CN103881676A

CN103881676A - 一种油外相乳状液驱油剂及其制备方法和应用

Info

Publication number: CN103881676A
Application number: CN201410093658.1A
Authority: CN
Inventors: 侯吉瑞; 端祥刚; 李实�; 赵凤兰; 程婷婷; 马云飞; 俞宏伟
Original assignee: China University of Petroleum Beijing
Current assignee: China University of Petroleum Beijing
Priority date: 2014-03-13
Filing date: 2014-03-13
Publication date: 2014-06-25

Abstract

本发明提供了一种油外相乳状液驱油剂及其制备方法和应用。该油外相乳状液驱油剂的组成包括：乳化剂、原油和水；其中，所述乳化剂的体积含量占该油外相乳状液驱油剂总体积的0.2-0.4%，所述原油的体积含量占该油外相乳状液驱油剂总体积的30%，余量为水；乳化剂包括聚异丁烯丁二酸单山梨酸酯、聚异丁烯丁二酸单三乙二醇酯和聚异丁烯丁二酸甘油酯中的一种或几种的组合。本发明还提供了上述油外相乳状液驱油剂的制备方法以及采用上述驱油剂的驱油方法。本发明所提供的驱油剂是一种耐温耐盐性强，抗吸附能力强的驱油剂，能够实现流度控制和阻力调节，可以有效扩大波及体积，达到提高水驱采收率的目的。

Description

一种油外相乳状液驱油剂及其制备方法和应用

技术领域

本发明涉及一种驱油剂及其制备方法和应用，特别涉及一种油外相乳状液驱油剂及其制备方法和应用，属于原油开采技术领域。

背景技术

随着工业的发展，石油的社会需求量与石油资源严重不足的矛盾日益加剧。如何从已开发的油田中开采出更多的油成为石油专家们的技术难题。随着科技的进步，一些特殊的油藏也越来越多的被开发，如低渗透油藏、特低渗透油藏、高温高盐油藏等。对于特殊油藏的开发，尤其是高温高盐油藏，目前一些常规的开发手段难以奏效，因此需要研究满足特殊油藏需要的提高采收率的方法与技术。

聚合物驱、聚合物二元驱和聚合物三元复合驱技术是目前我国提高采收率的主要技术，而且取得了巨大的成功，但是近年来的研究成果表明，高温高盐高渗的油藏并不适合聚合物驱或者复合驱，因为聚合物受温度和矿化度影响较大，存在不抗剪切、热降解和盐敏效应，从而导致其存在稳定性差，粘度保留率低等问题。201210159415.4和201010552190.X报道了用于高温高盐的无碱二元复合驱的驱油方法，但是都含有聚合物，因此仅适用于在油藏温度在70℃左右，总矿化度≥20000mg/L，钙镁离子总量大于500mg/L的注入水条件中进行驱油。201310180126.7报道了一种用于提高高温高盐高硬度油藏的驱油剂，该驱油剂用的是氧化胺型两性表面活性剂和烷基酚聚氧乙烯醚羧酸盐，该驱油剂可以在100℃-120℃，地层水矿化度为（10-15）×10⁴mg/L，钙镁二价金属离子总量7000-10000mg/L的注入水条件下注入天然岩心，驱替残余油。

但是在目前研究的耐温耐盐体系中，无论是聚合物表面活性剂二元驱，还是表面活性剂驱都存在表面活性剂的吸附损失这一关键问题，而且这些驱替方法只适合中高渗油藏，对于特高渗油藏，这些驱油剂的流度控制能力有限。

因此，针对特高渗地层，流度控制能力更强的耐温耐盐驱油剂的研究是本领域亟待解决的问题。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种油外相乳状液驱油剂，该驱油剂适用于高温高盐高渗的油藏，是一种耐温耐盐性强，抗吸附能力强、流度控制能力强的驱油剂。

本发明的目的还在于提供上述油外相乳状液驱油剂的制备方法。

为了达到上述目的，本发明首先提供了一种油外相乳状液驱油剂，其组成包括：乳化剂、原油和水；

其中，所述乳化剂的体积含量占该油外相乳状液驱油剂总体积的0.2-0.4%，所述原油的体积含量占该油外相乳状液驱油剂总体积的30%，余量为水；

所述乳化剂包括聚异丁烯丁二酸单山梨酸酯、聚异丁烯丁二酸单三乙二醇酯和聚异丁烯丁二酸甘油酯等中的一种或几种的组合；不同原油需要调整乳化剂的种类和用量。

在本发明所提供的油外相乳状液驱油剂中，所述乳化剂可溶解在适量煤油中使用，煤油起到预溶解乳化剂的作用，普通煤油即可。

在本发明所提供的油外相乳状液驱油剂中，优选地，所采用的原油包括稠油或渣油等。

在本发明所提供的油外相乳状液驱油剂中，优选地，所述油外相乳状液驱油剂的粘度为2000-100000mPa·s。

本发明所提供的油外相乳状液驱油剂，优选地，所采用的水的矿化度为(10-15)×10⁴mg/L，钙镁离子浓度为5000mg/L-10000mg/L。

本发明还提供了上述油外相乳状液驱油剂的制备方法，包括以下步骤：

将乳化剂加热至90-95℃，加入90-95℃的原油中搅拌，然后在90-95℃下恒温保持10-20min，加入90-95℃的水，搅拌5-10min，静止2-5min，再搅拌10-20min，制得所述油外相型乳状液驱油剂。

本发明所提供制备方法中，优选地，将原油加热至呈流动状态后使用。

本发明还提供了采用上述油外相乳状液驱油剂的驱油方法，包括先以水驱油至含水率大于98%，随后注入所述油外相乳状液驱油剂进行驱替作业，再进行后续水驱作业的步骤。

上述驱油方法可以按照以下具体步骤进行：

抽真空，水驱替，测定孔隙体积（PV），油驱水进行饱和油后，老化72小时；

注入水进行水驱油，当采出液的含水率大于98%时，停止水驱；

注入油外相乳状液驱油剂，记录压力和采出油量；油外相乳状液驱油剂的实验室用量根据注入压力的变化调整，一般为0.1-0.3PV，具体用于现场时，根据施工井的实际情况设计方案；

再次注入水进行后续水驱作业，驱替至含水98%以上，记录驱油效率。

根据本发明的具体实施方式，驱油方法中使用的水为矿化度为(10-15)×10⁴mg/L的高矿化度水。

根据本发明的具体实施方案，优选地，上述油外相乳状液驱油剂适用于在油藏温度为90℃-100℃，矿化度≥10×10⁴mg/L，钙镁离子浓度为5000mg/L-10000mg/L的注入水条件中进行驱替作业。

本发明所提供的油外相乳化剂驱油剂是一种应用于三次采油的高粘度的驱油剂，可以有效降低流度比的驱油剂。该油外相乳化剂驱油剂耐温、耐盐，是一种假塑性流体；其中的乳化剂溶液具有较高的粘度和低的渗流能力，可以有效降低高渗层水的流度；能够实现流度控制和阻力调节，可以有效扩大波及体积，达到提高水驱采收率的目的。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，现对本发明的技术方案进行以下详细说明，但不能理解为对本发明的可实施范围的限定。

实施例1

本实施例提供了一种油外相乳状液驱油剂，其组成包括：0.8g聚异丁烯丁二酸甘油酯、60mL稠油（95℃时粘度为140.3cp，密度是0.9211g/cm³）和140mL自来水。

本实施例还提供了上述油外相乳状液驱油剂的制备方法，具体过程如下：

将乳化剂溶解于0.2g煤油中，加热至95℃，加入预热至95℃的呈流动状态的稠油中，搅拌均匀，放入95℃的恒温箱中保持15min，再将其倒入瓦楞搅拌机中，低速搅拌均匀。用量筒量取95℃140mL的自来水，倒入搅拌机中，以10000r/min的转速搅拌5min，静置2min，再搅拌10min，即制得所述油外相乳状液驱油剂。

实施例2

本实施例对实施例1的油外相乳状液驱油剂，进行粘度测量和耐温稳定性测试。

粘度测量

将实施例1制备得到的油外相型乳状液驱油剂使用RS600流变仪（德国哈克公司）在80℃-95℃下测定该体系的粘度。

粘度测量结果显示，该条件下实施例1制备得到的油外相型乳状液驱油剂在剪切速率为6s^-1时的粘度为8372mPa·s。

耐温稳定性测试

分别取6组实施例1制备的油外相乳状液驱油剂作为样品，放置在95℃的恒温箱中，观察21天，用析水率（FV）和稳定性评分（SV）表征其耐温稳定性。

其中FV=V1/V2*100%；SV=∑Ki^[1-fvi]

式中的FV为析水率，单位为%；

SV为稳定性评分；

V1为一定时间内析出水的体积，单位为mL；

V2为制备乳化剂溶液时所加入的活性水的体积，单位为mL；

Ki为加权系数。

6组样品的对应静置时间分别为10min，20min，30min，40min，50min，60min，Ki分别取1-6，0＜SV＜21，计算的SV值越大，表示乳状液的稳定性越好。

测试结果显示，该条件下驱油剂的平均FV为0%，平均SV约为21.0，表明实施例1制备的油外相乳状液驱油剂的耐温稳定性好。

实施例3

本实施例提供了一种油外相乳状液驱油剂，其组成包括：0.8g聚异丁烯丁二酸甘油酯、60mL原油和140mL模拟地层水（矿化度15×10⁴mg/L）。

本实施例还提供了上述油外相乳状液驱油剂的制备方法，具体过程与实施例1相同。

取6组上述的油外相乳状液驱油剂进行耐盐稳定性测试。

采用不同矿化度的模拟地层水（矿化度分别为5/7/10/15/17/20×10⁴mg/L）配制稳定的油外相乳状液驱油剂，然后将6组驱油剂放置在95℃的恒温箱中，观察21天，用FV和SV表征该体系的耐盐稳定性。测试结果显示，该条件下驱油剂平均FV为8.3%，平均SV为20.92，表明本实施例制备的油外相乳状液驱油剂的耐盐稳定性好。

实施例4

本实施例对实施例1制备的油外相乳状液驱油剂进行流度控制能力测试。

实验用多孔介质为多点测压型填砂模型，长100cm，直径2.50cm。

具体实验按照以下步骤进行：抽真空45min，以模拟地层水饱和填砂模型，测定孔隙体积为194mL；

在90℃恒温条件下，以0.3mL/min的固定流速注入地层水驱替饱和填砂模型，至压力稳定为2.52kPa，测定模型渗透率值为4.044μm²；

以0.3mL/min的流速注入实施例1的耐温耐盐型油外相乳状液驱油剂，至压力稳定为3484.0kPa，渗流阻力因子为1382.5，然后再以0.3mL/min的流速注入地层水，至压力稳定为122.4，测得残余阻力系数为48.6。

同样的实验条件，当模型渗透率值为9.513μm²时，渗流阻力因子为2235.6，残余阻力系数为55.5；当模型渗透率值为15.654μm²时，渗流阻力因子为3635.9，残余阻力系数为79.4。可以看出，不同的渗透率条件下，实施例1的油外相乳状液驱油剂相对水驱的渗流阻力在1000-3000左右，渗流阻力越大，对注入体系的流度控制能力越好，调整注入剖面的能力就越强，从而扩大波及体积，提高采收率。可以看出，不同的渗透率条件下，实施例1的油外相乳状液驱油剂相对水驱的残余阻力系数在50-100左右，说明实施例1的油外相乳状液驱油剂能够对窜流通道形成有效封堵，使得后续注入水绕到之前未波及的区域，扩大波及体积，并且说明本发明的油外相乳状液驱油剂具有较好的耐冲刷性，且作用有效期长。

实施例5

本实施例对实施例1制备的油外相乳状液驱油剂进行驱油效果的评价。

具体实验按照以下步骤进行：抽真空45min，以模拟地层水饱和填砂模型，测定孔隙体积（PV）190mL；

在90℃恒温条件下，以0.3mL/min的固定流速注入地层水驱替饱和填砂模型，测定模型渗透率值为4.080μm²；

以0.3mL/min注入大庆原油进行饱和油，至出口端含油100%以后，放在恒温箱内老化72小时；

以0.3mL/min的流速注入模拟地层水进行水驱油，至出口端含水大于98%，停止水驱，记录水驱采收率为44%。

在进行上述水驱作业后再以0.3mL/min的速率注入实施例1的耐温耐盐型油外相乳状液驱油剂57mL（0.3PV）后继续注水进行后续水驱作业，记录采收率，结果表明使用实施例1的驱油剂与单独水驱相比能够使采出程度提高26.3%。

同样的实验条件下，当渗透率到达10000mD时，使用本发明的油外相乳状液驱油剂后可以提高采出程度30%。渗透率到达16018mD时，可以提高采出程度29%左右。由此说明，本发明的油外相乳状液驱油剂可以极大程度地提高渗流阻力因子，对高渗储层实现强力而有效的封堵，对于渗透率为4000-16000mD的储层，可以提高采收率26-30%。

Claims

1.一种油外相乳状液驱油剂，其组成包括：乳化剂、原油和水；

所述乳化剂包括聚异丁烯丁二酸单山梨酸酯、聚异丁烯丁二酸单三乙二醇酯和聚异丁烯丁二酸甘油酯中的一种或几种的组合。

2.根据权利要求1所述的油外相乳状液驱油剂，其中，所述原油包括稠油或渣油。

3.根据权利要求1所述的油外相乳状液驱油剂，其中，该油外相乳状液驱油剂的粘度为2000-100000mPa·s。

4.根据权利要求1所述的油外相乳状液驱油剂，其中，所述水的矿化度为(10-15)×10⁴mg/L，钙镁离子浓度为5000mg/L-10000mg/L。

5.权利要求1-4任一项所述的油外相乳状液驱油剂的制备方法，包括以下步骤：

将乳化剂加热至90-95℃，加入90-95℃的原油中并进行搅拌，然后在90-95℃下恒温保持10-20min，加入90-95℃的水，搅拌5-10min，静止2-5min，再搅拌10-20min，制得所述油外相型乳状液驱油剂。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其中，所述原油是加热至流动状态后使用。

7.采用权利要求1-4任一项所述的油外相乳状液驱油剂的驱油方法，包括先以水驱油至含水率大于98%，随后注入所述油外相乳状液驱油剂进行驱替作业，再进行后续的水驱作业的步骤。

8.权利要求1-4任一项所述的油外相乳状液驱油剂的应用，其适用于在油藏温度为90℃-100℃，矿化度≥10×10⁴mg/L，钙镁离子浓度为5000mg/L-10000mg/L的注入水条件中进行驱替作业。