CN107312516B - 一种生物源复合驱油体系及制备方法和驱油方法 - Google Patents

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Abstract

一种生物源复合驱油体系及制备方法和驱油方法，以质量百分比计包括：0.04～0.06％的威兰胶，0.40～0.60％的脂肽类生物表面活性剂，0.03～0.05％的SAS‑60，余量为地层水。在油藏温度75～100℃、地层水总矿化度30000～50000mg/L，钙镁二价金属离子含量3000～7500mg/L的条件下，该复合驱油体系可将油水界面张力降至0.0024mN/m。采用复合段塞调驱方法，可提高水驱效率18.1％。本发明中的复合驱油体系的主剂均属生物源性，无毒或低毒，助剂SAS‑60生物降解性良好，绿色环保。该复合驱油体系耐高温高矿化度，驱油效果较为显著，可满足油田绿色高效开发的需求。

Description

一种生物源复合驱油体系及制备方法和驱油方法
技术领域
本发明属于油田化学领域，涉及一种生物源复合驱油体系及其驱油方法。
背景技术
传统化学驱油剂易于提高水驱效率，但其存在无法克服的缺陷。大量化学驱油剂注入地层后，不易生物降解，伤害储层，污染地下水资源，破坏油藏生态环境。另外，化学驱油剂对储层条件要求高。地层水矿化度和钙镁二价金属离子含量高，温度高的油层与化学驱油剂配伍差，驱油效果大幅度降低。生物源驱油剂作为一种绿色高效驱油剂，具有传统化学驱无可比拟的优势：1、无毒或低毒、可生物降解，对地层无伤害，绿色环保。2、高温高矿化度条件下仍具有优越的乳化和降低油水界面张力性能，对于热降解、剪切降解和盐贾敏效应的稳定性高，粘度保留率高。生物源驱油剂适用油藏范围广，在低高温低高矿化度油藏中均具有良好的驱油效果。
目前，以生物来源的脂肽类生物表面活性剂与多糖聚合物威兰胶为主剂，以可生物降解的化学表面活性剂SAS-60为助剂，复配成绿色环保、耐高温高矿化度驱油体系的相关研究未有报道。近年来对于生物源类驱油剂的研究主要集中于鼠李糖脂。例如，专利CN104673262A公布的驱油体系中主剂虽为鼠李糖脂，但助剂为石油磺酸盐和聚丙烯酸等传统表面活性剂与聚合物，由于阴离子型表面活性剂和传统化学聚合物耐高温高矿化度差、耐剪切性能差，该驱油剂体系不具有在高温高矿化度油藏应用的潜力。专利CN103254883A发明的驱油剂可用于超过100℃，总矿化度(10～15)×104mg/L的高温高盐油藏，但该驱油剂含有氧化胺型两性表面活性剂和烷基酚聚氧乙烯醚羧酸盐。烷基酚聚氧乙烯醚系列表面活性剂及其生物降解物具有毒性、皮肤刺激性、致癌性、对水生物危害严重，其绿色环保性远不及生物表面活性剂等生物源驱油剂。专利CN102373258公布的脂肽类生物表面活性剂未复配其他表面活性剂或聚合物，驱油效率仅有5～12％。
针对化学合成驱油剂对环境危害严重，耐温耐盐性能差，而单一生物表面活性剂驱或单一生物聚合物驱效率低等问题。为满足国内油田绿色高效开发的需求，有必要提供一种绿色环保高效的生物源复合驱油体系及其驱油方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种绿色环保、耐高温高矿化度、驱油效率高的生物源复合驱油体系及制备方法和驱油方法。
为实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：
一种生物源复合驱油体系，以质量百分比计包括以下组份：0.04～0.06％的威兰胶，0.40～0.60％的脂肽类生物表面活性剂，0.03～0.05％的SAS-60，余量为地层水。
本发明进一步的改进在于，所述地层水的总矿化度为30000～50000mg/L，钙镁二价金属离子含量为3000～7500mg/L。
一种生物源复合驱油体系的制备方法，向威兰胶溶液中加入脂肽类生物表面活性剂和SAS-60，搅拌均匀，得到生物源复合驱油体系；其中，生物源复合驱油体系中威兰胶的质量百分比为0.04～0.06％，脂肽类生物表面活性剂质量百分比为0.40～0.60％，SAS-60质量百分比为0.03～0.05％。
本发明进一步的改进在于，威兰胶溶液是通过将威兰胶加入到地层水中溶解制得，并且威兰胶溶液的质量浓度为0.4～0.6％。
本发明进一步的改进在于，地层水的总矿化度为30000～50000mg/L，钙镁二价金属离子含量为3000～7500mg/L。
一种生物源复合驱油体系的驱油方法，在油藏温度为75～100℃、地层水总矿化度为30000～50000mg/L、钙镁二价金属离子含量为3000～7500mg/L的条件下，在水驱后的岩心中依次注入威兰胶溶液、0.01～0.02PV地层水以及0.3～0.5PV复合驱油体系，使残余油与复合驱油体系接触，将残余油充分驱替出来。
本发明进一步的改进在于，威兰胶溶液注入过程为：先注入0.03～0.05PV质量浓度为0.04～0.06％的威兰胶溶液，再注入0.1～0.2PV质量浓度为0.25～0.30％的威兰胶溶液。
与现有技术相比，本发明具有的有益效果：
本发明的生物源复合驱油体系中所使用的威兰胶是一种新型生物多糖类聚合物，是产碱杆菌利用葡萄糖经发酵产生的高分子多糖类聚合物，无味、无臭，无毒。威兰胶的滤饼不抗微生物，可生物降解。相比黄原胶、结冷胶等其他生物高分子多糖聚合物，威兰胶具有更优越的流变性、增粘作用、高温高矿化度稳定性、酸碱稳定性、耐盐性和剪切稳定性。脂肽类生物表面活性剂是芽孢杆菌利用葡萄糖经发酵产生，是由脂肪酸和脂肽组成具两亲结构的表面活性剂。与化学表面活性剂相比，其分子量小，可进入低渗低孔储层中发挥表面活性，不堵塞地层，无毒或低毒，可生物降解，耐高温高矿化度，适用油藏范围更广。SAS-60，即仲烷基磺酸钠，在高温高碱环境下有较好的表面活性和乳化性，在化妆品、餐具洗涤剂等领域得到广泛应用。SAS-60可经微生物降解，生物自然降解率达98％以上，对人体和环境无害，是一种适用于提高原油采收率的绿色表面活性剂。本发明以多糖聚合物威兰胶和脂肽类生物表面活性剂为主剂，以绿色表面活性剂SAS-60为助剂进行复配，形成一种绿色环保，可生物降解的复合驱油体系。生物安全性评价实验表明，该驱油体系具有较高的生物安全性，对眼睛和皮肤等生物组织无刺激性和毒性。
本发明中的复合驱油体系的主剂均属生物源性，无毒或低毒，助剂SAS-60生物降解性良好，绿色环保。该复合驱油体系耐高温高矿化度，各组分协同驱油效果较为显著，可满足油田绿色高效开发的需求。本发明的制备方法简单，易于实现。
本发明上述复合驱油体系耐高温高矿化度，在地层温度为75～100℃，地层水总矿化度为30000～50000mg/L，钙镁二价金属离子含量为3000～7500mg/L的油藏条件下，可将油水界面张力降至超低(0.0024mN/m)。室内岩心物理模拟驱替实验结果表明，其可提高水驱效率18.1％，效果较为显著，符合各大油田绿色高效开发的理念和需求。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明作进一步阐述。
本发明中威兰胶的生产厂家为河北鑫合生物化工有限责任公司，脂肽类生物表面活性剂的生产厂家为大庆华理能源生物技术有限公司，SAS-60(仲烷基磺酸钠)的生产厂家为科莱恩化工有限公司。
实施例1生物安全性评价实验
(1)驱油体系配比：按质量百分数计，包括威兰胶0.06％，脂肽类生物表面活性剂0.60％，SAS-60 0.05％，其余为地层水。
(2)驱油体系配制方法：将威兰胶加入到地层水中，配制质量浓度为0.60％的威兰胶溶液，室温下搅拌溶解3小时，然后将脂肽类生物表面活性剂和SAS-60依次加入到上述威兰胶溶液中，再加入地层水至威兰胶质量百分比为0.06％，脂肽类生物表面活性剂质量百分比为0.60％，SAS-60质量百分比为0.05％，在室温下搅拌溶解1小时，得到驱油体系。
(3)皮肤刺激实验：剪去小鼠背毛，在正常皮肤和损伤表皮的皮肤部位分别擦上上述驱油体系，使复合驱油体系与皮肤接触4小时后，用水彻底清洗。在30、60分钟以及24、48、72小时后，小鼠皮肤均未出现溃烂、红斑和浮肿现象，说明该复合驱油体系无皮肤刺激性或刺激性极小。
(4)眼粘膜刺激实验：将所述复合驱油体系涂在小鼠下眼睑上，闭合眼睑5秒钟，以防损失。另一只眼不涂复合驱油体系作为对照。将一半授试小鼠在60秒后洗眼1分钟。在24、48、72小时以及第4、7天记录眼损伤情况。试验结果表明，只有在眼部刺激后不用水清洗的情况下，眼粘膜出现红肿现象，否则无不良反应，说明该复合驱油体系刺激眼部后，及时清洗，对眼粘膜无毒性或毒性极低。
实施例2与高温高矿化度地层条件配伍性实验
(1)驱油剂配比和配制方法如实施例1所述。
(2)将上述复合驱油剂体系于碘量瓶中密封，置于100℃的恒温箱，48小时后，在高温高矿化度的油藏条件下未出现沉淀、絮凝或产生悬浮物，说明与油藏条件配伍性良好，不会堵塞地层。
实施例3不同组分浓度条件下，复合驱油体系的界面张力和粘度
(1)驱油体系配比：按照质量百分数计，包括威兰胶0.04～0.06％、脂肽类生物表面活性剂0.40～0.60％、SAS-60 0.03～0.05％，其余为地层水。具体各组分质量百分比见表1。
(2)驱油体系配制方法如实施例1所述。
(3)将上述复合驱油剂体系于碘量瓶中密封，置于100℃的恒温箱，48小时后，测定驱油体系的粘度及与脱水原油(100℃粘度0.501mpa.s，密度0.848g/cm3)的油水界面张力。界面张力由美国德克萨斯大学生产的TX-500型旋转滴界面张力仪测定。表观粘度由美国热电公司的Haake RS6000型旋转流变仪测定，剪切速率为10s-1，测试温度为100℃。表1为复合驱油体系的油水界面张力。从表1可以看出，复配驱油体系可将油水界面张力降至0.0024mN/m。复配体系的粘度在10～20mpa.s之间。
表1复合驱油体系的油水界面张力
Figure GDA0002644734970000051
Figure GDA0002644734970000061
实施例4整体非均质并联岩心中复合驱油体系物理模型驱替实验
(1)驱油体系配比：按质量百分比计，威兰胶0.06％、脂肽类生物表面活性剂0.60％、SAS-60 0.05％，其余为地层水。
(2)驱油体系配制方法如实施例1所述。
(3)100℃的恒温箱中，在平均渗透率分别为154.3×10-3μm2(分层渗透率为302.0×10-3μm2、6.65×10-3μm2)、130.46×10-3μm2(分层渗透率为252.95×10-3μm2、7.96×10-3μm2)和95.4×10-3μm2(分层渗透率为159.7×10-3μm2、31.1×10-3μm2)三组整体非均质并联岩心中，先水驱岩心至含水率达98％，测得水驱效率，再依次注入0.03～0.05PV质量浓度为0.04～0.06％的威兰胶溶液，0.1～0.2PV质量浓度为0.25～0.30％的威兰胶溶液；0.01～0.02PV地层水；0.3～0.5PV复合驱油体系，转水驱至含水率达到98％，测得可以提高水驱效率18.1％。驱替结果见表2所示。
表2驱替结果
Figure GDA0002644734970000062
Figure GDA0002644734970000071
本发明的生物源复合驱油体系，以质量百分比为0.04～0.06％的威兰胶、0.40～0.60％的脂肽类生物表面活性剂和0.03～0.05％的SAS-60以及地层水复配而成，可用于地层温度75～100℃、地层水总矿化度30000～50000mg/L，钙镁二价金属离子含量3000～7500mg/L的高温高矿化度油藏。生物安全性评价实验证明该驱油体系具有较高的生物安全性，测定该驱油体系与脱水原油之间的界面张力值，可达0.0024mN/m的超低界面张力，采用复合段塞调驱方法，段塞组合为0.03～0.05PV质量浓度为0.04～0.06％的威兰胶溶液；0.1～0.2PV质量浓度为0.25～0.30％的威兰胶溶液；0.01～0.02PV地层水；0.3～0.5PV复合驱油体系；将复合驱油体系注入水驱后的岩心中，使复合驱油体系和残余油充分接触并充分驱替出来，可提高水驱效率18.1％，效果较为显著，符合各大油田绿色高效开发的理念和需求。

Claims (2)

1.一种生物源复合驱油体系，其特征在于，以质量百分比计包括以下组份：0.04～0.06％的威兰胶，0.40～0.60％的脂肽类生物表面活性剂，0.03～0.05％的SAS-60，余量为油藏地层水。
2.一种基于权利要求1所述的生物源复合驱油体系的驱油方法，其特征在于，在油藏温度为75～100℃、地层水总矿化度为30000～50000mg/L、钙镁二价金属离子含量3000～7500mg/L的条件下，在水驱后的岩心中依次注入威兰胶溶液、0.01～0.02PV地层水以及0.3～0.5PV复合驱油体系，使残余油与复合驱油体系接触，将残余油充分驱替出来；其中，威兰胶溶液注入过程为：先注入0.03～0.05PV质量浓度为0.04～0.06％的威兰胶溶液，再注入0.1～0.2PV质量浓度为0.25～0.30％的威兰胶溶液。
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