專利名稱：一種乳化型驅(qū)滲型采油劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種乳化型驅(qū)滲型采油劑及其制備方法，屬于石油開采技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
為了減少我國原油的對外依存度，三次采油技術(shù)成為過去幾十年里我國老油田的主導(dǎo)技術(shù)，堿/聚合物/表面活性劑三元化學(xué)復(fù)合驅(qū)技術(shù)是成熟的、提高采收率明顯的一種技術(shù)，對一些大油田的穩(wěn)產(chǎn)、高產(chǎn)起到了人所共知的重要作用。但在應(yīng)用和實(shí)施過程中也出現(xiàn)了結(jié)垢、腐蝕和采出液油水分離困難等一系列問題，也因此限制了該技術(shù)的進(jìn)一步擴(kuò)大應(yīng)用。因此，無堿二元化學(xué)復(fù)合驅(qū)技術(shù)引起了廣泛的關(guān)注。但按照過去的評(píng)價(jià)篩選標(biāo)準(zhǔn)，在無堿條件下對二元化學(xué)復(fù)合驅(qū)體系中的表面活性劑的性能要求尤為苛刻一界面張力必須達(dá)到超低，因此很少有活性劑能夠在無堿體系達(dá)到這一要求。雖然聚合物/活性劑的協(xié)同作用仍然可以保持體系的粘彈性和界面活性，但若用以往的標(biāo)準(zhǔn)要求達(dá)到超低界面張力就顯得困難，能夠達(dá)到這一要求的活性劑也少之又少，加上經(jīng)濟(jì)性和實(shí)用性的要求，采用新的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)尋找和研制滿足驅(qū)油效果好的二元化學(xué)復(fù)合驅(qū)用的采油劑體系迫在眉睫，成為影響二元化學(xué)復(fù)合驅(qū)技術(shù)應(yīng)用的關(guān)鍵問題。CN1597835A公開了一種微乳型驅(qū)油劑，其重量組成為:乳化劑15_50%，石油餾分油40-80%，助乳劑0.5-5%，水余量。其中，乳化劑為聚烯烴羧酸酯和/或聚烯烴羧酸聚氧乙烯醚，與聚烯烴羧酸聚氧乙烯醚磺酸酯和/或磷酸酯復(fù)合而成，或僅使用聚烯烴羧酸聚氧乙烯醚磺酸酯和/或磷酸酯；各組分中聚烯烴的數(shù)均分子量為500-3000，聚烯烴為碳四或碳五烯烴的聚合物。羥基化合物選自單乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、乙二醇、甘油、山梨醇和季戊四醇；石油餾分油包括:汽油、煤油、柴油；助乳劑是R1COOH或R2COH,其中札、R2是C4-C2tl的直鏈或異構(gòu)的烷烴，助乳劑用量范圍為2-4%。該乳化劑的粘度為20-3000 (IOO0C.mmVs),乳化劑用量范圍為10_60w%，最好是30_50w%。這是一種油包水型乳液驅(qū)油劑，使用時(shí)可根據(jù)油田實(shí)際再添加其它組分。CN101684406A公開了適用低壓低滲抗鹽耐溫高效驅(qū)油劑及其制備方法，由以下組分按照重量百分比配制而成:聚氧乙烯醚烷基萘磺酸鹽25-30%，滲透劑8-15%，非離子表面活性劑10-15%，有機(jī)溶劑15-20%，水20-42%等組成。滲透劑為葵基聚氧乙烯醚、十五烷基聚氧乙烯醚中一種或其任意配比的混合物；非離子表面活性劑為脂肪醇聚氧乙烯醚、甘油脂肪酸脂、山梨醇聚氧乙烯醚中一種或其任意配比的混合物；有機(jī)溶劑為甲醇、乙醇、乙二醇、異丙醇的一種或其任意配比的混合物。該驅(qū)油劑有效活性物含量在0.4-1.0%時(shí)，可有效降低界面張力到l(T2-l(T3mN/m。以上驅(qū)油劑的用于二元復(fù)合驅(qū)用驅(qū)油劑，組成成分多、含有有機(jī)溶劑或有機(jī)烴組分(輕質(zhì)油)等，成本較高、制備較復(fù)雜，前者是油包水型乳化型驅(qū)油劑，后者以界面張力超低為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，均適用于二元復(fù)合驅(qū) 體系，未給出驅(qū)油效果
發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術(shù)對活性劑/聚合物(S/P)體系中要求活性劑的界面活性達(dá)到超低要求的局限性和已有驅(qū)油劑組成的復(fù)雜性問題，本發(fā)明的目的是提供一種乳化型驅(qū)滲型采油劑，以適度乳化和驅(qū)、滲結(jié)合的、兼顧多功能、經(jīng)濟(jì)性和實(shí)用性的原則，研制出驅(qū)油性能優(yōu)良、價(jià)格低廉、安全環(huán)保的無堿復(fù)合驅(qū)用乳化型驅(qū)滲型采油劑。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種乳化型驅(qū)滲型采油劑，以質(zhì)量百分比計(jì)，該乳化型驅(qū)滲型采油劑具有以下成分組成:陰-非離子型聚合物0.1-0.2%、陰離子型聚丙烯酰胺0.01-0.03%、助活性劑0.01-0.05%，其余為水；其中，陰-非離子型聚合物為TH3100。TH3100 (羧酸鹽-磺酸鹽-非離子三元共聚物，又稱TH-3100)是一種分子中含有多種功能基(-C00H、-SO3H)的新型水處理劑。將TH3100作為本發(fā)明的乳化型驅(qū)滲型采油劑的主劑，既具有較好的界面活性、洗滌能力強(qiáng)，又具有較強(qiáng)的粘彈性及波及能力。根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施方案，陰離子型聚丙烯酰胺是輔助驅(qū)滲劑，與主劑兼容性好，可以更好地調(diào)節(jié)乳化型驅(qū)滲型采油劑體系的粘彈性、流度比、乳化性、脫油能力和體積波及系數(shù)，進(jìn)而提高采收率。優(yōu)選地，上述乳化型驅(qū)滲型采油劑所采用的陰離子型聚丙烯胺的分子量為1600-2500萬。根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施方案，優(yōu)選地，上述乳化型驅(qū)滲型采油劑所采用的助活性劑由聚丙烯酸鈉和磺化琥珀酸二辛酯鈉鹽組成，二者的質(zhì)量比為1:1，其中，聚丙烯酸鈉具有分散作用和阻垢作用，磺化琥珀酸二辛酯鈉鹽具有乳化和滲透作用。本發(fā)明還提供了上述乳化型驅(qū)滲型采油劑的制備方法，其包括以下步驟:將陰-非離子型聚合物TH3100配制成濃度為5_10wt%的水溶液；將陰離子型聚丙烯酰胺配制成濃度為0.1-0.2wt%的水溶液；將助活性劑配制成濃度為0.1-0.5wt%的水溶液；將上述三種水溶液混合并補(bǔ)充剩余的水，攪拌均勻，得到所述乳化型驅(qū)滲型采油劑。驅(qū)油和脫洗油效果可以用化學(xué)驅(qū)采收率和脫油率的值來表示，化學(xué)驅(qū)采收率=(驅(qū)出油的質(zhì)量/巖心中含有原油的質(zhì)量)X 100% ;脫油率=(脫出油的質(zhì)量/油砂或巖心中原有油的質(zhì)量)X 100%。本發(fā)明提供的乳化型驅(qū)滲型采油劑具有以下優(yōu)點(diǎn):(I)采用TH3100作為主劑，具有明顯的驅(qū)油、洗油效果，克服了強(qiáng)堿存在導(dǎo)致的地層傷害和結(jié)垢、腐蝕、采出液處理困難等問題；(2)采用陰離子型聚丙烯酰胺作為輔劑，與主劑輔助增強(qiáng)作用效果好，體系組成物種類少，配制方便，不需要加設(shè)大型配液設(shè)備，降低了操作成本；(3)該乳化型驅(qū)滲型采油劑溶解性好，可與水混合成均一溶液，不添加輕質(zhì)油，在水相中遇到原油即可形成0/W型乳狀液，脫油、洗油效果好；(4)該乳化型驅(qū)滲型采油劑中不含堿(Na0H、Na2C03、NaHC03等)，是很好的S/P 二元驅(qū)用采油劑。
具體實(shí)施例方式為了對本發(fā)明 的技術(shù)特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，現(xiàn)對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行以下詳細(xì)說明，但不能理解為對本發(fā)明的可實(shí)施范圍的限定。
以下實(shí)施例中，所采用的巖心為天然露頭巖心和美國進(jìn)口的天然貝雷巖心(長度分別為20cm、30cm，直徑分別為2.5cm、3.8cm)，原油和地層模擬水分別為大港油田和大慶油田的原油和水，大港油田水礦化度為8768mg/L、地層原油黏度9.9mPa.s (53.6°C)。大慶油田水礦化度為5679mg/L、地層原油粘度10.0mPa.s (45°C)；TH3100為羧酸鹽-磺酸鹽-非離子三元共聚物，由上海好康化工有限公司生產(chǎn)，是優(yōu)異的水處理用阻垢分散劑，固含量43-44wt%，密度不低于1.15g/cm3, pH為2.1-2.8。磺化琥珀酸二辛酯鈉鹽由山東省桓臺(tái)縣金龍化工有限公司公司生產(chǎn)，牌號(hào)為滲透劑T，有效成分含量不低于30%，pH=5.0-7.0。聚丙烯酸鈉由山東省桓臺(tái)縣金龍化工有限公司公司生產(chǎn)，牌號(hào)為PAAS，其中，固含量為30-50wt%，游離單體(以CH2=CH-COOH計(jì))含量為0.5_lwt%，pH值為6-8 ；聚丙烯酰胺由北京恒聚化工集團(tuán)有限公司生產(chǎn)的油田用陰離子型聚丙烯酰胺(HPAM)，有效物含量88wt%，平均分子量1600-2500萬。其他試劑均來自商購。實(shí)驗(yàn)方法:(I)乳化型驅(qū)滲型采油劑的制備將濃度為5 _10wt%的TH3100水溶液、濃度為0.1-0.3wt%HPAM水溶液和濃度為0.1-0.5wt%的助活性劑(由聚丙烯酸鈉和磺化琥珀酸二辛酯鈉鹽組成，二者的質(zhì)量比為1:1)水溶液等濃溶液用適量大慶(或大港)油田地層模擬水稀釋到預(yù)期濃度，然后將三種水溶液混合，得到預(yù)期的量的乳化型驅(qū)滲型采油劑待用，所得采油劑的乳化性能為3和4等。(2)油砂脫油實(shí)驗(yàn)(滲吸脫油實(shí)驗(yàn))對步驟(I)制備的乳化型驅(qū)滲型采油劑、采用45°C時(shí)黏度為IOmPa *s,d=0.8294g/cm3的大慶原油制備的油砂或53.6°C時(shí)黏度為9.9mPa.S、d=0.8603g/cm3的大港原油制備的油砂進(jìn)行常壓靜態(tài)脫油實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)中使用常壓脫油瓶(即ZL201120075849.7提供的自吸儀，將其全文引入這里作為參考)，觀察記錄結(jié)果，計(jì)算出結(jié)果24小時(shí)的脫油率值。(3)巖心脫油或驅(qū)油實(shí)驗(yàn)采用45 °C時(shí)黏度為IOmPa.S、d=0.8294g/cm3的大慶原油或53.6 °C時(shí)黏度為
9.9mPa.S、d=0.8603g/cm3的大港原油飽和滲透率不同的巖心，采用步驟(I)制備的乳化型驅(qū)滲型采油劑進(jìn)行常壓靜態(tài)脫油實(shí)驗(yàn)或常規(guī)驅(qū)油實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)中使用常壓脫油瓶(即ZL201120075849.7提供的自吸儀，將其全文引入這里作為參考)，常規(guī)驅(qū)油試驗(yàn)(化學(xué)驅(qū))的具體操作參見SY/T6424-2000 “復(fù)合驅(qū)油體系性能測試方法”，記錄并計(jì)算達(dá)到滲吸平衡時(shí)的脫油率值或計(jì)算化學(xué)驅(qū)總采收率值。乳化型驅(qū)滲型采油劑的注入量為0.3PV。實(shí)施例1(一 )油砂物模實(shí)驗(yàn)I)根據(jù)上面實(shí)驗(yàn)方法中的(I)配制乳化型驅(qū)滲型采油劑并根據(jù)(2 )采用油砂進(jìn)行脫油實(shí)驗(yàn)。配制三種乳化型驅(qū)滲型采油劑，礦化度分別為12700mg/L、13700mg/L、14700mg/L，其中，TH3100的含量為0.2wt%，輔劑HPAM的含量為0.01wt%，助活性劑的含量為0.02wt% ；使用大港油砂(100-160目，老化120小時(shí))進(jìn)行脫油實(shí)驗(yàn)，測得三種乳化型驅(qū)滲型采油劑的24小時(shí)脫油率分別為86.79,87.32,89.45，均在86.79%以上。
2 )根據(jù)上面實(shí)驗(yàn)方法中的(I)配制乳化型驅(qū)滲型采油劑并根據(jù)(2 )采用油砂進(jìn)行脫油實(shí)驗(yàn)。配制四種乳化型驅(qū)滲型采油劑，礦化度分別為8700mg/L、18700mg/L、28700mg/L、38700mg/L，其中，TH3100的含量為0.2wt%，輔劑HPAM的含量為0.01wt%，助活性劑的含量為 0.03wt% ；使用大港油砂(100-160目，老化120小時(shí))進(jìn)行脫油實(shí)驗(yàn)，測得四種乳化型驅(qū)滲型采油劑的24小時(shí)脫油率分別為76.93%,79.21%,82.22%,88.07%，脫油率平均為81.61%。3)根據(jù)上面實(shí)驗(yàn)方法中的(I)配制乳化型驅(qū)滲型采油劑并根據(jù)(2)采用油砂進(jìn)行脫油實(shí)驗(yàn)。配制兩種乳化型驅(qū)滲型采油劑，礦化度分別為18700mg/L，其中，TH3100的含量為0.2wt%，輔劑HPAM的含量為0.01wt%，助活性劑的含量為0.05wt% ；使用大港油砂(彡160目和100-160目，老化172小時(shí))進(jìn)行脫油實(shí)驗(yàn)，測得兩種乳化型驅(qū)滲型采油劑的24小時(shí)脫油率分別為73.98%和79.87%，平均脫油率76.93%。4)根據(jù)上面實(shí)驗(yàn)方法中的(I)配制乳化型驅(qū)滲型采油劑并根據(jù)(2)采用油砂進(jìn)行脫油實(shí)驗(yàn)。配制兩種乳化型驅(qū)滲型采油劑，礦化度分別為8700mg/L、18700mg/L，其中，TH3100的含量為0.2wt%，輔劑HPAM的含量為0.01wt%，助活性劑的含量為0.02wt% ；使用大港油砂(100-160目，老化192小時(shí))進(jìn)行脫油實(shí)驗(yàn)，測得兩種乳化型驅(qū)滲型采油劑的24小時(shí)脫油率分別為83.20%,77.31%，脫油率平均為80.26%。5)根據(jù)上面實(shí)驗(yàn)方法中的(I)配制`乳化型驅(qū)滲型采油劑并根據(jù)(2)采用油砂進(jìn)行脫油實(shí)驗(yàn)。配制輔劑量不同、體系粘度不同的6組乳化型驅(qū)滲型采油劑樣品，其中，主劑TH3100的含量為0.2wt%，助活性劑的含量為0.01wt%，輔劑HPAM的含量以及體系粘度如表I所示，乳化型驅(qū)滲型采油劑的界面張力為2.78mN/m、礦化度為18700mg/L ；使用大港油砂(100-160目，老化72小時(shí))進(jìn)行脫油實(shí)驗(yàn)，測試結(jié)果如表I所示。表I
樣品號(hào)[I [2[3[4 [5[6
輔劑含量 /wt% O 0702 0.03 0.04~ 0.05 0Γθ6 體系黏度 /mPa.s~072 ~ 2.15 Γ0 3.15 5.20 24 小時(shí)脫油率 /%~ 70.35~ 81.10~ 70.37~ 70.27~ 71.55~ 66.71由表I的結(jié)果可以看出，6個(gè)樣品的平均脫油率71.73%，脫油率隨著輔劑含量的增力口、黏度的增大先增加后減小，輔劑為0.02wt%時(shí)脫油效果最好。6)根據(jù)上面實(shí)驗(yàn)方法中的(I)配制乳化型驅(qū)滲型采油劑并根據(jù)(2)采用油砂進(jìn)行脫油實(shí)驗(yàn)。配制輔劑量不同、體系粘度不同的4組乳化型驅(qū)滲型采油劑樣品，其中，主劑TH3100的含量為0.2wt%，助活性劑的含量為0.02wt%，輔劑HPAM的含量以及體系粘度如表2所示，乳化型驅(qū)滲型采油劑的界面張力為2.78mN/m、礦化度為18700mg/L ；使用大慶油砂(100-160目，老化192小時(shí))進(jìn)行脫油實(shí)驗(yàn)，測試結(jié)果如表2所示。表權(quán)利要求
1.一種乳化型驅(qū)滲型采油劑，以質(zhì)量百分比計(jì)，該乳化型驅(qū)滲型采油劑具有以下成分組成:陰-非離子型聚合物0.1-0.2%、陰離子型聚丙烯酰胺0.01-0.03%、助活性劑0.01-0.05%，其余為水；其中，所述陰-非離子型聚合物為TH3100。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的乳化型驅(qū)滲型采油劑，其中，所述陰離子型聚丙烯胺的分子量為 1600-2500 萬。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的乳化型驅(qū)滲型采油劑，其中，助活性劑由聚丙烯酸鈉和磺化琥珀酸二辛酯鈉鹽組成，二者的質(zhì)量比為1:1。
4.權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的乳化型驅(qū)滲型采油劑的制備方法，其包括以下步驟: 將陰-非離子型聚合物TH3100配制成濃度為5-10wt%的水溶液； 將陰離子型聚丙烯酰胺配制成濃度為0.1-0.2wt%的水溶液； 將助活性劑配制成濃度為0.1-0.5wt%的水溶液； 將上述三種水 溶液混合并補(bǔ)充剩余的水，攪拌均勻，得到所述乳化型驅(qū)滲型采油劑。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種乳化型驅(qū)滲型采油劑及其制備方法。以質(zhì)量百分比計(jì)，該乳化型驅(qū)滲型采油劑具有以下成分組成0.1-0.2%的陰-非離子型聚合物、0.01-0.03%的陰離子型聚丙烯酰胺及助活性劑0.01-0.05%，其余為水；其中，陰-非離子型聚合物為TH3100。該乳化型驅(qū)滲型采油劑的制備方法包括以下步驟將TH3100配制成濃度為5-10wt%的水溶液；將陰離子型聚丙烯酰胺配制成濃度為0.1-0.2wt%的水溶液；將助活性劑配制成濃度為0.1-0.5wt%的水溶液；將上述三種水溶液混合并補(bǔ)充剩余的水，攪拌均勻，得到乳化型驅(qū)滲型采油劑。該乳化型驅(qū)滲型采油劑溶解性好，可與水混合成均一溶液，不添加輕質(zhì)油，在水相中遇到原油即可形成O/W型乳狀液，脫油、洗油效果好，是很好的S/P二元驅(qū)用采油劑。
文檔編號(hào)C09K8/588GK103242817SQ201310135888
公開日2013年8月14日 申請日期2013年4月18日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月18日
發(fā)明者張翼, 韓大匡, 王興偉, 蔡紅巖, 王德虎 申請人:中國石油天然氣股份有限公司