CN108102629A - 一种适用于稠油开采的驱油剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种适用于稠油开采的驱油剂，按重量份计，包括以下组分：烷基苯磺酸盐40～60份、高分子改性剂0.5～5份、降粘剂0.5～5份、水30～60份。所述驱油剂充分发挥了表面活性剂的强乳化性，同时又能使其体系界面张力保持在超低状态。所述驱油剂在三元弱碱复合体系或三元强碱复合体系、高粘度、高温、高矿度条件下，可使油水间界面张力达到10^‑3mN/m的数量级。

Description

一种适用于稠油开采的驱油剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及石油三采强化采油，具体涉及一种适用于稠油开采的三元复合驱专用烷基苯磺酸盐驱油剂及其制备方法。

背景技术

地下原油经过一次、二次开采后，仍有40％以上原油滞留在地层中，若地层条件不理想，一次、二次采油后甚至还有80％的原油残留在地层中。目前，我国主要油田已进入高含水期，地下原油处于不连续的分散状态，其驱油技术主要利用碱、聚合物和表面活性剂协同效应达到增油降水效果，提高原油采收率。

而常用的重烷基苯磺酸盐和石油磺酸盐表面活性剂存在的主要问题有：1、适应性差：现场试验证明，即使用于同一油田，不同区块所用表面活性剂组分均不同，需要随时调整表面活性剂配方，使表面活性剂组分适应原油组分，这使得产品不易规模化、商品化，且石油磺酸盐抗盐性差，不适合高矿化度油藏条件；尤其是稠油条件。2、溶解性差：产品溶解性差，需要借助低碳醇/醚助溶剂分散溶解，这导致产品闪点低，配套地面工程复杂，投资运营幅度大；3、稳定性差：由于所用原料大都是石化产品副产物，使得原料组分复杂，波动大，导致最终表面活性剂产品性能稳定性差；4、配伍性差：有些不能单剂使用，需要增效剂，或对配伍的聚合物和碱有选择性，配伍范围较窄，协同作用不理想；5、性价比低：达到较宽范围超低界面张力，需要较高的使用量，且适应性差，抗吸附性差，导致其性价比低。

发明内容

基于上述背景技术，本发明的第一目的在于，提供一种以烷基苯磺酸盐为主的驱油剂配方，适用于稠油开采的三元复合驱；所述驱油剂充分发挥了表面活性剂的强乳化性，同时又能使其体系界面张力保持在超低状态。所述驱油剂在三元弱碱复合体系或三元强碱复合体系、高粘度、高温、高矿度条件下，可使油水间界面张力达到10^-3mN/m的数量级。

所述驱油剂，按重量份计，包括以下组分：烷基苯磺酸盐40～60份、高分子改性剂0.5～5份、降粘剂0.5～5份、水30～60份。

所述重量份为μg，mg，g，kg等本领域公知的重量单位，或为其倍数，如1/100，1/10，10倍，100倍等。

优选地，所述驱油剂，按重量份计，包括以下组分：烷基苯磺酸盐45～50份、高分子改性剂0.8～1.2份、降粘剂0.8～1.2份、水45～55份。

更优选的，所述驱油剂，按重量份计，包括以下组分：烷基苯磺酸盐48份、高分子改性剂1份、降粘剂1份、水50份。该配比的驱油剂，效果最优。

本发明进一步提出的，所述烷基苯磺酸盐为碳原子为C₁₄-C₂₀的钠盐、铵盐或钾盐，优选为铵盐。

所述烷基苯磺酸盐由苯其衍生物与C₁₂-C₂₀的a-烯烃烷基化反应生成；

所述苯其衍生物包括甲苯、二甲苯及乙苯；

所述烷基苯磺酸盐的原料烷基苯为工业合成产品，其结构明确，成分稳定；使得制备的烷基苯磺酸盐组成和性能稳定；，这不同于常规的重烷基苯磺酸盐，其所用原料重烷基苯为石化产业副产品，结构不明确，成分复杂，所制得重烷基苯磺酸盐组成和性能也不稳定。

本发明进一步提出的，所述高分子改性剂选自聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇、羟乙基纤维素、羟丙基纤维素、甲基纤维素钠、甲基纤维素M20、山梨醇、木糖、还原胶、明胶、可溶性淀粉中的一种或多种。

所述高分子改性性还可进一步提高产品的稳定性。

本发明进一步提出的，所述降粘剂选自非离子-羧酸盐型，非离子-硫酸酯盐型、非离子-磷酸酯盐型、非离子-磺酸盐型，月桂基胺基聚氧乙烯醚磷酸酯中一种或多种。

其中，非离子-羧酸盐型，如椰油基聚氧乙烯醚羧酸盐；非离子-硫酸酯盐型，如脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸酯盐AES；非离子-磷酸酯盐型，如脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯盐；非离子-磺酸盐型，如脂肪醇聚氧乙烯醚磺酸盐。

本发明所采用的水为常规使用的水，可为清水或回注污水。

本发明提供一种优选方案，所述驱油剂，按重量份计，包括以下组分：烷基苯磺酸盐45～50份、聚乙烯吡咯烷酮或羟乙基纤维素0.8～1.2份、降粘剂0.8～1.2份、水45～55份。

本发明进一步提供一种优选方案，所述驱油剂，按重量份计，包括以下组分：烷基苯磺酸盐48份、聚乙烯吡咯烷酮或羟乙基纤维素1份、降粘剂1份、水50份。

本发明最优方案，所述驱油剂，按重量份计，包括以下组分：

本发明的第二目的在于，提供一种上述驱油剂的制备方法，将各组分加入反应器中，常温条件下，以20-50r/min转速搅拌0.5～1h，即得。

本发明至少具有以下优点和积极效果：

一、普适性强

(1)所述驱油剂适用于稠油，高粘度油藏，可适用密度大于0.95g/cm^-3，粘度大于0.1Pa.s的原油；而现有常用烷基苯磺酸盐表面活性剂一般适用的油藏条件是：原油密度小于0.904g/cm^-3，粘度小于0.03Pa.s。

(2)所述驱油剂抗温性、抗盐性强。常用烷基苯磺酸盐表面活性剂抗盐性较差，一般不适合高矿化度油藏条件；

(3)单剂使用，适用范围广。常用烷基苯磺酸盐表面活性剂对原油的选择性强，使用范围较窄，需要经常调节产品成分，不利于产品的商业推广。

二、配伍性好

(1)所述驱油剂适用于配制三元弱碱复合体系，也可以用于配制三元强碱复合体系；

(2)聚合物的选择面加宽。即使使用高用量和超高分子量抗温抗盐聚合物条件下，对体系与原油形成的界面张力影响也较小，能达到很宽的超低范围；

(3)碱使用范围宽，强碱体系范围为0.2～0.8％，某些油田碱浓度可在0.2～1.2％；弱碱体系范围为0.6％～1.6％，而重烷基苯磺酸盐由于耐盐性还不十分理想，使用时碱浓度一般为0.9～1.3％，石油磺酸盐则更差。

三、性价比高

(1)所述驱油剂的使用量仅为0.1％使，也可达到吸附性低，表面活性高，乳化性能好，用碱量少等效果；

(2)所述驱油剂溶解性较好，闪点高(≥80℃)，使得用户地面工程投资和运行成本较低。

附图说明

图1为实施例1所述驱油剂在弱碱条件下的界面活性图；

图2为实施例1所述驱油剂在强碱条件下的界面活性图；

图3为三元复合驱中的实施例1驱油剂的平衡吸附曲线。

具体实施方式

以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

以下实施例中采用的试剂均有市售获得。

抗盐性阴离子聚丙烯酰胺购自北京恒聚化工集团有限公司

实验例中体系配制如下：

稠油原油：密度为0.97－0.98g/cm³，粘度为：181mPa.s。

矿化度：2000～30000mg/L。

温度：35～85℃。

测定油水界面体系：

实施例1～6所述驱油剂的用量为：0.1％浓度

聚丙烯酰胺用量：1000ppm～1500ppm

碱(碳酸钠或氢氧化钠)用量：0.5％～1.5％

原油：检测量

实施例1

本实施例提供一种适用于稠油的驱油剂，按重量份计，由如下组分组成：

实施例2

本实施例提供一种适用于稠油的驱油剂，按重量份计，由如下组分组成：

实施例3

本实施例提供一种适用于稠油的驱油剂，按重量份计，由如下组分组成：

实施例4

本实施例提供一种适用于稠油的驱油剂，按重量份计，由如下组分组成：

实施例5

本实施例提供一种适用于稠油的驱油剂，按重量份计，由如下组分组成：

实施例6

本实施例提供一种适用于稠油的驱油剂，按重量份计，由如下组分组成：

实施例7～12

本实施例为实施例1～6所述驱油剂的制备方法，具体为：将各组分加入反应器中，常温条件下，以20-50r/min转速搅拌0.5～1h，即得。

对比例1

本对比例提供一种驱油剂，按重量份计，由如下组分组成：

采用实施例7～12相同的制备方法制备本对比例所述的驱油剂。

对比例2

本对比例提供一种驱油剂，按重量份计，由如下组分组成：

采用实施例7～12相同的制备方法制备本对比例所述的驱油剂。

实验例1界面张力实验检测

在温度35－85℃、矿化度2000－30000mg/L，使用TX－500C界面张力仪，在旋转速度5000转/分钟条件下，根据《SY/T5370-1999表面及界面张力测定方法及评价标准》检测实施例1所述的驱油剂，测得界面张力为(1～3)X10^-3mN/m。界面张力活性图见图1-图2。

实验例2乳化性能实验检测

配制三元复合体系：质量浓度为1.2％的Na₂CO₃、1750mg/L抗盐性阴离子聚丙烯酰胺(KYPAM-5)、质量浓度为0.1％实施例1所述的驱油剂。

采用10ml刻度试管，油水比为1:9、3:7、5:5、7:3，9:1在0天、2天、5天、10天、15天首先读取油相、水相、中间相的体积、照相，然后以相同的强度摇动试管，使油水充分混合后静置。乳化过程中有水体积变化如下表1：

表1：乳化过程中油水体积变化

由表1可知，三元体系在不同油水比下都发生明显的乳化现象，并且油水比越大乳化现象越严重，三元体系在2天后就产生较强的乳化，也就是说三元体系的乳化在油水接触后很快发生，并且达到相对稳定的状态。油水体积比为1:9、3:7、5:5的实验水相体积明显减少，说明有部分水进入油相形成油包水乳状液。油水体积比为7：3和9：1的实验最终结果是水相最终消失，整体形成油包水乳状液。

实验例3抗吸附性能评价

1、实验条件：

(1)吸附剂：某油田油砂，粉碎后用石油醚清洗、晾干；

(2)实验用水：模拟母液水及稀释水

(3)配制三元复合体系：质量浓度为1.2％的Na₂CO₃、1750mg/LKYPAM-5、实施例1～…所述的驱油剂；

所述驱油剂分别采用质量浓度为：0.1％、0.2％、0.3％、0.4％、0.6％、1.0％、1.2％、1.5％、1.8％、2.0％。

2、实验方法：按照中国石油行业标准要求，进行静态吸附实验，求取实施例1所述驱油剂的表面活性剂的静态吸附量。

3、三元弱碱体系吸附规律：根据静态吸附实验，实施例1所述驱油剂在油砂上的静态吸附曲线见图3。有图3可知，在三元复合驱溶液中，当平衡浓度小于0.8％时，驱油剂的吸附量随着平衡浓度的增加而增加，当平衡浓度大于1.0％时，驱油剂的吸附量达到平衡，平衡吸附量为5.60mg/g砂。

4、实施例1～6驱油剂配制的三元弱碱体系吸附量与其它油田表面活性剂吸附量对比，如下表2：

表2：各表活剂配制的三元复合体系吸附量统计表

由上表可知，三元复合体系中表面活性剂在不同油田油砂上的吸附量也存在差异，除了油砂本身有区别之外，还与各油田所采用表面活性剂的结构有关，实施例1～6所述的驱油剂的静吸附量相对较低。

虽然，上文中已经用一般性说明、具体实施方式及试验，对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种适用于稠油开采的驱油剂，其特征在于，按重量份计，包括以下组分：烷基苯磺酸盐40～60份、高分子改性剂0.5～5份、降粘剂0.5～5份、水30～60份。

2.根据权利要求1所述的驱油剂，其特征在于，按重量份计，包括以下组分：烷基苯磺酸盐45～50份、高分子改性剂0.8～1.2份、降粘剂0.8～1.2份、水45～55份。

3.根据权利要求1所述的驱油剂，其特征在于，按重量份计，包括以下组分：烷基苯磺酸盐48份、高分子改性剂1份、降粘剂1份、水50份。

4.根据权利要求1～3任一所述的驱油剂，其特征在于，所述烷基苯磺酸盐为碳原子为C₁₄-C₂₀的钠盐、铵盐或钾盐；

优选地，所述烷基苯磺酸盐由苯其衍生物与C₁₂-C₂₀的a-烯烃烷基化反应生成。

5.根据权利要求1～4任一所述的驱油剂，其特征在于，所述高分子改性剂选自聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇、羟乙基纤维素、羟丙基纤维素、甲基纤维素钠、甲基纤维素M20、山梨醇、木糖、还原胶、明胶、可溶性淀粉中的一种或多种。

6.根据权利要求1～5任一所述的驱油剂，其特征在于，所述降粘剂选自非离子-羧酸盐型、非离子-硫酸酯盐型、非离子-磷酸酯盐型和非离子-磺酸盐型、月桂基胺基聚氧乙烯醚磷酸酯中一种或多种。

7.根据权利要求1所述的驱油剂，其特征在于，按重量份计，包括以下组分：烷基苯磺酸盐45～50份、聚乙烯吡咯烷酮或羟乙基纤维素0.8～1.2份、降粘剂0.8～1.2份、水45～55份。

8.根据权利要求1所述的驱油剂，其特征在于，按重量份计，包括以下组分：烷基苯磺酸盐48份、聚乙烯吡咯烷酮或羟乙基纤维素1份、降粘剂1份、水50份。

9.根据权利要求1所述的驱油剂，其特征在于，按重量份计，包括以下组分：烷基苯磺酸盐类表面活性剂48份、羟乙基纤维素1份、非离子-羧酸盐型降粘剂1份、清水50份。

10.权利要求1～9任一所述驱油剂的制备方法，其特征在于，将各组分加入反应器中，常温条件下，以20～50r/min的转速搅拌0.5～1h，即得。