Цвиттерионное поверхностно-активное вещество с ненасыщенным хвостом для повышения нефтеотдачи высокотемпературных высокоминерализованных пластов

Высокотемпературные высокоминерализованные пласты (HTHS) содержат значительную долю мировых остаточных запасов нефти и являются перспективными объектами для повышения нефтеотдачи (EOR). Выбор подходящих поверхностно-активных веществ для таких пластов представляет собой сложную задачу. В данной работе исследованы два синтезированных цвиттерионных поверхностно-активных вещества с насыщенным и ненасыщенным углеводородными хвостами, а именно 3-(N-стеарамидопропил-N,N-диметиламмоний)пропансульфонат и 3-(N-олеамидопропил-N,N-диметиламмоний)пропансульфонат соответственно. Поверхностно-активное вещество с ненасыщенным хвостом продемонстрировало отличную растворимость в синтетической морской воде (57 643 ppm) и пластовой воде (213 734 ppm). Однако поверхностно-активное вещество с насыщенным хвостом обладало низкой растворимостью, поэтому дальнейшие исследования с ним не проводились. Термическую стабильность раствора синтезированного поверхностно-активного вещества с ненасыщенным хвостом в морской воде оценивали путем выдерживания раствора при 90 °C в герметичной трубке для старения в течение 2 недель. Термическая стабильность ненасыщенного поверхностно-активного вещества была подтверждена анализом состаренных образцов методом ИК-Фурье-спектроскопии (FTIR) и ядерного магнитного резонанса (NMR) в столь жестких условиях. Критическая концентрация мицеллообразования (CMC) синтезированного ненасыщенного поверхностно-активного вещества в морской воде составляла 1,02 × 10−4 моль л−1, тогда как поверхностное натяжение при CMC равнялось 30 мН м−1. Синтезированное ненасыщенное поверхностно-активное вещество было способно снижать межфазное натяжение на границе нефть–вода до ~10−1 мН м−1 при различных условиях. Для применения в повышении нефтеотдачи при HTHS-условиях был испытан коммерческий сополимер акриламида и 2-акриламидо-2-метилпропансульфоновой кислоты (AM-AMPS). Добавление синтезированного ненасыщенного поверхностно-активного вещества к сополимеру AM-AMPS увеличивало вязкость системы. Увеличение нефтеотдачи при закачке раствора ненасыщенного поверхностно-активного вещества и раствора смеси поверхностно-активного вещества с полимером составило соответственно 8% и 21%. Отличные свойства синтезированного ненасыщенного поверхностно-активного вещества показывают, что поверхностно-активные вещества с ненасыщенным хвостом могут быть превосходным выбором для высокотемпературных высокоминерализованных пластов.