压驱用石油磺酸盐表面活性剂、压裂补能驱油剂及制备方法

技术领域

本公开涉及外围油田开发用压裂补能驱油剂，具体的是作为其活性成分的石油磺酸盐表面活性剂。

背景技术

本节中的陈述只提供与本公开有关的背景信息并且不构成现有技术。

随着国内油田进入开发后期，可供开采的常规油气藏资源越来越少，因此致密油层、页岩油等复杂油田越来越受到重视。像大庆采油七、八、十厂外围油田属于低渗及致密高温油田，由于地层温度高、矿化度高，渗透率低等问题，造成常规注水开发初期产量低、递减快、阶段采出程度低、关井比例高，所以现有注水开发模式下，难以进一步提升区块开发水平。

针对国内一些外围油田现有模式注不进、采不出的实际矛盾，转变以往平面水驱的注水开发方式，国内油田最终使用“前置增能+体积压裂+压后补能”开发方式。其核心技术之一是使用压裂补能驱油剂，它不仅增加油层能量而且改变目标矿场油水界面张力，使其达到10

但如果使用的压裂补能驱油剂与地层岩石矿物组成、地层流体性质配伍性差，则会不可避免地与地层岩石及流体发生各种复杂的物理化学反应，当发生粘土膨胀、微粒堵塞、相渗透率变化等现象时，将使地层中与填砂裂缝壁面上出现渗透率降低等不利的污染伤害问题，从而降低压裂效果。

压裂补能驱油剂的活性成分是表面活性剂，本申请发明人知晓的是，在油藏岩层表面，大都呈现出负电性，进而吸附了大量阳离子，使得阳离子表面活性剂失去活性。同时传统的阴离子表面活性剂存在用量大，当温度超过80℃情况下，其稳定性欠佳；如石油磺酸盐表面活性剂适用范围是地层温度低(45℃)、矿化度低(4500mg/L)、渗透率中高(大于100mD)的油田，然而对于高温(80-105℃)、低渗(10-100mD)、矿化度高(5000-10000mg/L)的大庆外围油田则不适用。非离子、氟碳等表面活性剂则价格相对较高，对于开采成本油田企业难以承受。

需要说明的是，在上述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此可以包含不构成现有技术的信息。

发明内容

鉴于以上技术问题中的至少一项，本公开提供一种压驱用石油磺酸盐表面活性剂，解决了现有石油磺酸盐表面活性剂不适用于高温、低渗、高矿化度油层以致压裂补能驱油剂与地层岩石及流体的配伍性欠佳的问题。

另外，本公开还提供了压裂补能驱油剂及压驱用石油磺酸盐表面活性剂的制备方法。

第一方面，所述的压驱用石油磺酸盐表面活性剂，由原料油磺化而成，所述原料油的组分包括：

酮苯脱蜡油；

糠醛抽出油、上塔馏分油、重烷基苯、下塔馏分油中的两种；

所述原料油的分子量为280-400，碳数分布在C

在本公开的一些实施例中，所述酮苯脱蜡油的馏程为376-491℃，倾点为-9℃～-15℃，芳烃含量为30-35％；

所述糠醛抽出油的馏程为383-521℃，芳烃含量为55-65％；

所述上塔馏分油的馏程为160-336℃；

所述重烷基苯的馏程为315-410℃，分子量为280-360；

所述下塔馏分油的馏程为170-338℃。

在本公开的一些实施例中，所述原料油的组分含量，按照质量比计算，所述酮苯脱蜡油与另外两个所述组分的比例是1:1-5:1-5。

在本公开的一些实施例中，所述原料油的组分是：

酮苯脱蜡油；

糠醛抽出油；

上塔馏分油、重烷基苯、下塔馏分油之一。

第二方面，所述的压裂补能驱油剂，包括：

第一方面所述的压驱用石油磺酸盐表面活性剂。

第三方面，所述的压驱用石油磺酸盐表面活性剂的制备方法，包括利用原料油进行磺化反应的过程，所述原料油包括如下组分：

酮苯脱蜡油；

糠醛抽出油、上塔馏分油、重烷基苯、下塔馏分油中的两种；

所述原料油的分子量为280-400，碳数分布在C

在本公开的一些实施例中，所述酮苯脱蜡油的馏程为376-491℃，倾点为-9℃～-15℃，芳烃含量为30-35％；

所述糠醛抽出油的馏程为383-521℃，芳烃含量为55-65％；

所述上塔馏分油的馏程为160-336℃；

所述重烷基苯的馏程为315-410℃，分子量为280-360；

所述下塔馏分油的馏程为170-338℃。

在本公开的一些实施例中，所述原料油的组分含量，按照质量比计算，所述酮苯脱蜡油与另外两个所述组分的比例是1:1-5:1-5。

在本公开的一些实施例中，所述原料油的组分是：

酮苯脱蜡油；

糠醛抽出油；

上塔馏分油、重烷基苯、下塔馏分油之一。

在本公开的一些实施例中，所述磺化反应的温度为50-65℃。

在本公开的一些实施例中，所述磺化反应的产物酸值为80-120mgNaOH/g。

在本公开的一些实施例中，所述磺化反应使用的磺化剂是体积浓度为2.5-5％的三氧化硫气体；

所述三氧化硫与所述原料油的气液摩尔比为1.01-1.1:1。

本公开具有如下有益效果：

本公开的压驱用石油磺酸盐表面活性剂，第一方面，利用磺化反应所需原料油的各组分富含芳烃的特性，如酮苯脱蜡是润滑油生产中石油馏分油通过酮苯脱蜡装置祛除直链烷烃(石蜡组分)，提高芳烃组分含量获得；糠醛抽出油是润滑油生产中经糠醛精制装置萃取分离出的富含芳烃馏分油；第二方面，采用的原料油具有特定的分子量分布范围及碳数分布范围，在上述两方面关键因素作用下的原料油磺化而成的石油磺酸盐表面活性剂具有了如下优良的性能：其界面张力达到10

附图说明

通过以下参考附图对本公开实施例的描述，本公开的上述以及其它目的、特征和优点更为清楚，在附图中：

图1是本公开实施例的压驱用石油磺酸盐表面活性剂的工艺流程图；

图中：1-膜式磺化反应器，2-气液分离器，3-磺酸出料泵，4-加碱泵，5-中和泵，6-中和循环泵，7-产品出料泵，8-产品配制罐。

具体实施方式

以下基于实施例对本公开进行描述，但是值得说明的是，本公开并不限于这些实施例。在下文对本公开的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。然而，对于没有详尽描述的部分，本领域技术人员也可以完全理解本公开。

同时，除非上下文明确要求，否则整个说明书和权利要求书中的“包括”、“包含”等类似词语应当解释为包含的含义而不是排他或穷举的含义；也就是说，是“包含但不限于”的含义。

图1是本公开实施例的压驱用石油磺酸盐表面活性剂的工艺流程图。本公开实施例的压驱用石油磺酸盐表面活性剂均是按照图1所示的工艺流程磺化而成，具体的工艺步骤是：

1、气相三氧化硫与参与磺化反应的原料油同向经过膜式磺化反应器1反应生成液体磺酸和部分未磺化油进入气液分离器2内，未完全反应的三氧化硫尾气流向尾气处理单元。磺酸和未磺化油液体经过磺酸出料泵打入中和泵5内，与经加碱泵4打入的碱液在中和泵5高速搅拌剪切下完成中和反应，本公开实施例的碱液是30—40％氢氧化钠溶液。

具体的是，将固体硫磺加热成稳定液体并输送至燃硫炉，反应生成SO

原料油与三氧化硫摩尔比调控活性物含量，对石油磺酸盐产品活性物含量多少有一定控制作用，本公开实施例的气液摩尔比控制范围1.01-1.1:1。

2、中和反应生成的石油磺酸盐经过中和循环泵6一部分回流进入气液分离器2内与经膜式磺化反应器产生的磺酸进行预中和，一部分回流进入中和泵头调节中和反应强度，回流比控制范围：10-5:1。

3、中和循环泵6出口一部分物料经过产品出料泵7打入产品配制罐8，进行压裂补能驱油剂的配制。

4、膜式磺化反应器通过反应温度调控磺化深度，即酸值，酸值对石油磺酸盐产品的分子量大小及单磺酸、双磺酸、多磺酸比例有一定控制作用，本公开实施例的酸值控制为80-120mgNaOH/g。本公开实施例的反应温度控制范围：50-65℃，原料油的温度控制范围55-65℃，三氧化硫温度控制范围55-65℃。

采用本公开的原料油具有可磺化芳烃含量高的特性，反应过程中没有结焦现象、磺化物中和后不需要萃取分离即可得到目的产品，产品活性物含量高达38-55％。

本公开实施例的原料油组分均来自大庆炼化公司，其中，酮苯脱蜡油来自润滑油酮苯装置，糠醛抽出油来自糠醛装置，重烷基苯来自炼油烷基化装置，上塔馏分油及下塔馏分油来自炼油ARGG(催化裂化)装置。酮苯脱蜡油的馏程为376-491℃，倾点为-15℃，芳烃含量为31％；糠醛抽出油的馏程为383-521℃，芳烃含量为60％；上塔馏分油的馏程为160-336℃；重烷基苯的馏程为315-410℃，分子量为300；下塔馏分油的馏程为170-338℃。

实施例一

1、压驱用石油磺酸盐表面活性剂及压裂补能驱油剂的制备

将酮苯脱蜡油、糠醛抽出油、重烷基苯按质量比例(1:1:1)混合均匀，混合后的原料油平均分子量为300左右，碳数分布在C

用该表面活性剂与七厂葡333区块油水配制不同浓度的压裂补能驱油剂。

2、性能检测

将本实施例一的不同浓度的压裂补能驱油剂送大庆油田有限责任公司勘探开发研究院采收率实验室进行检验，具体检验结果见表1：

表1表面活性剂检验结果

通过表1数据可以看出，在90°的温度条件下，界面张力最低值达到超低10

3、应用例

大庆采油七厂、十厂属于高温(80-105℃)、高矿化度(5000-10000mg/L)的致密油层。本公开实施例一的压裂补能驱油剂与大庆采油七厂油水配伍，复配体系30天没有出现色谱分离现象，现场矿场应用较好，据中国石油网站2022年2月18日报道：采油七厂葡333区块转变注水开发方式先导试验井葡扶162-332自1月19日成功启抽后，由试验前的不产液、不产油，达到目前日产液20.2吨、日产油10.2吨；在大庆采油十厂的朝65区块现场试验2口储能体积压裂注水井成功转抽，已平稳运行两个多月，平均单井日产液20余吨，日产油约4吨。上述两个应用例的效果标志着大庆油田首次开展的转变注水开发方式试验取得初步成效，并为后续试验井方案优化提供了借鉴，具有很好的示范作用。

实施例二

1、压驱用石油磺酸盐表面活性剂及压裂补能驱油剂的制备将酮苯脱蜡油、糠醛抽出油、上塔馏分油按质量比例(1:1.5:1)混合均匀，混匀后的原料油的平均分子量为320左右，碳数分布在C

用该表面活性剂与七厂葡333区块油水配制不同浓度的压裂补能驱油剂。

2、性能检测

将本实施例二的不同浓度的压裂补能驱油剂送大庆油田有限责任公司勘探开发研究院采收率实验室进行检验，具体检验结果见表2：

表2表面活性剂检验结果

实施例三

1、压驱用石油磺酸盐表面活性剂及压裂补能驱油剂的制备

将酮苯脱蜡油、糠醛抽出油、下塔馏分油按质量比例(1:2:2)混合均匀，混匀后的原料油的平均分子量为350左右，碳数分布在C

用该表面活性剂与大庆采油八厂州201区块油水配制不同浓度的压裂补能驱油剂。

2、性能检测

将本实施例三的不同浓度的压裂补能驱油剂送大庆油田有限责任公司勘探开发研究院采收率实验室进行检验，具体检验结果见表3：

表3表面活性剂检验结果

实施例四

1、压驱用石油磺酸盐表面活性剂及压裂补能驱油剂的制备

将酮苯脱蜡油、糠醛抽出油、上塔馏分油按质量比例(1:5:5)混合均匀，均匀混合后的原料油的平均分子量为380左右，碳数分布在C

用该表面活性剂与大庆采油八厂州201区块油水配制不同浓度的压裂补能驱油剂。

2、性能检测

将本实施例四的不同浓度的压裂补能驱油剂送大庆油田有限责任公司勘探开发研究院采收率实验室进行检验，具体检验结果见表4：

表4表面活性剂检验结果

本公开实施例中的具体细节不限于所描述的情形，其还可以有其他的替代方式。比如：不仅可以采用膜式磺化反应器进行磺化反应，还可以采用釜式磺化器、喷射式磺化器进行磺化反应。

以上所述实施例仅为表达本公开的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本公开专利范围的限制。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本公开构思的前提下，还可以做出若干变形、同等替换、改进等，这些都属于本公开的保护范围。因此，本公开专利的保护范围应以所附权利要求为准。