本發明涉及一種驅油體系及其制備方法，特別涉及一種環保可降解的化學驅油體系及其制備方法。
背景技術：
石油作為工業的血液和命脈，直接關系到國民經濟和社會的發展。為了滿足日益增長的原油消耗量的需要，石油工業必須進一步發展來提高采收率。目前我國大部分油田都處于水驅(--次采油)階段，但水驅后仍有大約65％的礦藏原油不能被開采出來，且很多中老油田含水率都達到了90％以上。如何提高油田高含水期的采收率，一直是油田開發工作者的研究重點，也是老油區穩產的一項重要措施。表面活性劑驅油技術操作簡單，投入較少，提高原油采收率效果較好，適用范圍廣，所以表面活性劑在鉆井、采油和原油集輸過程中有廣泛的應用。表面活性劑是指少量加入就能大大降低表(界)面張力的物質，其分子結構是由非極性部分(親油部分)和極性部分(親水部分)組成，是通過減小表面的凈吸引力而起降低表面張力作用的。目前，油田上驅油采用的表面活性劑主要有磺酸鹽表面活性劑、羧酸鹽表面活性劑、非離子、陰離子表面活性劑、烷基多糖苷和gemim(孿連)表面活性劑。但是目前的驅油表面活性劑驅油劑單獨使用時，存在效果不明顯，界面張力高，乳化穩定性差等缺點，不利于采油率提高，且環保性能差。
技術實現要素：
本發明的目的在于克服現有技術的不足之處，提供了一種環保可降解的化學驅油體系及其制備方法，本發明選用的新型非離子表面活性劑烷基糖苷(APG)，除具有普通非離子和陰離子表面活性劑的特性，還具有高表面活性、良好的生態安全性和相溶性，是國際公認的首選“綠色”功能性表面活性劑。同時具有較強的廣譜抗菌活性，產品增稠效果顯著，而且耐強堿、耐強酸、耐硬水、抗鹽性強。與其他陰、非離子性表面活性劑以及合成的兩親性高分子表面活性劑進行復配，使得體系具備良好的乳化穩定性及一定的增稠性能，達到良好調驅效果，從而提高驅替效率。
為達到上述目的，本發明采用的技術方案是：
一種環保可降解的化學驅油體系的制備方法，包括以下步驟：
a.按質量份數計，首先，向干燥反應器中加入20～40份丙烯酰胺類單體、2.5～6.5份十八烷基長鏈乙烯基單體、8.5～19.2份帶有磺酸鹽型的乙烯基單體、1.5～2.6份乳化劑Ⅰ、2.6～4.5份乳化劑Ⅱ和0.035～0.1份引發劑，通過自由基共聚合反應得到兩親性高分子表面活性劑A；
b.然后，將1.2～3.5份烷基糖苷、8.1～12.6份陰離子表面活性劑與6.7～12.5份非離子性表面活性劑進行復合，得到超低界面張力體系B；
c.最后，室溫下，在2～4份助溶劑的作用下，將8.5～11.5份兩親性高分子表面活性劑A與16～28.6份超低界面張力體系B進行復配，得到環保可降解的化學驅油體。
本發明進一步的改進在于，所述丙烯酰胺類單體為丙烯酰胺、二甲胺基丙基甲基丙烯酰胺、N-羥乙基丙烯酰胺、N-羥甲基丙烯酰胺、雙丙酮丙烯酰胺、亞甲基雙丙烯酰胺、N,N-亞甲基雙丙烯酰胺、N-(1,1-二甲基-3-氧代丁基)丙烯酰胺、雙丙烯酰胺、N,N-二甲基丙烯酰胺、N,N-二乙基丙烯酰胺、N,N-二丁基丙烯酰胺、N,N-二已基丙烯酰胺、N-異丙基丙烯酰胺、N-異丁基丙烯酰胺、N-叔丁基丙烯酰胺、N-戊基丙烯酰胺、N-環已基丙烯酰胺、N-丁氧基丙烯酰胺中的一種或兩種以上任意配比的混合物；自由基共聚合反應的反應溫度為70～85℃，反應時間為4～6小時。
本發明進一步的改進在于，所述十八烷基長鏈乙烯基單體為丙烯酸十八酯、甲基丙烯酸十八酯、2-甲基-2-丙烯酸十八烷基酯、2-丙烯酸十八烷基酯、丙烯酸十八醇酯中的一種或兩種任意配比的混合物。
本發明進一步的改進在于，所述帶有磺酸鹽型的乙烯基單體為2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸鈉、對乙烯基苯磺酸鈉、乙烯基磺酸鈉中的一種或兩種任意配比的混合物。
本發明進一步的改進在于，所述乳化劑Ⅰ為Span80、Span20、Span40、Span60中的一種或兩種任意配比的混合物；所述乳化劑Ⅱ為Tween80、Tween20、Tween40、Tween60中的一種或兩種任意配比的混合物。
本發明進一步的改進在于，所述引發劑為過硫酸銨、過硫酸鈉、過硫酸鉀中的一種或兩種任意配比的混合物。
本發明進一步的改進在于，所述烷基糖苷為APG0810、APG1214、APG0814、APG0816、APG1216中的一種或兩種任意配比的混合物。
本發明進一步的改進在于，所述陰離子表面活性劑為脂肪醇醚磷酸酯MOA-3P、脂肪醇醚磷酸酯MOA-9P、酚醚磷酸酯TXP-4、酚醚磷酸酯TXP-10、異十三醇磷酸酯、脂肪醇醚磷酸酯鉀鹽MOA-3PK-40、烷基酚醚磺基琥珀酸酯鈉鹽OS、酚醚磷酸酯TXP-10、酚醚磷酸酯TXP-4、烷基酚醚磺基琥珀酸酯鈉鹽OS、仲烷基聚醚磺酸鹽、十二烷基硫酸銨中的一種或兩種以上任意配比的混合物。
本發明進一步的改進在于，所述非離子表面活性劑為AEO-9、AEO-3、AEO-4、AEO-5、AEO-7、AEO-12、AEO-15、AEO-20非離子表面活性劑、6501非離子表面活性劑中的一種或兩種以上任意配比的混合物；
所述助溶劑為甲醇、乙醇、異丙醇、正丁醇、苯甲醇、乙二醇中的一種或兩種以上任意配比的混合物。
一種環保可降解的化學驅油體，按質量份數計包括兩親性高分子表面活性劑A 8.5～11.5份，超低界面張力體系B 16～28.6份以及助溶劑2～4份；
其中，兩親性高分子表面活性劑A通過以下過程制備：按質量份數計，向干燥反應器中加入20～40份丙烯酰胺類單體、2.5～6.5份十八烷基長鏈乙烯基單體、8.5～19.2份帶有磺酸鹽型的乙烯基單體、1.5～2.6份乳化劑Ⅰ、2.6～4.5份乳化劑Ⅱ和0.035～0.1份引發劑，在反應溫度70～85℃下反應4～6小時，得到兩親性高分子表面活性劑A；
超低界面張力體系B通過以下過程制備：按質量份數計，將1.2～3.5份新型非離子表面活性劑烷基糖苷、8.1～12.6份陰離子表面活性劑與6.7～12.5份非離子性表面活性劑進行復合，得到超低界面張力體系B。
與現有技術相比，本發明具有的有益效果：本發明的環保可降解的化學驅油體系廣泛適用于油田鉆探開采中，對于提高原油采收率有很大作用。本發明中兩親性高分子表面活性劑A是采用丙烯酰胺類單體、十八烷基長鏈乙烯基單體，帶有磺酸鹽型的乙烯基單體，通過自由基共聚合反應制備得到具有較低表界面張力、良好乳化穩定、一定增稠能力的兩親性高分子表面活性劑。本發明將兩親性高分子表面活性劑A與超低界面張力體系B進行復配，得到環保型化學驅油體系，進一步提高體系的乳化穩定性和增稠性能，從而提高體系的驅替效率。該驅油體系中選用的新型非離子表面活性劑烷基糖苷(APG)，是由可再生資源天然脂肪醇和葡萄糖合成的，兼具普通非離子和陰離子表面活性劑的特性，具有高表面活性、良好的生態安全性和相溶性，是國際公認的首選“綠色”功能性表面活性劑。同時具有較強的廣譜抗菌活性，產品增稠效果顯著，而且耐強堿、耐強酸、耐硬水、抗鹽性強。與其他陰、非離子性表面活性劑以及合成的兩親性高分子表面活性劑進行復配，使得體系具備良好的乳化穩定性及一定的增稠性能，達到良好調驅效果，從而提高驅替效率。本發明制備的化學驅油體系的表面張力均高于單純的小分子表面活性劑驅油體系的表面張力，最高可達0.015mN/m，在水驅基礎上提高率為13.5％，遠大于單純小分子表面活性劑驅油體系的提高率。本發明的化學驅油體系在單獨使用時，克服了現有技術中效果不明顯，界面張力高，乳化穩定性差等缺點，以及不利于采油率提高，且環保性能差的問題。
具體實施方式
下面結合具體實施例對本發明進行詳細說明。
實施例1
首先，向干燥反應器中加入20g丙烯酰胺類單體、2.5g丙烯酸十八酯、8.5g帶有2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸鈉、1.5g Span80、2.6g Tween80和0.035g過硫酸銨，反應溫度為70～85℃，反應時間為4～6小時，通過自由基共聚合反應制備得到兩親性高分子表面活性劑A；其中，丙烯酰胺類單體為丙烯酰胺。
然后，將2g APG0810烷基糖苷與8.1g陰離子表面活性劑仲烷基聚醚磺酸鹽(SAS-60)、6.7g非離子性表面活性劑AEO-9進行復配，得到超低界面張力體系B；
最后，室溫下，在2g助溶劑乙醇的作用下，將8.5g兩親性高分子表面活性劑A與16.8g超低界面張力體系B進行復配，得到環保可降解的化學驅油體系。
實施例2
首先，向干燥反應器中加入30g丙烯酰胺類單體、4g丙烯酸十八酯、10g帶有2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸鈉、2g Span80、3g Tween80和0.05g過硫酸銨，反應溫度為70～85℃，反應時間為4～6小時，通過自由基共聚合反應制備得到兩親性高分子表面活性劑A；其中，丙烯酰胺類單體為雙丙酮丙烯酰胺；然后，將3g APG0810烷基糖苷與9g陰離子表面活性劑仲烷基聚醚磺酸鹽(SAS-60)、7.5g非離子性表面活性劑AEO-9進行復配，得到超低界面張力體系B；
最后，室溫下，在3g助溶劑乙醇的作用下，將10g兩親性高分子表面活性劑A與19.5g超低界面張力體系B進行復配，得到環保可降解的化學驅油體系。
實施例3
首先，向干燥反應器中加入40g丙烯酰胺類單體、6.5g丙烯酸十八酯、19.2g帶有2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸鈉、2.6g Span80、4.5g Tween80和0.1g過硫酸銨，反應溫度為70～85℃，反應時間為4～6小時，通過自由基共聚合反應制備得到兩親性高分子表面活性劑A；其中，丙烯酰胺類單體為N-戊基丙烯酰胺。
然后，將3.5g APG0810烷基糖苷與12.6g陰離子表面活性劑仲烷基聚醚磺酸鹽(SAS-60)、12.5g非離子性表面活性劑AEO-9進行復配，得到超低界面張力體系B；
最后，室溫下，在4g助溶劑乙醇的作用下，將11.5g兩親性高分子表面活性劑A與28.6g超低界面張力體系B進行復配，得到環保可降解的化學驅油體系。
實施例4
首先，向干燥反應器中加入20g丙烯酰胺類單體、2.5g甲基丙烯酸十八酯、8.5g帶有2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸鈉、1.5g Span80、2.6g Tween80和0.035g過硫酸銨，反應溫度為70～85℃，反應時間為4～6小時，通過自由基共聚合反應制備得到兩親性高分子表面活性劑A；其中，丙烯酰胺類單體為N-羥甲基丙烯酰胺。
然后，將2g APG0814烷基糖苷與8.1g陰離子表面活性劑酚醚磷酸酯TXP-4、6.7g非離子性表面活性劑AEO-3進行復合，得到超低界面張力體系B；
最后，室溫下，在2g助溶劑乙醇的作用下，將11.5g兩親性高分子表面活性劑A與16.8g超低界面張力體系B進行復配，得到環保可降解的化學驅油體系。
實施例5
首先，向干燥反應器中加入30g丙烯酰胺類單體、4g甲基丙烯酸十八酯、10g帶有2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸鈉、2g Span80、3g Tween80和0.05g過硫酸銨，反應溫度為70～85℃，反應時間為4～6小時，通過自由基共聚合反應制備得到兩親性高分子表面活性劑A；其中，丙烯酰胺類單體為N-環已基丙烯酰胺。
然后，將3g APG0814烷基糖苷與9g陰離子表面活性劑酚醚磷酸酯TXP-4、7.5g非離子性表面活性劑AEO-3進行復合，得到超低界面張力體系B；
最后，室溫下，在3g助溶劑乙醇的作用下，將11.5g兩親性高分子表面活性劑A與19.5g超低界面張力體系B進行復配，得到環保可降解的化學驅油體系。
實施例6
首先，向干燥反應器中加入40g丙烯酰胺類單體、6.5g甲基丙烯酸十八酯、19.2g帶有2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸鈉、2.6g Span80、4.5g Tween80和0.1g過硫酸銨，反應溫度為70～85℃，反應時間為4～6小時，通過自由基共聚合反應制備得到兩親性高分子表面活性劑A；其中，丙烯酰胺類單體為丙烯酰胺。
然后，將3.5g APG0814烷基糖苷與12.6g陰離子表面活性劑酚醚磷酸酯TXP-4、12.5g非離子性表面活性劑AEO-3進行復合，得到超低界面張力體系B；
最后，室溫下，在4g助溶劑乙醇的作用下，將11.5g兩親性高分子表面活性劑A與28.6g超低界面張力體系B進行復配，得到環保可降解的化學驅油體系。
本發明所制得的高效環保可降解的化學驅油體系的測試結果如表1：
表1性能檢測結果
從表1可以看出，本發明制備的化學驅油體系的界面張力均低于0.015mN/m，在水驅基礎上提高率為13.5％，遠大于單純小分子表面活性劑驅油體系的提高率。
實施例7
a.按質量份數計，首先，向干燥反應器中加入25份丙烯酰胺類單體、5份十八烷基長鏈乙烯基單體、15份帶有磺酸鹽型的乙烯基單體、1.8份乳化劑Ⅰ、3.5份乳化劑Ⅱ和0.08份引發劑，在反應溫度70℃下反應6小時，通過自由基共聚合反應制備得到兩親性高分子表面活性劑A；
b.然后，將1.2份新型非離子表面活性劑烷基糖苷、10份陰離子表面活性劑與8份非離子性表面活性劑進行復合，得到超低界面張力體系B；
c.最后，室溫下，在2.5份助溶劑的作用下，將9份兩親性高分子表面活性劑A與18份超低界面張力體系B進行復配，得到高效環保可降解的化學驅油體。
其中，所述丙烯酰胺類單體為丙烯酰胺與二甲胺基丙基甲基丙烯酰胺的混合物。
所述十八烷基長鏈乙烯基單體為甲基丙烯酸十八酯與2-甲基-2-丙烯酸十八烷基酯的混合物。
所述帶有磺酸鹽型的乙烯基單體為對乙烯基苯磺酸鈉。
所述乳化劑Ⅰ為Span20；所述乳化劑Ⅱ為Tween60。
所述引發劑為過硫酸鈉。
所述新型非離子表面活性劑烷基糖苷為APG1214。
所述陰離子表面活性劑為脂肪醇醚磷酸酯MOA-3P。
所述非離子表面活性劑為AEO-4非離子表面活性劑；
所述助溶劑為甲醇。
實施例8
a.按質量份數計，首先，向干燥反應器中加入35份丙烯酰胺類單體、3份十八烷基長鏈乙烯基單體、12份帶有磺酸鹽型的乙烯基單體、2.2份乳化劑Ⅰ、4份乳化劑Ⅱ和0.04份引發劑，在反應溫度85℃下反應4小時，通過自由基共聚合反應制備得到兩親性高分子表面活性劑A；
b.然后，將2.5份新型非離子表面活性劑烷基糖苷、11份陰離子表面活性劑與9份非離子性表面活性劑進行復合，得到超低界面張力體系B；
c.最后，室溫下，在3.5份助溶劑的作用下，將10份兩親性高分子表面活性劑A與23份超低界面張力體系B進行復配，得到高效環保可降解的化學驅油體。
所述丙烯酰胺類單體為N-羥甲基丙烯酰胺、雙丙酮丙烯酰胺、亞甲基雙丙烯酰胺與N,N-亞甲基雙丙烯酰胺的混合物。
所述十八烷基長鏈乙烯基單體為2-丙烯酸十八烷基酯與丙烯酸十八醇酯的混合物。
所述帶有磺酸鹽型的乙烯基單體為乙烯基磺酸鈉與2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸鈉的混合物。
所述乳化劑Ⅰ為Span40與Span60的混合物；所述乳化劑Ⅱ為Tween20與Tween40的混合物。
所述引發劑為過硫酸鉀。
所述新型非離子表面活性劑烷基糖苷為APG0816與APG1216的混合物。
所述陰離子表面活性劑為脂肪醇醚磷酸酯MOA-3P、脂肪醇醚磷酸酯MOA-9P、酚醚磷酸酯TXP-4、酚醚磷酸酯TXP-10與異十三醇磷酸酯的混合物。
所述非離子表面活性劑為AEO-9、AEO-3與AEO-5非離子表面活性劑的混合物；
所述助溶劑為異丙醇與正丁醇的混合物。
實施例9
a.按質量份數計，首先，向干燥反應器中加入30份丙烯酰胺類單體、4份十八烷基長鏈乙烯基單體、13份帶有磺酸鹽型的乙烯基單體、2份乳化劑Ⅰ、4.5份乳化劑Ⅱ和0.05份引發劑，在反應溫度75℃下反應5小時，通過自由基共聚合反應制備得到兩親性高分子表面活性劑A；
b.然后，將1.6份新型非離子表面活性劑烷基糖苷、12份陰離子表面活性劑與11份非離子性表面活性劑進行復合，得到超低界面張力體系B；
c.最后，室溫下，在4份助溶劑的作用下，將11份兩親性高分子表面活性劑A與25份超低界面張力體系B進行復配，得到高效環保可降解的化學驅油體。
所述丙烯酰胺類單體為N-(1,1-二甲基-3-氧代丁基)丙烯酰胺、雙丙烯酰胺、N,N-二甲基丙烯酰胺與N-丁氧基丙烯酰胺的混合物。
所述十八烷基長鏈乙烯基單體為丙烯酸十八酯、甲基丙烯酸十八酯與2-甲基-2-丙烯酸十八烷基酯的混合物。
所述帶有磺酸鹽型的乙烯基單體為2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸鈉、對乙烯基苯磺酸鈉與乙烯基磺酸鈉的混合物。
所述乳化劑Ⅰ為Span80與Span20的混合物；所述乳化劑Ⅱ為Tween80與Tween20的混合物。
所述引發劑為過硫酸銨與過硫酸鈉的混合物。
所述新型非離子表面活性劑烷基糖苷為APG1216烷基糖苷。
所述陰離子表面活性劑為異十三醇磷酸酯、脂肪醇醚磷酸酯鉀鹽MOA-3PK-40與烷基酚醚磺基琥珀酸酯鈉鹽OS的混合物。
所述非離子表面活性劑為AEO-12、AEO-15、AEO-20與6501非離子表面活性劑的混合物；
所述助溶劑為苯甲醇與乙二醇的混合物。
本發明中實施例僅僅列舉了丙烯酰胺類單體、十八烷基長鏈乙烯基單體、陰離子表面活性劑、非離子表面活性劑的部分具體物質，本發明中的其他未在實施例中列舉的物質，同樣能夠實現高效環保可降解的化學驅油體系的制備。
本發明首先以丙烯酰胺類單體、十八烷基長鏈乙烯基單體，帶有磺酸鹽型的乙烯基單體，通過自由基共聚合反應制備得到具有較低表界面張力、良好乳化穩定、一定增稠能力的兩親性高分子表面活性劑A。然后再將新型非離子表面活性劑烷基糖苷與陰、非離子性表面活性劑進行復合，得到超低界面張力體系B。同時將兩親性高分子表面活性劑A與超低界面張力體系B進行復配，得到高效環保型化學驅油體系，進一步提高體系的乳化穩定性和增稠性能，從而提高體系的驅替效率。
本發明的高效環保型化學驅油體系廣泛適用于油田鉆探開采中，對于提高原油采收率有很大作用。本發明的關鍵在于其選用的新型非離子表面活性劑烷基糖苷(APG)，是由可再生資源天然脂肪醇和葡萄糖合成的，兼具普通非離子和陰離子表面活性劑的特性，具有高表面活性、良好的生態安全性和相溶性，是國際公認的首選“綠色”功能性表面活性劑。同時具有較強的廣譜抗菌活性，產品增稠效果顯著，而且耐強堿、耐強酸、耐硬水、抗鹽性強。與其他陰、非離子性表面活性劑以及合成的兩親性高分子表面活性劑進行復配，使得體系具備良好的乳化穩定性及一定的增稠性能，達到良好調驅效果，從而提高驅替效率。