论文部分内容阅读
化学复合驱是国内高含水老油田稳产增产最有效技术之一,为油田产量稳定做出重要贡献。然而,含碱复合驱应用中,碱引起的地层伤害、油井结垢、举升困难、产出液破乳困难等副作用增加了采油技术难度和操作成本。表面活性剂/聚合物二元驱是在三元复合驱基础上发展起来的又一提高采收率技术,不加碱可有效保持聚合物黏弹性并降低综合成本。不过,无碱驱油用表面活性剂需具有较高界面性能,目前大多处于室内合成评价阶段,产品研发滞后于现场试验需求。无碱表面活性剂需具有足够大的亲油基以实现无碱超低,但碳数过大溶解性很差又无法使用。无碱剂设计时需考虑“长碳链”与“水溶性”间矛盾。文献调研表明,亲油基上引入双键、支链化亲油基可提高表面活性剂的临界胶束浓度,从而增加溶解性。本研究以油酸、花生油酸、芥酸、混合脂肪酸和9-二甲苯基-十八酸5种长链不饱和脂肪酸和支链合成酸为原料,通过酰胺化、季铵化两步反应合成了 5个脂肪酸酰胺丙基羧基甜菜碱(依次为OBC,PBC,EBC,MBC和XBC)。对甜菜碱OBC进行了原料优选和合成工艺参数优化。以红外光谱、质谱表征了合成的5个化合物,确证了其结构。评价了 5个甜菜碱的表界面性能。测定了 OBC、PBC和EBC的临界胶束浓度(CMC)和最小烷烃碳数(nmin),并计算了相关表面性质参数。随疏水基碳数增加,CMC逐渐减小;3个甜菜碱nmin均为16。评价了合成的甜菜碱无碱条件与大庆、长庆、苏丹原油间界面性能。结果表明:0.05～0.30%的OBC和EBC、0.03%～0.20%的XBC模拟水溶液与苏丹原油达到超低界面张力;0.05～0.20%的EBC采出水溶液与大庆一厂、三厂原油达到超低,且老化160 d与三厂原油间张力仍维持超低。0.001～0.20%的甜菜碱EBC与阴离子活性剂复配体系与长庆原油达到10-4～10-3 mN/m数量级超低界面张力。评价了 OBC和EBC高盐产出水(84000mg/L)的增黏性能。结果表明:二者均表现出明显增黏性,2.0%OBC产出水溶液黏度达180 mPa.s。OBC和EBC在水溶液中可形成蠕虫状胶束,并通过缠接形成胶束网络使黏度大幅上升。针对高温低盐砂岩油藏(85℃,1269 mg/L)和高温高盐碳酸盐油藏(104℃,84715 mg/L),分别以XBC和EBC进行了界面性能、相态特征和吸附特性评价,并以串联天然岩心对二元体系分别进行了驱油实验评价。结果表明:对于苏丹中低渗透岩心和高渗透岩心,水驱60.71%和52.75%基础上,XBC无碱二元体系提高采收率分别为15.93%和14.53%。高温高盐碳酸盐油藏实验条件下,水驱52%左右基础上,EBC无碱二元体系平均提高采收率20.61%。所合成脂肪酸酰胺甜菜碱具有原料来源广、合成工艺简单、驱油效率高等优点,在无碱二元驱方面具有应用潜力。