一種降低高溫化學(xué)復(fù)合驅(qū)油過程中組分損耗和地層傷害的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于油氣增產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，涉及降低高溫化學(xué)復(fù)合驅(qū)油過程中組分損耗和地 層傷害的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 三元復(fù)合驅(qū)技術(shù)產(chǎn)生于20世紀(jì)80年代初，三元復(fù)合驅(qū)是由堿、表面活性劑和聚合 物組成的復(fù)合體系（ASP)驅(qū)油方法，它是在堿驅(qū)、表面活性劑驅(qū)和聚合物驅(qū)的基礎(chǔ)上發(fā)展 起來的一項大幅度提高原油采收率的新技術(shù)，其實質(zhì)是用廉價無機堿部分地取代價格昂貴 的表面活性劑。三元復(fù)合驅(qū)以三種驅(qū)替劑的協(xié)同效應(yīng)為基礎(chǔ)，綜合發(fā)揮了化學(xué)劑作用，充分 提高了化學(xué)劑的利用效率，并大幅度降低了化學(xué)劑尤其是表面活性劑的用量，使其具有較 好的技術(shù)經(jīng)濟可行性。與聚合物驅(qū)相比，它在擴大波及體積的基礎(chǔ)上，能夠進一步提高驅(qū)油 效率。
[0003] 三元體系中的聚合物主要采用部分水解聚丙烯酰胺（HPAM)，通過增加水相粘度提 高水的流度來降低流度比，從而擴大驅(qū)替水的波及體積，同時HPAM具有一定的彈性，能夠 啟動孔隙介質(zhì)中的殘余油，從而在一定程度上提高微觀驅(qū)油效率，具有較好的提高采收率 的效果。表面活性劑主要通過親水親油的兩親結(jié)構(gòu)吸附在油水界面，起到降低油水界面張 力增大毛管數(shù)的作用，能夠顯著提高驅(qū)油效率。聚合物和表面活性劑二元體系同時具有提 高驅(qū)油效率和波及效率的作用，但是存在的主要問題是二者在巖石表面的吸附損失較大， 因此無法保證其在油藏深部的驅(qū)油效果；同時，一般情況下低用量（〇. 3% )表面活性劑僅 可降低油水界面張力至10_2mN/m，根據(jù)毛管數(shù)理論和地層孔喉尺寸，無法有效滿足啟動殘余 油的要求，而高濃度表面活性劑成本高，用量大，制約其在礦場中的實際應(yīng)用。研宄發(fā)現(xiàn)，加 入堿可在一定程度上進一步降低油水界面張力至超低狀態(tài)，并具有降低聚合物和表面活性 劑吸附損失的作用。
[0004] 目前三元復(fù)合驅(qū)中用到的堿主要為強堿NaOH和弱堿Na2CO3，其主要作用是堿與原 油中極性組分（如石油酸）作用，生成表面活性助劑，進一步降低油/水界面張力；堿可以 改變巖石潤濕性能，使礦物表面帶一層負(fù)電荷，降低帶陰離子基團的活性劑、聚合物的吸附 損失；堿可促進乳化，有利于原油的乳化攜帶；原油與地層水接觸后，在油/水界面上形成 剛性界面膜，油滴很難驅(qū)動，而堿可以破壞或增溶這個界面膜，促使油滴流動；保持充分的 堿性環(huán)境，激活陰離子型活性劑，提高活性劑使用效率；調(diào)節(jié)水相礦化度，促進活性劑向界 面運移。
[0005] 在三元復(fù)合驅(qū)中應(yīng)用高濃度（I. 2wt% )強堿NaOH也會帶來一系列問題，如強堿溶 蝕地層中鈣、鎂、硅及粘土礦物，在地層造成傷害并在井筒造成泵掛系統(tǒng)結(jié)垢；強堿導(dǎo)致深 度乳化，處理采出液難度大；強堿降低聚合物的粘彈性能。采用低堿（濃度小于〇. 8wt% )、 弱堿Na2CO3S元復(fù)合驅(qū)已經(jīng)成為一種趨勢。無機弱堿也有其弊端，例如弱堿體系中Na2CO3 對配制污水中二價離子敏感，易造成地面注入泵泵頭和濾網(wǎng)處結(jié)垢，且仍存在較大程度的 結(jié)垢等地層傷害。另外，不管是強堿還是弱堿，都會使得聚合物溶液粘度下降，增大聚合物 的用量。溫度越高，以上問題就更嚴(yán)重。
[0006] 用有機弱堿代替無機弱堿可能是一條有效解決問題的途徑。Berger通過對比有機 堿和Na2C03在三元復(fù)合驅(qū)中的應(yīng)用，論證了有機堿與地層水有良好的配伍性，不與Ca2+、Mg2+ 產(chǎn)生沉淀，從而節(jié)省了污水處理費用，同時對聚合物粘度也不會造成影響。凡是具有堿性的 化合物統(tǒng)稱為有機堿，但是一般情況下，有機堿是指分子中含有氨基的有機化合物，例如胺 類化合物。有機胺類化合物一般是指有機類物質(zhì)與氨發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成的化合物，分為脂 肪胺類（如二甲胺、二乙胺、三乙胺、乙二胺等）、醇胺類（如一乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺 等）、酰胺類（如甲酰胺、乙酰胺、丙酰胺等）、脂環(huán)胺類（如三亞乙基二胺、二亞乙基三胺、 嗎啉等）、芳香胺類（如苯胺、間苯二胺等）、萘系胺類（如1-萘胺、2_萘胺、牛磺酸）、其它 胺類（如聚乙烯亞胺、羥胺）等七大類。不同種類的有機胺所呈現(xiàn)的堿性強弱規(guī)律不同。
[0007] 有機堿在三元復(fù)合驅(qū)中的應(yīng)用，目前國內(nèi)外都處于剛剛起步階段。研宄人員探討 了有機堿的作用機理，有機堿可降低吸附，且具有協(xié)同降低界面張力的能力并與多價陽離 子絡(luò)合，不會與鈣、鎂等二價陽離子反應(yīng)生成沉淀。同時，通過初步研宄有機堿對勝利油田 原油界面張力的影響及其與勝利原油的協(xié)同作用，表明乙醇胺與原油中的酸性組分反應(yīng)生 成表面活性劑，勝利石油磺酸鹽和乙醇胺復(fù)配可以使界面張力接近或達到超低范圍。
[0008] 針對目前化學(xué)驅(qū)油過程中特別是高溫油藏條件下存在的結(jié)垢、地層傷害等問題， 有必要優(yōu)選適用于高溫化學(xué)復(fù)合驅(qū)油的有機堿，系統(tǒng)評價其對進一步降低油水界面、減小 聚合物和表面活性劑等組分損耗及地層傷害的效果，并通過不同驅(qū)油模型的驅(qū)油效果進行 驗證，探討其在高溫化學(xué)驅(qū)油中的應(yīng)用可行性。在現(xiàn)有的文獻報道中，沒有公開高溫油藏驅(qū) 油中有機堿與聚合物和表面活性劑的配伍性及其降低吸附損失和地層傷害的能力。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 本發(fā)明的目的是提供一種降低高溫化學(xué)復(fù)合驅(qū)油過程中組分損耗和地層傷害的 方法，針對油藏溫度在85°C以上的高溫油藏，大幅度降低化學(xué)劑吸附損失以及降低界面張 力，從而大幅改善驅(qū)油效果。
[0010] 本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是，降低高溫化學(xué)復(fù)合驅(qū)油過程中組分損耗和地層傷害 的方法，在85°C-95°c油層中，采用由有機堿乙醇胺、表面活性劑SH-6和聚合物部分水解聚 丙烯酰胺組成的復(fù)合體系驅(qū)油，其中，有機堿乙醇胺濃度為3000mg/L-12000mg/L，表面活性 劑SH-6的濃度為2000mg/L-4000mg/L，部分水解聚丙烯酰胺濃度為1000mg/L-2500mg/L。
[0011] 本發(fā)明的特征還在于，
[0012] 具體按照以下步驟進行：
[0013]步驟1:
[0014] 選擇7種常用有機堿，分別是甲基胺，三甲胺，三乙胺，苯胺，乙醇胺，二乙醇胺，三 乙醇胺；
[0015] 根據(jù)物化性質(zhì)因素再進行初步篩選：選定三乙胺、乙醇胺、二乙醇胺和三乙醇胺4 種有機堿進行下一步評價；
[0016]步驟 2:
[0017] 利用SVT20N型界面張力儀在溫度85°C-95°C和轉(zhuǎn)速3000-8000轉(zhuǎn)/分的實驗條 件下，以降低油水界面張力為技術(shù)指標(biāo)，對三乙胺、乙醇胺、二乙醇胺和三乙醇胺4種有機 堿進行評價并優(yōu)選；之后，選擇乙醇胺，二乙醇胺，三乙醇胺；
[0018]步驟 3:
[0019]將不同濃度 1000mg/L、3000mg/L、5000mg/L、6000mg/L、8000mg/L、10000mg/L、 12000mg/L的乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺3種有機堿、濃度與以上3種有機堿濃度相同的弱 堿碳酸鈉與3000mg/L表面活性劑SH-6復(fù)配后的界面張力進行對比，并與步驟2不加碳酸 鈉的活性劑單劑的界面張力進行比較；
[0020] 步驟 4 :
[0021] 通過對乙醇胺，二乙醇胺，三乙醇胺3種有機堿各項性質(zhì)的對比，包括閃點、相對 密度、外觀與性狀、溶解性、堿性、毒性、危險性、價格各方面進行對比，優(yōu)選出乙醇胺；
[0022]步驟5 :
[0023] 將乙醇胺與聚合物復(fù)配后進行二元和三元體系界面張力評價，考察聚合物部分水 解聚丙烯酰胺的加入對有機堿和活性劑體系界面張力的影響；
[0024]步驟6 :
[0025] 有機堿乙醇胺、強堿氫氧化鈉和弱堿碳酸鈉在地層中的堿耗來評價其在地層中的 有效作用：乙醇胺在不同濃度6000mg/L、8000mg/L、10000mg/L和12000mg/L，不同固液比 1:5、1:10和1:20以及不同老化時間4h、24h、120h和480h的堿耗量；
[0026]步驟7 :
[0027] 采用分光光度計法，通過考察有機堿乙醇胺、強堿氫氧化鈉、弱堿碳酸鈉堿液分別 和油層砂靜置一段時間后堿液中硅的產(chǎn)出濃度，表征堿造成的礦物溶蝕和地層傷害的程 度；堿劑濃度均選擇l〇〇〇mg/L-12000mg/L，固液比選擇1:20，
[0028]步驟 8:
[0029] 分別測定不加堿的聚合物/活性劑二元體系、有機堿乙醇胺/聚合物/活性劑 三元體系以及無機堿氫氧化鈉/聚合物/活性劑三元體系中各組分的濃度，評價堿的加 入對聚合物和活性劑產(chǎn)出動態(tài)的影響，通過對比各組分的突破對應(yīng)PV數(shù)和濃度極值分析 聚合物和活性劑在地層中的吸附，組分突破越快，對應(yīng)突破PV數(shù)越小，濃度極值比值越 大，說明在巖心中的吸附越小，聚合物濃度為l〇〇〇mg/L-2500mg/L，活性劑加量為2000mg/ L-4000mg/L，堿濃度均 1000mg/L-12000mg/L;
[0030]步驟9 :
[0031] 分別采用不同尺度物理模型評價有機堿三元復(fù)合體系的驅(qū)油效果：
[0032]物理模型：兩層非均質(zhì)人造巖心 4. 5X4. 5X30c