[发明专利]一种由阴-非两性离子表面活性剂形成的超临界CO2微乳液

说明书

本发明公开了一种由阴‑非两性离子表面活性剂形成的超临界CO₂微乳液，以100重量份计，由以下组分组成：水0.1～20份，表面活性剂1×10^‑4～1×10^‑1份，助溶剂1～10份，CO₂余量；其制备方法为：(1)在20‑25℃下，将一定质量的助溶剂和水混合，并搅拌均匀；(2)称取一定质量的阴‑非离子表面活性剂加入到水和助溶剂的混合液中，搅拌使其溶解；(3)将上述混合液加入到可视高压容器中，通入CO₂，并搅拌，使其完全混相，形成超临界CO₂微乳液。本发明的阴‑非两性离子表面活性剂，无浊点，溶解性好，亲水性好，适用范围广；离子组分简单，界面稳定性高；单链表面活性剂使极性头分布较为均匀集中，亲水性更高；表面活性剂的增溶能力强，成本低廉，适合油田大规模应用。

技术领域

本发明涉及石油开采与油田化学技术领域，具体涉及一种由阴-非两性离子表面活性剂形成的超临界CO₂微乳液。

背景技术

超临界CO₂微乳液体系已经广泛地应用在萃取、有机合成、纳米材料制备及清洗等领域，并且表现出优异的性能。在三次采油方面，CO₂驱油技术可以对低渗透、稠油类油藏进行有效地开发。随着研究的深入，CO₂在油田开采中的应用越来越多，国内已在江苏、中原、大庆、胜利等油田开始现场试验。而在国外，从20世纪80年代以来，CO₂驱油技术已在美国、前苏联、加拿大、阿尔及利亚的低渗透油藏中实现成功应用，该技术已经成为提高开采效果的必要手段。CO₂的主要优点是易于达到超临界状态，其临界温度和压力分别为31.26℃和7.2MPa。当温度和压力高于临界点时，CO₂处于超临界状态，其性质会发生变化，如密度近于液体、粘度近于气体、扩散系数为液体的100倍，因而具有较高的溶解能力。超临界状态的CO₂溶解度增加有利于提高总的传质速率，另外，油层的结构有利于增加CO₂与原油的接触机会而易于混相，所以CO₂混相驱可以满足一些油田对注入溶剂的苛刻要求。

然而，由于原油和CO₂的粘度相差较大，气体流度远大于液体，所以气相推进速度很快，在驱替过程中会出现气窜现象，就会导致驱油效率降低和气体的低效循环。因此改善CO₂与原油的流度比，防止气窜是CO₂驱替过程中的关键问题。目前发展起来的水气交替注入法(WAG)可在一定程度上减缓气窜，改善气驱效果。但是低渗透油藏普遍存在注水困难，在进行水气交替注入时，会遇到注入压力偏高的问题。也有研究者提出利用CO₂泡沫驱来提高采收率，即通过加入表面活性剂使CO₂气体在地层中形成泡沫，增加体系的流动阻力，提高波及效率。国内外许多经验和研究表明，CO₂泡沫驱的性能优于CO₂驱，特别是用于非均质油藏效果更加显著。但由于地层中压力很大，泡沫在运移过程中气体向会液膜及地层水中扩散，实际上很难形成理想的泡沫体系。