CN101974321B - 具有油藏适应性的胶束驱油剂 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种具有油藏适应性的胶束驱油剂，由表面活性剂A、B和靶向物C组成，表面活性剂A的分子至少含有一个带电的极性亲水基团，疏水基碳链长度为8-24，含有苯环、双键或环烷基；表面活性剂B的分子含羟基或聚氧乙烯基，疏水基碳链长度为8-24；靶向物C的分子含氧极性基团或含氮极性基团。将靶向分子增溶在表面活性剂溶胀胶束内，驱使溶胀胶束定向吸附在油/水界面，释放出表面活性剂和靶向分子，原位组装界面层。体系油/水界面张力可快速降至超低，且表面活性剂的使用浓度低，对油相广谱适用，抗盐性好，对地层矿化水的适应性好。
Description
发明领域
本发明涉及一种具有油藏适应性的胶束驱油剂，具体涉及低渗透油藏、碳酸盐油藏、常规砂岩油藏高含水后期提高采收率，以及注聚合物后提高采收率，属于油田化学技术领域。
发明背景
石油作为战略资源，其有效开采和利用举足轻重。由于石油是非再生资源，随着生产力水平的不断提高，社会对石油需求急剧上升，而再发现较大储量油藏的机遇减小，使提高已开发油田的采收率备受瞩目，采取技术手段提高采收率已成为潜力巨大的必要生产措施。多年来的研究已提出多种强化采油技术，其中化学方法如聚合物驱、碱水驱、表面活性剂驱、碱/表面活性剂/聚合物复合驱，是发展较快的提高采收率技术。
化学驱中，聚合物驱通过增加驱替水的粘度，降低水油流度比，缓解窜流现象，提高波及效率，并改善水在垂向油层间的分配比，调整吸水剖面，从而能够提高采收率。聚合物驱推广后，产生了一定的经济效益。但聚合物不具有界面活性，在驱替液波及处，由于毛细管力而圈捕在孔隙介质中的油以及吸附在岩石表面的油不能被有效驱动，因此聚合物驱后仍具有较高的剩余油饱和度。解决该问题最有效的方法是通过添加表面活性剂来实现。利用表面活性剂的界面活性，通过显著降低油/水界面张力，增大毛管数，并促使原油自岩石上脱附及有效分散，实现对残余油的有效驱动，从而提高采收率。
毛管数其中v是驱替速度，μ是驱替体系的粘度，σ是油水界面张力，θ是原油在油砂表面的接触角。在未加表面活性剂的情况下，毛管数约为10-5-10-7，若油水界面张力降低2-3个数量级，则毛管数可降低至10-3-10-5，残余油可得到有效驱动，残余油的量随毛管数的增大而降低，采收率大大提高。因此使油水界面张力降至超低10-3mN.m-1，是筛选化学驱油剂的重要指标。
油水界面张力的高低，取决于界面层内的分子组成，油相的疏水性越强，与水相差异越大，界面张力越高。表面活性剂在油水界面吸附和富集，亲水基伸向水相，亲油基伸向油相，使界面能大大降低，界面张力降低。表面活性剂降低油水界面张力的能力，既与表面活性剂的分子结构有关，又与油相组成和环境条件有关。
由于原油组成复杂，成分变化大，因此针对油藏条件筛选驱油剂不仅工作量大，而且具有油藏适应性的驱油剂往往难以得到，每更换一个区块，都需要重新筛选驱油剂配方，成为制约化学驱提高采收率发展的难题。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种具有油藏适应性的胶束驱油剂。
本发明胶束驱油剂具有靶向作用，使用浓度低，对不同组成的油相具有适应性，抗盐性好，对地层矿化水的适应性好。
本发明的技术方案如下：
一种具有油减适应性的胶束驱油剂，其特征在于，由表面活性剂A、B和靶向物C组成，其中，
表面活性剂A的分子至少含有一个带电的极性亲水基团，疏水基碳链长度为8-24，含有苯环、双键或环烷基；
表面活性剂B的分子有含氧极性基团：羟基或聚氧乙烯基，疏水基碳链长度为8-24；
上述A与B的质量比为(9～5)∶(1～5)；
靶向物C的分子有含氧极性基团或含氮极性基团，选自丁胺，己胺，辛胺，三乙醇胺，乙二胺，丁二胺，乙二醇，丁醇，异戊醇，己醇，辛醇，甘油，环己醇，丁酯，异丁酯或异戊酯。
上述C与A+B的质量比为(0.05～0.3)∶1。
优选的，表面活性剂A选自烷基苯磺酸盐、烷基磺酸盐、α-烯烃磺酸盐、烷基硫酸盐、石油磺酸盐、脂肪酸乙酯磺酸盐、烷基羧酸盐、磺基甜菜碱或羧基甜菜碱；
优选的，表面活性剂B选自烷基聚氧乙烯醚、烷基酚基聚乙烯醚、烷基聚乙烯醇或烷基醇酰胺。
本发明上述一种具有油藏适应性的胶束驱油剂制备方法，步骤如下：
将表面活性剂A、B按比例混合，在恒温25-40℃的情况下，搅拌混合均匀，然后边持续搅拌边加入靶向物C，直至体系成为澄清透明的单一液相，继续在搅拌的情况下加入清水，至A、B和C的总质量浓度为10.0-30.0wt％。
本发明具有油藏适应性的胶束驱油剂的应用，方法如下：
在注入井口时，将本发明所述胶束驱油剂与注入水混合，使得注入体系中加入的A、B和C的总质量浓度为0.05～0.5wt％。
上述注入水采用清水、地层水或处理后回用的井下产出水；
本发明应用时，所述胶束驱油剂可耐受的盐度范围是：总矿化度0-80,000ppm，钙镁离子总浓度0-1,000ppm。
本发明的胶束驱油剂，可应用于低渗透油藏提高采收率，碳酸盐油藏提高采收率，常规砂岩油藏高含水后期提高采收率，以及注聚合物后提高采收率。
以下是本发明胶束驱油剂的技术特点及优良效果说明：
本发明采用极性头亲水性强、界面吸附锚定效果好、界面效率高的表面活性剂A，与极性头斥力低、界面吸附趋势强、界面饱和吸附量大的表面活性剂B，A与B可在一定的浓度和配比下混合形成混合胶团溶液。靶向分子C可增溶于特定表面活性剂形成的溶胀胶团，具有较强的油水界面靶向吸附趋势，诱导溶胀胶团定位吸附在油水界面附近，原位组装形成预定的界面层，使得油水界面张力降至超低，即低于10-3mN.m-1。
本发明设计的胶束驱油剂，在靶向诱导吸附在界面后，新组装产生的界面层主要由外加表面活性剂及靶向分子组成，受原油组成影响较小，具有油相普适性，因此具有良好的油藏适应性。另外由于靶向效应，原位组装界面层，使得表面活性剂界面吸附趋势增强，油/水界面张力快速降至超低，使用浓度降低。
本发明的胶束驱油剂，界面层组成由注入的表面活性剂和靶向分子决定，受原油组成的影响小，因此具有使用浓度范围广、油相广谱适用的特性。表面活性剂增溶靶向分子形成溶胀胶束，提高了表面活性剂的抗盐性，因此对地层矿化水的适应性好。
附图说明
图1是对比例1传统驱油剂PS-1和本发明实施例1胶束驱油剂SD-1对应的原油/水界面张力曲线比较。恒温40℃下，采用TEXAS-500旋转滴界面张力仪，按照国标SY/T5370-1999方法，传统驱油剂和实施例1胶束驱油剂的有效浓度均为0.3wt％的情况下，测定油水界面张力随时间的变化，得到界面张力曲线。
图2是实施例2胶束驱油剂SD-2在不同浓度下对应原油/水界面张力曲线。在恒温40℃下，采用TEXAS-500旋转滴界面张力仪，按照国标SY/T5370-1999方法，测定原油油水界面张力随时间的变化，得到界面张力曲线。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本发明做进一步说明，但不仅限于此。
实施例1：
采用胜利油田孤东原油减二线组分，在温度50-55℃下，SO3/N2混合气流流速为120-160L/h，其中SO3平均浓度为3.0-5.0g/L，反应时间3-6小时后；加入氢氧化钠中和，得到石油磺酸盐。将90份石油磺酸盐与30份十六烷基聚氧乙烯醚(山东滨州化工厂产)混合，搅拌混合均匀，然后边搅拌边缓慢滴加15份辛胺，溶液澄清透明后，便搅拌边缓慢加入315份水，即得。标号为SD-1。
取1份SD-1，与100份胜利油田孤东地层水混合，搅拌均匀。将TEXAS-500旋转滴界面张力仪调节为40℃，将装满前述溶液的样品管放入，稳定半小时后，用微量注射器加入约1微升胜利孤岛东区原油，按照国标SY/T5370-1999方法，间隔一定的时间读取界面张力，界面张力曲线见图1所示。
对比例1：传统驱油剂PS-1东营东远化工有限公司产，配制成0.3wt％溶液，按照与实施例1同样的步骤，测定界面张力曲线，结果见图1。
由图1可以看出，对比例中传统驱油剂降低界面张力的速度慢，在40分钟内仍不能将油水界面张力降至超低。而胶束驱油剂则在15分钟以内将油水界面张力降至10-3mN/m以下，最低界面张力达10-4mN/m数量级，与对比例1相比效果显著。
实施例2：
将72份十二烷基苯磺酸钠(淄博鲁黔化工厂生产)与18份烷基醇酰胺(四川花语有限公司产)混合，在40℃下持续搅拌，混合均匀，然后在持续搅拌的情况下滴加10份辛醇，溶液澄清透明后，边搅拌边加入400份水，即得。标号为SD-2。
取1份SD-2，分别在25℃下边搅拌边缓慢加入199份、99份、66份和32份胜利油田孤东地层水，使得溶液中A、B、C的总浓度为分别为0.1、0.2、0.3、0.6wt％。按照与实施例1相同的步骤，按照国标SY/T5370-1999方法，测定体系与胜利孤岛东区原油的动态界面张力曲线，结果见图2。从图中可以看出，该胶束驱油剂在浓度为0.2、0.3wt％的情况下均可以很快地将油水界面张力降至10-3mN/m以下，在浓度为0.1wt％时界面张力降低速度减慢，但仍可以将油水界面张力降至超低。浓度增大至0.6wt％，界面张力不能降至超低。胶束驱油剂适宜在低浓度下使用，最佳浓度范围为0.2～0.3wt％。
实施例3：
将65份石油磺酸盐(胜利油田中胜国际石油化工集团有限公司产)与35份壬基酚基聚乙烯醚(浙江赞宇科技股份有限公司产)混合，搅拌混合均匀，然后边搅拌边缓慢滴加25份丁醇，溶液澄清透明后，便搅拌边缓慢加入375份水，即得。
实施例4：原油适应性实验
将TEXAS-500旋转滴界面张力仪调节为50℃，按照国标SY/T5370-1999方法，测定前述体系与胜利孤东西区原油、胜利油田胜坨坨口外输油、新疆克拉玛依原油的界面张力，水相均采用相应区块地层水，实验结果如下：
实施例5：混合模拟油相适应性实验
将正辛烷、正十二烷、甲苯以不同的质量比混合。将TEXAS-500旋转滴界面张力仪调节为40℃，按照国标SY/T5370-1999方法，测定前述体系与混合模拟油相的界面张力，实验结果如下：
综合上述实施例，本发明涉及的胶束驱油剂具有良好的油相适应性，对新疆克拉玛依油田、胜利油田孤岛东区、孤东西区、胜砣砣口等油藏条件都具有良好的应用效果。
Claims (1)
1.一种具有油相普适性的胶束驱油剂，由表面活性剂A、B和靶向物C组成，其中，
表面活性剂A的分子至少含有一个带电的极性亲水基团，疏水基碳链长度为8-24，选自烷基苯磺酸盐、烷基磺酸盐、α-烯烃磺酸盐、烷基硫酸盐、石油磺酸盐、脂肪酸乙酯磺酸盐、 烷基羧酸盐、磺基甜菜碱或羧基甜菜碱；
表面活性剂B的分子有含氧极性基团，疏水基碳链长度为8-24，选自烷基聚氧乙烯醚、烷基酚基聚乙烯醚、烷基聚乙烯醇或烷基醇酰胺；
上述A与B的质量比为（9～5）：（1～5）；
靶向物C的分子有含氧极性基团或含氮极性基团，选自辛胺或辛醇；
上述C与A+B的质量比为(0.05～0.3) ：1；
按以下步骤制备：
将表面活性剂A、B按比例混合，在恒温25-40℃的情况下，搅拌混合均匀，然后再持续搅拌下加入C，直至体系成为澄清透明的单一液相，继续在搅拌下加入水，至A、B和C的总质量浓度为10.0-30.0 wt %。
2. 权利要求1所述的胶束驱油剂的应用，方法如下：
将所述胶束驱油剂与注入水在注入井口时混合，使得加入的A、B和C的总质量浓度为0.05~0.5wt%。
3. 如权利要求2所述的胶束驱油剂的应用，其中，注入水采用清水、地层水或处理后回用的井下产出水。
4. 如权利要求2所述的胶束驱油剂的应用，其中，所述胶束驱油剂可耐受的盐度范围是：总矿化度0-80,000ppm，钙镁离子总浓度0-1,000ppm。
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