为1.5、甘油酯1.5，蒸馏水39，加热温 70搅拌时间 20min 条件下及得到润湿剂。 0013 实施例 2 ：磺基酰胺甜菜碱 13、烷基酰胺羟磺基酰胺甜菜碱 7磺酸型咪唑啉 6、脂肪醇聚氧乙烯醚 7、聚氧乙烯失水山梨醇单油酸脂 3、聚氧乙烯烷基胺 1.7、脂肪酸甲酯乙氧基化物1.3乙二醇脂为5.5、甘油酯1.5，蒸馏水54，加热温70搅拌时间 20min 条件下及得到润湿剂。 0014 实施例 3 ：磺基酰胺甜菜碱 33、烷基酰胺羟磺基酰胺甜菜碱 17磺酸型咪唑啉 19、脂肪。

14、醇聚氧乙烯醚 0.5、聚氧乙烯失水山梨醇单油酸脂 0.4、聚氧乙烯烷基胺 0.3、脂肪酸甲酯乙氧基化物0.3乙二醇脂为0.6、甘油酯0.4，蒸馏水28.5，加热温 70搅拌时间 20min 条件下及得到润湿剂。说明书 CN 101892040 B 3/4 页 5 0015 将石英、灰岩片切成长为 3cm、宽为 1.5cm、厚为 0.5cm 的试片，使用金相砂纸磨光试片。石英是砂岩的主要成分，可以代表砂岩，原始润湿性为中等偏水湿，灰岩代表碳酸盐岩，原始润湿性接近中性。 0016 将试片放入稀释后的原油中，在常温下浸泡两个月。取出浸泡试片，分别水平放人。

15、盛有清洁煤油的容器中。用注射器注一小滴水于试片上，待水滴稳定后打开光源，调节聚光镜，使光线照射水滴，移动成像屏幕，直至屏幕上出现清晰的水滴图像为止。然后使用数码相机拍摄图像，用计算机软件处理水滴图片，测定接触角。 0017 采用光学投影法测量在不同的润湿剂作用时间下，水滴在石英和灰岩试片上接触角的变化情况。 0018 石英和灰岩试片经过润湿剂溶液作用后，试片上水滴高度逐渐变小，长度逐渐增大，接触角逐渐变小 ( 表 1)。表明试片亲水性增强，亲油性减弱并且作用时间越长，水滴高度越小，长度越大。定义接触角降低率为润湿剂溶液作用 60min 后的接触角变化占。

16、作用前接触角的百分比。润湿剂与石英试片作用后，润湿剂分子附在石英试片表面上，可以在很短的时间内改变石英试片表面的润湿性而对于灰岩试片的润湿性则变化比较慢。 0019 不同润湿剂溶液与石英和灰岩试片作用前后接触角的变化表 1 0020 0021 假设岩石的毛管半径为 1m，油水界面张力为 40mN/m，计算润湿剂溶液作用前后的毛管力 ( 表 2)。生物酶溶液的作用使接触角减小，对于水湿油藏可以增加水驱油毛管动力，对于油湿油藏可以减少水驱油毛管阻力，大大增加了毛细管中剩余油的启动、聚集和运移速度，可以更快地驱出毛细管中的剩余油。 0022 润湿剂溶液作用前后毛管力变化表 2 0023 说明书 CN 101892040 B 4/4 页 6 0024 注表中负值表示毛管力为水驱油阻力说明书 CN 101892040 B 。

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