專利名稱：復(fù)配表面活性劑的弱堿三元復(fù)合驅(qū)油組合物及其應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于三次采油技術(shù)領(lǐng)域，具體是關(guān)于一種體系不含有強(qiáng)堿的復(fù)配表面活性劑的弱堿三元復(fù)合驅(qū)油組合物及其應(yīng)用，特別是其在三次采油中的應(yīng)用。
背景技術(shù)：
在三次采油技術(shù)領(lǐng)域中，堿/表面活性劑/聚合物(ASP)三元復(fù)合驅(qū)采收率可在水驅(qū)基礎(chǔ)上再提高20%以上，具有較好的增油降水效果。傳統(tǒng)的三元復(fù)合驅(qū)油技術(shù)是應(yīng)用強(qiáng)堿三元復(fù)合驅(qū)油組合物體系，其中，強(qiáng)堿(NaOH)能與原油中活性組分反應(yīng)生成天然表面活性劑，與外加表面活性劑產(chǎn)生協(xié)同作用，大幅降低油-水界面張力以及降低表面活性劑的吸附量，使復(fù)合驅(qū)成本下降。然而，強(qiáng)堿的使用會(huì)帶來現(xiàn)場(chǎng)施工工藝復(fù)雜、采油系統(tǒng)結(jié)垢、生產(chǎn)井產(chǎn)液能力下降、檢泵周期縮短、采出液破乳脫水困難、聚合物溶液粘彈性降低以及因地層粘土分散和運(yùn)移導(dǎo)致地層滲透率下降等系列問題，從而在一定程度上制約了強(qiáng)堿三元復(fù)合驅(qū)的工業(yè)化推廣應(yīng)用。此外，對(duì)于高溫高鹽油藏，高礦化度也會(huì)影響到強(qiáng)堿三元復(fù)合體系中化學(xué)劑自身性質(zhì)和彼此之間配伍性，應(yīng)用效果難以保證。因此，開發(fā)弱堿、低堿甚至無堿驅(qū)油體系是必要的?，F(xiàn)有技術(shù)中已有對(duì)弱堿及無堿三元復(fù)合驅(qū)油技術(shù)的研究報(bào)道，例如，“弱堿及無堿復(fù)合驅(qū)油技術(shù)研究進(jìn)展”(趙楠等人，《石油天然氣學(xué)報(bào)》2010年4月，第32卷第2期)綜述了弱堿及無堿復(fù)合驅(qū)油技術(shù)研究進(jìn)展，其中描述了以無機(jī)弱堿(Na2CO3, NaHCO3)、緩沖堿(Na2C03/NaHC03) 及有機(jī)弱堿(弱聚合物酸性鈉鹽)構(gòu)成的弱堿驅(qū)油體系可取得強(qiáng)堿(NaOH)三元復(fù)合驅(qū)同樣采收率，其中一具體配方是表面活性劑(烷基苯磺酸鹽)質(zhì)量濃度0.1% 0.3%和堿(Na2CO3)質(zhì)量濃度0.6% 1.2%范圍可與原油形成超低界面張力(10_3mN/m)。現(xiàn)有的弱堿三元復(fù)合體系的研究還處于初步階段，且其中所用表面活性劑多為單一表面活性劑，有文獻(xiàn)記載，為了使復(fù)合驅(qū)達(dá)到比水驅(qū)提高采收率20%的驅(qū)油效果，油水平衡界面張力必須達(dá)到10_3mN/m數(shù)量級(jí)的超低值，而單獨(dú)表面活性劑與原油界面張力能達(dá)到這個(gè)數(shù)量級(jí)的非常困難，且價(jià)格十分昂貴。另外，現(xiàn)有的弱堿三元復(fù)合體系，盡管弱堿不如強(qiáng)堿在采出端影響嚴(yán)重，但在注入端結(jié)垢嚴(yán)重，嚴(yán)重影響了復(fù)合體系的注入流程和注入時(shí)率。而復(fù)配表面活性劑弱堿化驅(qū)油體系的組分為:0.15% (wt%)石油磺酸鹽+0.05%(wt%)燒基苯磺酸鹽+1500mg/l聚合物+0.4% (wt%)碳酸鈉+0.6% (wt%)氯化鈉。。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)目的在于提供一種新配方的弱堿三元復(fù)合驅(qū)油組合物。本發(fā)明的另一目的在于提供所述弱堿三元復(fù)合驅(qū)油組合物的應(yīng)用，具體是其在三次采油中的應(yīng)用。一方面，本發(fā)明提供了一種三元復(fù)合驅(qū)油組合物，其不含有強(qiáng)堿，是一種復(fù)配表面活性劑的弱堿三元復(fù)合驅(qū)油組合物，具體地，該三元復(fù)合驅(qū)油組合物包括:
復(fù)配表面活性劑，該復(fù)配表面活性劑是由石油磺酸鹽與重烷基苯磺酸鹽按照3:1的重量比復(fù)配而成；碳酸鈉0.4wt%與氯化鈉0.6wt% ；聚合物。本發(fā)明的上述方案中，作為基準(zhǔn)的100%是指弱堿三元復(fù)合驅(qū)油組合物，體系中的其他組分為水。本發(fā)明的三元復(fù)合驅(qū)油組合物體系中，主要是選用了特定的兩種表面活性劑復(fù)配，發(fā)明人經(jīng)過大量的研究試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，這兩種表面活性劑按照特定比例復(fù)配，在本發(fā)明的體系中能夠相互取長(zhǎng)補(bǔ)短，產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng)，更好的發(fā)揮驅(qū)油作用。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選具體實(shí)施方案，所述復(fù)配表面活性劑是由石油磺酸鹽與重烷基苯磺酸鹽按照3:1的重量比復(fù)配而成。圖1 圖7顯示了本發(fā)明在研究過程中不同復(fù)配比例的石油磺酸鹽與重烷基苯磺酸鹽的強(qiáng)堿體系界面活性的部分實(shí)驗(yàn)結(jié)果。從圖中可以看出，重烷基苯磺酸鹽和石油磺酸鹽的復(fù)配比例為S石:S重=3:1時(shí)，在降低油水平衡界面張力方面起到了協(xié)同作用，與其他·比例相比較，界面張力最好，降低程度最低。根據(jù)本發(fā)明的更優(yōu)選具體實(shí)施方案，所述石油磺酸鹽的用量0.15wt%，重烷基苯磺酸鹽 0.05wt%。本發(fā)明的三元復(fù)合驅(qū)油組合物體系中，所選用的堿為特定比例的碳酸鈉和氯化鈉的混合物，相比于現(xiàn)有技術(shù)的弱堿三元復(fù)合驅(qū)油組合物體系，本發(fā)明的驅(qū)油體系中降低了體系中的碳酸鈉濃度，用氯化鈉代替，能夠發(fā)揮同樣的驅(qū)油作用。本發(fā)明第一次把氯化鈉作為驅(qū)油體系的藥劑配方之一列入到驅(qū)油體系中，氯化鈉的存在對(duì)本發(fā)明的驅(qū)油體系的效果起到重要作用。相關(guān)實(shí)驗(yàn)證明，本發(fā)明的驅(qū)油體系中碳酸鈉與氯化鈉作為必不可少的一部分，能起到維持驅(qū)油體系電解質(zhì)濃度平衡的作用，為體系提供一定的礦化度，使得體系的界面張力維持在超低范圍內(nèi)。圖8 圖13顯示了本發(fā)明在研究過程中不同堿體系的界面活性的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。從圖中可以看出，碳酸鈉+氯化鈉的堿體系對(duì)于本發(fā)明的三元復(fù)合驅(qū)體系降低界面張力的效果是最好的，能夠在較低表面活性劑濃度下較大程度降低界面張力。根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施方案，本發(fā)明的三元復(fù)合驅(qū)油組合物體系中，所述聚合物可以采用所屬領(lǐng)域中的常規(guī)聚合物，聚合物的具體種類及分子量以及用量等的確定可以根據(jù)地層需要進(jìn)行(包括超高分子量聚合物、高分子量聚合物、中分子量聚合物和低分子量聚合物)，本發(fā)明不做特別限制。例如，所述聚合物可以為中分子量聚合物，分子量為1200萬-1600萬，聚合物濃度為1300 1700mg/L。在一更具體實(shí)施方案中，本發(fā)明中的驅(qū)油體系中是采用1500mg/L中分子量聚合物。根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施方案，本發(fā)明的三元復(fù)合驅(qū)油組合物體系中，所述重烷基苯磺酸鹽的烷基碳數(shù)為13 26。根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施方案，本發(fā)明的三元復(fù)合驅(qū)油組合物體系中，所述碳酸鈉的用量為0.4wt%，氯化鈉的用量為0.6wt%。另一方面，本發(fā)明還提供了所述的三元復(fù)合驅(qū)油組合物的配制方法，該方法包括:準(zhǔn)確稱量表面活性劑、聚合物、水、堿液，按照表面活性劑-聚合物-水-堿的順序混合各樣品進(jìn)行配制，將配制的復(fù)合體系樣品置于磁力攪拌器上，攪拌30min，至體系均勻，得所述三元復(fù)合驅(qū)油組合物。另一方面，本發(fā)明還提供了所述的三元復(fù)合驅(qū)油組合物在三元復(fù)合驅(qū)油中的應(yīng)用。換而言之，本發(fā)明還提供了一種三元復(fù)合驅(qū)油方法，該方法中利用了本發(fā)明所述的三元復(fù)合驅(qū)油組合物。在利用本發(fā)明的三元復(fù)合驅(qū)油組合物進(jìn)行驅(qū)油時(shí)，可以參照本領(lǐng)域的常規(guī)操作進(jìn)行，例如，具體可以按照以下操作進(jìn)行:1、將選好的巖心測(cè)量巖心內(nèi)部飽和水量，2、在飽和完水后，開始飽和模擬油，含油飽和度達(dá)到70%左右。3、一次水驅(qū):水驅(qū)結(jié)束時(shí)的含水達(dá)98%以上，水驅(qū)采收率為40%_55% (水驅(qū)采收率大于60%時(shí)為不合理)，水驅(qū)結(jié)束。4、化學(xué)驅(qū):注入孔隙體積以實(shí)驗(yàn)方案為準(zhǔn)，驅(qū)替過程中，段塞交替時(shí)需頂壓注入。5、后續(xù)水驅(qū):直到出口端采出液的含水率連續(xù)0.5PV都達(dá)到98%以上時(shí)，實(shí)驗(yàn)結(jié)束。綜上所述，本發(fā)明提供了一種弱堿三元復(fù)合驅(qū)油組合物及其應(yīng)用，本發(fā)明的三元復(fù)合驅(qū)油組合物驅(qū)油，各組分之間相互作用，協(xié)同貢獻(xiàn)，最終使得體系的性能保持在較好的狀態(tài)下。該組合物體系能夠提高采收率20%以上。同時(shí)由于本發(fā)明的驅(qū)油組合物中沒有強(qiáng)堿氫氧化鈉，并降低了現(xiàn)有技術(shù)弱堿三元體系中的碳酸鈉濃度，本發(fā)明的驅(qū)油體系在地層中溶解巖石的可能性降得更低，能夠較好的解決采出井結(jié)垢導(dǎo)致的舉升系統(tǒng)問題，使得采出井舉升系統(tǒng)地面系統(tǒng)處理難度大大降低。


圖1Sgs:S石=1:0的強(qiáng)堿體系界面活性圖；圖2S院:S5=3:1的強(qiáng)堿體系界面活性圖；圖3S@:S5=2:1的強(qiáng)堿體系界面活性圖；圖4S@:S石=1:1的強(qiáng)堿體系界面活性圖；圖5S@:S石=1:2的強(qiáng)堿體系界面活性圖；圖6S@:S石=1:3的強(qiáng)堿體系界面活性圖；圖7S@:S石=0:1的強(qiáng)堿體系界面活性圖；圖8強(qiáng)堿NaOH為0.2%的碳酸鈉界面活性圖；圖9強(qiáng)堿NaOH為0.4%的碳酸鈉界面活性圖；圖10強(qiáng)堿NaOH為0.2%的氯化鈉界面活性圖；圖11強(qiáng)堿NaOH為0.4%的氯化鈉界面活性圖；圖12碳酸鈉為0.2%的氯化鈉界面活性圖；圖13碳酸鈉為0.4%的氯化鈉界面活性圖；圖140.4%Na2C03 的 NaCl 體系的 Id 活性圖；圖150.4%Na2C03 的 NaCl 體系的 90d 活性圖。
具體實(shí)施例方式下面通過具體實(shí)施例并結(jié)合附圖進(jìn)一步詳細(xì)說明本發(fā)明的特點(diǎn)及所具有的有益效果，但本發(fā)明并不因此而受到任何限制。
各實(shí)施例中所用各原料均可商購(gòu)獲得，各原料符合相關(guān)行業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求。其中，所用中分子量聚合物分子量為1200萬-1600萬，聚合物在三元復(fù)合驅(qū)油組合物體系中的濃度為1500mg/L左右。所用重烷基苯磺酸鹽的烷基碳數(shù)為13 26。各實(shí)施例中的三元復(fù)合驅(qū)油組合物樣品配制試劑加入順序?yàn)?表面活性劑-聚合物-水-堿。準(zhǔn)確稱量表面活性劑、聚合物母液、水、堿液，精確到0.0lg，將配制的復(fù)合體系樣品置于磁力攪拌器上，攪拌30min,至體系均勻。實(shí)施例1按照以下操作進(jìn)行本實(shí)施例的實(shí)驗(yàn):I對(duì)當(dāng)天配制均勻的復(fù)合體系的界面張力進(jìn)行測(cè)定。所配制復(fù)合體系須能夠與原油10-3mN/m數(shù)量級(jí)超低界面張力，并將所測(cè)得的界面張力作為體系I天界面張力。2將所配制的復(fù)合體系裝入比色管中。在填裝過程中，應(yīng)盡量將比色管填滿，減少比色管中殘留的空氣，并對(duì)比色管進(jìn)行密封。3將密封后的比色管放如45°C的恒溫箱中。90天后對(duì)復(fù)合體系與原油間的界面張力進(jìn)行測(cè)定，作為體系90天界面張力。圖14、圖15顯示了 0.4%碳酸鈉與一定濃度氯化鈉復(fù)配后的復(fù)配表面活性劑驅(qū)油體系的穩(wěn)定性的活性，可以看出，90d時(shí)界面活性范圍都能在整個(gè)測(cè)試范圍內(nèi)的超低。

實(shí)施例2本實(shí)施例中是通過乳化實(shí)驗(yàn)考察本發(fā)明的驅(qū)油體系的乳化性能。具體乳化實(shí)驗(yàn):I根據(jù)復(fù)合體系界面張力性能確定乳化實(shí)驗(yàn)所用的復(fù)合體系(活性劑、堿)濃度點(diǎn)。2按照油水體積比1:1，向具塞量筒加入一定體積VO的復(fù)合體系和原油，并置于45°C恒溫箱內(nèi)，靜置I小時(shí)。3用均化器在IlOOOrpm條件下，攪拌lmin，將復(fù)合體系與原油攪拌均勻后，置于45°C恒溫箱內(nèi)靜置，觀察并記錄水相的體積變化，直至水相的體積不再變化，記錄最終的水相體積VI，并照相記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。4析水率的計(jì)算:析水率=(V1/V0) X 100%。根據(jù)吸附實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，選擇不同的配方開展乳化實(shí)驗(yàn)，選擇油水比例為1:1，在強(qiáng)烈的震蕩下，進(jìn)行乳化實(shí)驗(yàn)，觀察體系的析水率以及析出液的顏色變化。從實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)看，四種配方的析水率相差不大，但乳化后體系析出液顏色差別較大，復(fù)配表面活性劑濃度大，析出液顏色較深。
權(quán)利要求
1.一種三元復(fù)合驅(qū)油組合物，該三元復(fù)合驅(qū)油組合物包括: 復(fù)配表面活性劑，該復(fù)配表面活性劑是由石油磺酸鹽與重烷基苯磺酸鹽按照3:1的重量比復(fù)配而成； 碳酸鈉0.4wt%與氯化鈉0.6wt% ； 聚合物。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三元復(fù)合驅(qū)油組合物，其中，所述石油磺酸鹽的用量0.15wt%,重烷基苯磺酸鹽0.05wt%o
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的三元復(fù)合驅(qū)油組合物，其中，所述重烷基苯磺酸鹽的烷基碳數(shù)為13 26。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三元復(fù)合驅(qū)油組合物，其中，所述聚合物為中分子量聚合物，分子量為1200萬-1600萬，聚合物濃度為1300 1700mg/L，優(yōu)選為1500mg/L。
5.權(quán)利要求1 4 任一項(xiàng)所述的三元復(fù)合驅(qū)油組合物的配制方法，該方法包括: 準(zhǔn)確稱量表面活性劑、聚合物、水、堿液，按照表面活性劑-聚合物-水-堿的順序混合各樣品進(jìn)行配制，將配制的復(fù)合體系樣品置于磁力攪拌器上，攪拌30min，至體系均勻，得所述三元復(fù)合驅(qū)油組合物。
6.權(quán)利要求1 4任一項(xiàng)所述的三元復(fù)合驅(qū)油組合物在三元復(fù)合驅(qū)油中的應(yīng)用。
7.—種三元復(fù)合驅(qū)油方法，該方法中利用了權(quán)利要求1 4任一項(xiàng)所述的三元復(fù)合驅(qū)油組合物。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種復(fù)配表面活性劑的弱堿三元復(fù)合驅(qū)油組合物及其應(yīng)用，所述的三元復(fù)合驅(qū)油組合物包括復(fù)配表面活性劑，該復(fù)配表面活性劑是由石油磺酸鹽與重烷基苯磺酸鹽按照3:1的重量比復(fù)配而成；碳酸鈉0.4wt%與氯化鈉0.6wt%；聚合物。本發(fā)明的三元復(fù)合驅(qū)油組合物驅(qū)油，各組分之間具有協(xié)同作用，能夠提高采收率20%以上；同時(shí)由于本發(fā)明的驅(qū)油組合物中沒有強(qiáng)堿氫氧化鈉，并降低了現(xiàn)有技術(shù)弱堿三元體系中的碳酸鈉濃度，在地層中溶解巖石的可能性降得更低，能夠較好的解決采出井結(jié)垢導(dǎo)致的舉升系統(tǒng)問題以及降低地面系統(tǒng)處理難度。
文檔編號(hào)C09K8/584GK103224777SQ20131014681
公開日2013年7月31日 申請(qǐng)日期2013年4月25日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月25日
發(fā)明者李國(guó)橋, 趙勁毅, 黃文慶, 紀(jì)海龍, 陶永罡, 郝金生, 閔潔, 李佰廣 申請(qǐng)人:中國(guó)石油天然氣股份有限公司, 大慶油田有限責(zé)任公司