氣溶性表面活性劑用于二氧化碳驅(qū)油流度控制中的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及氣溶性表面活性劑用于二氧化碳驅(qū)油流度控制中的方法，步驟如下：將氣溶性表面活性劑與超臨界二氧化碳按質(zhì)量分比為0.1%～1.5%的比例混合均勻，混合時(shí)的壓力為7～20MPa，溫度為40℃～90℃，然后注入油藏中；本發(fā)明首次將氣溶性表面活性劑應(yīng)用于二氧化碳驅(qū)油中，選用的氣溶性表面活性劑在水及超臨界二氧化碳中均具有一定的溶解度，采用該類表面活性劑進(jìn)行地下起泡控制二氧化碳流度時(shí)，其注入方式可以選用水相攜帶注入地下，也可以選用超臨界二氧化碳相攜帶注入地下，從而使得其既能夠適用于低滲透油藏二氧化碳驅(qū)油過程中的流度控制，又能適用于常規(guī)油藏以及高滲透油藏二氧化碳驅(qū)油過程中的流度控制。
【專利說明】氣溶性表面活性劑用于二氧化碳驅(qū)油流度控制中的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及氣溶性表面活性劑用于二氧化碳驅(qū)油流度控制中的方法，屬于二氧化碳驅(qū)油助劑【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，由于人類對(duì)煤、石油、天然氣等化石燃料的過度依賴，工業(yè)和人類生活過程中產(chǎn)生的溫室氣體排放量日益增加，由此導(dǎo)致的溫室效應(yīng)正在嚴(yán)重威脅著人類賴以生存的環(huán)境。在人類排放的溫室氣體中，65%以上為二氧化碳，這些二氧化碳中又有大約69%是與能源供應(yīng)和使用相關(guān)。如何既能實(shí)現(xiàn)溫室氣體的減排，又能滿足人類日益增長(zhǎng)的能源需求成為國際社會(huì)面臨的一個(gè)重大問題。CCUSCCarbon Capture,Utilization and Storage)即碳捕獲、利用與封存技術(shù)，是CCS (Carbon Capture and Storage)技術(shù)新的發(fā)展趨勢(shì)，即把生產(chǎn)過程中排放的二氧化碳進(jìn)行提純，繼而投入到新的生產(chǎn)過程中，可以循環(huán)再利用，而不是簡(jiǎn)單地封存，與CCS相比，可以將二氧化碳資源化，能產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益，更具有現(xiàn)實(shí)操作性。目前中國的首要任務(wù)是保障發(fā)展，CCS技術(shù)建立在高能耗和高成本的基礎(chǔ)上，該技術(shù)在中國的大范圍推廣與應(yīng)用是不可取的，中國當(dāng)前應(yīng)當(dāng)更加重視拓展二氧化碳資源性利用技術(shù)的研發(fā)。為此，中國國家科學(xué)技術(shù)部制定了《“十二五”國家碳捕集利用與封存科技發(fā)展專項(xiàng)規(guī)劃》，該規(guī)劃指出CCUS是應(yīng)對(duì)全球氣候變化的重要技術(shù)選擇，世界主要國家均將CCUS技術(shù)作為搶占未來低碳競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的重要著力點(diǎn)，發(fā)展和儲(chǔ)備CCUS技術(shù)將為我國低碳綠色發(fā)展和應(yīng)對(duì)氣候變化提供技術(shù)支撐。
[0003]二氧化碳驅(qū)油技術(shù)是一種將二氧化碳作為驅(qū)油劑注到油藏中，利用注入的二氧化碳能夠降低原油粘度、改善油水流度比、使原油體積膨脹、增加油藏能量的特性，實(shí)現(xiàn)提高油氣開米效率的一種三次米油技術(shù)，該技術(shù)是(XUS的最佳方案之一。
[0004]然而，在二氧化碳驅(qū)油技術(shù)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用時(shí)，由于二氧化碳具有較低的粘度和密度，在驅(qū)替過程中會(huì)發(fā)生粘性指進(jìn)和重力分異現(xiàn)象。粘性指進(jìn)使注入的二氧化碳繞過被驅(qū)替的原油而竄流，降低了波及效率，當(dāng)?shù)貙又写嬖诹芽p時(shí)，這種現(xiàn)象會(huì)更加嚴(yán)重。因此，改善注氣效果的關(guān)鍵環(huán)節(jié)是控制二氧化碳的流度，減緩氣竄。
[0005]目前，常用的控制二氧化碳流度的技術(shù)有水氣交替注入技術(shù)、泡沫驅(qū)技術(shù)。其中，水氣交替注入技術(shù)能夠利用注入水降低二氧化碳的相對(duì)滲透率，從而降低它的流動(dòng)特性，以控制氣體的指進(jìn)，改善波及狀況。但是，對(duì)于低滲透油藏會(huì)存在注水井吸水能力差，注水壓力高，甚至存在“注不進(jìn)”現(xiàn)象。泡沫驅(qū)技術(shù)由于泡沫自身所具有的“堵大不堵小，堵水不堵油”的性質(zhì)被用于控制二氧化碳流度。但是，常規(guī)泡沫驅(qū)所采用的起泡劑一般為水溶性表面活性劑，注入方式多為起泡劑溶液和二氧化碳?xì)怏w段塞式注入，當(dāng)其用于低滲透油藏時(shí)也會(huì)存在由于注水注不進(jìn)去導(dǎo)致起泡劑溶液無法注入的情況，從而無法采用泡沫流體來控制二氧化碳流度。另外，由于常規(guī)泡沫驅(qū)所采用的起泡劑為水溶性表面活性劑，當(dāng)泡沫在地層中破滅后，由于二氧化碳會(huì)在重力分異作用下上浮，導(dǎo)致氣液分離，無法形成泡沫再生，難以實(shí)現(xiàn)深部封竄，從而達(dá)不到有效控制二氧化碳流度的目的。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種氣溶性表面活性劑用于二氧化碳驅(qū)油流度控制中的方法。該技術(shù)可以進(jìn)一步推動(dòng)二氧化碳驅(qū)油技術(shù)在我國大規(guī)模的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)二氧化碳驅(qū)油過程中對(duì)二氧化碳流度的有效控制，擴(kuò)大其波及體積，提高其驅(qū)油效果，為實(shí)現(xiàn)二氧化碳減排和利用的雙贏奠定基礎(chǔ)。
[0007]本發(fā)明技術(shù)方案如下:
[0008]一種氣溶性表面活性劑用于二氧化碳驅(qū)油流度控制中的方法，步驟如下:
[0009]將氣溶性表面活性劑與超臨界二氧化碳按質(zhì)量分比為0.1%?1.5%的比例混合均勻，混合時(shí)的壓力為7?20MPa，溫度為40°C?90°C，然后注入油藏中；
[0010]或者，
[0011]將氣溶性表面活性劑與水按體積百分比0.1%?5%的比例在常溫常壓下混合均勻，制得氣溶性表面活性劑溶液；然后將氣溶性表面活性劑溶液與超臨界二氧化碳交替分別注入油藏中，氣溶性表面活性劑與超臨界二氧化碳的注入質(zhì)量比為1:(1?3);
[0012]所述氣溶性表面活性劑在溫度30°C?90°C、壓力7Mpa?20MPa條件下的超臨界二氧化碳中的溶解度為0.2wt%?2.5wt%，在水中的濁點(diǎn)溫度為60V?90°C。
[0013]根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，所述的氣溶性表面活性劑為含有親二氧化碳基團(tuán)的氣溶性表面活性劑。
[0014]根據(jù)本發(fā)明進(jìn)一步優(yōu)選的，所述親二氧化碳基團(tuán)為聚氧乙烯基團(tuán)、聚氧丙烯基團(tuán)、聚六氟氧丙烯或硅氧烷。
[0015]最優(yōu)的，所述的氣溶性表面活性劑為脂肪醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚或壬基酚聚氧乙烯醚。
[0016]根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，所述氣溶性表面活性劑與超臨界二氧化碳按質(zhì)量百分比為0.3%的比例混合，混合壓力為lOMPa，溫度為50°C。
[0017]根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，所述氣溶性表面活性劑與水按體積百分比為0.5%的比例混
八
口 ο
[0018]根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，所述氣溶性表面活性劑與超臨界二氧化碳的注入質(zhì)量比為1:2。
[0019]本發(fā)明選取的氣溶性表面活性劑具有以下特點(diǎn):
[0020]能夠適度溶解于超臨界二氧化碳中，并且在水相中也具有一定的溶解度，該類表面活性劑無論以溶解于水中的方式注入地層中，與后續(xù)注入的超臨界二氧化碳?xì)怏w形成的泡沫，還是以溶解于超臨界二氧化碳中的方式注入地層中，與后續(xù)注入的水形成的泡沫，均具備一定的穩(wěn)定性及封堵的有效性；并且該類表面活性劑對(duì)環(huán)境無污染，價(jià)格廉價(jià)，適合大規(guī)模應(yīng)用。
[0021]有益效果
[0022]1、本發(fā)明首次將氣溶性表面活性劑應(yīng)用于二氧化碳驅(qū)油中，選用的氣溶性表面活性劑在水及超臨界二氧化碳中均具有一定的溶解度，采用該類表面活性劑進(jìn)行地下起泡控制二氧化碳流度時(shí)，其注入方式可以選用水相攜帶注入地下，也可以選用超臨界二氧化碳相攜帶注入地下，從而使得其既能夠適用于低滲透油藏二氧化碳驅(qū)油過程中的流度控制，又能適用于常規(guī)油藏以及高滲透油藏二氧化碳驅(qū)油過程中的流度控制；
[0023]2、本發(fā)明選用的氣溶性表面活性劑在超臨界二氧化碳中具有一定的溶解度，因而采用該類表活劑進(jìn)行二氧化碳流度控制時(shí)，由于在泡沫運(yùn)移過程中泡沫破滅后，溶解有一定濃度氣溶性表面活性劑的超臨界二氧化碳上浮過程中會(huì)與地層水接觸后再次起泡，從而提高該類泡沫的破滅再生性能，能夠?qū)崿F(xiàn)二氧化碳的深部流度控制。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0024]圖1為實(shí)施例1所述的基于氣溶性表面活性劑的低滲透油藏二氧化碳驅(qū)流度控制流程圖；
[0025]1、高壓儲(chǔ)罐；2、地面注入設(shè)施；3、注入井；4、低滲透油藏。
[0026]圖2為實(shí)施例2所述的基于氣溶性表面活性劑的普通及高滲透油藏二氧化碳驅(qū)流度控制流程圖；
[0027]5、儲(chǔ)水罐；6、地面注入設(shè)施；7、注入井；8、地面注入設(shè)施；9、高壓儲(chǔ)罐；10、油藏。
[0028]圖3為實(shí)施例3所述的基于氣溶性表面活性劑的超臨界二氧化碳泡沫破滅-再生示意圖；
[0029]11、泡沫；12、近井地帶；13、超臨界二氧化碳；14、水；15、油藏深部區(qū)域。
[0030]圖4為實(shí)施例3的整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中各階段的巖心入口的穩(wěn)定壓力的柱狀圖；
[0031]圖5為實(shí)施例4的整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中各階段的巖心入口的穩(wěn)定壓力的柱狀圖；
[0032]圖6為實(shí)施例5的`非均質(zhì)巖心的滲透率分布示意圖；
[0033]圖7為實(shí)施例5氣溶性表面活性劑為2EH-P05-E09的實(shí)驗(yàn)過程中各階段的巖心入口的壓力隨注入過程的變化曲線；
[0034]圖8為實(shí)施例5表面活性劑為SDS的實(shí)驗(yàn)過程中各階段的巖心入口的壓力隨注入過程的變化曲線。
【具體實(shí)施方式】
[0035]下面結(jié)合說明書附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步說明，但本發(fā)明所保護(hù)范圍不限于此。
[0036]原料來源
[0037]實(shí)施例1、實(shí)施例2、實(shí)施例3和實(shí)施例5~9所述脂肪醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚購
自美國陶氏化學(xué)公司，結(jié)構(gòu)式如下:
[0038]
【權(quán)利要求】
1.一種氣溶性表面活性劑用于二氧化碳驅(qū)油流度控制中的方法，其特征在于，步驟如下: 將氣溶性表面活性劑與超臨界二氧化碳按質(zhì)量分比為0.1%?1.5%的比例混合均勻，混合時(shí)的壓力為7?20MPa，溫度為40°C?90°C，然后注入油藏中； 或者， 將氣溶性表面活性劑與水按體積百分比0.1%?5%的比例在常溫常壓下混合均勻，制得氣溶性表面活性劑溶液；然后將氣溶性表面活性劑溶液與超臨界二氧化碳交替分別注入油藏中，氣溶性表面活性劑與超臨界二氧化碳的注入質(zhì)量比為1:(1?3); 所述氣溶性表面活性劑在溫度30°C?90°C、壓力7Mpa?20MPa條件下的超臨界二氧化碳中的溶解度為0.2wt%?2.5wt%，在水中的濁點(diǎn)溫度為60V?90°C。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的氣溶性表面活性劑為含有親二氧化碳基團(tuán)的氣溶性表面活性劑。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述親二氧化碳基團(tuán)為聚氧乙烯基團(tuán)、聚氧丙烯基團(tuán)、聚六氟氧丙烯或硅氧烷。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述的氣溶性表面活性劑為脂肪醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚或壬基酚聚氧乙烯醚。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述氣溶性表面活性劑與超臨界二氧化碳按質(zhì)量百分比為0.3%的比例混合，混合壓力為lOMPa，溫度為50°C。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述氣溶性表面活性劑與水按體積百分比為0.5%的比例混合。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述氣溶性表面活性劑與超臨界二氧化碳的注入質(zhì)量比為1:2。
【文檔編號(hào)】E21B43/22GK103867169SQ201410131646
【公開日】2014年6月18日 申請(qǐng)日期:2014年4月2日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月2日
【發(fā)明者】李兆敏, 張超, 李松巖, 李賓飛, 葉金橋, 張昀 申請(qǐng)人:中國石油大學(xué)(華東)