CN109796953A - 一种甜菜碱复合驱油组合物 - Google Patents

Abstract

本发明公开本发明提供了一种甜菜碱型复合二元驱油组合物，所述驱油组合物由复合表面活性剂和聚合物组成；本发明本甜菜碱型复合驱油组合物，在高温高盐无碱条件下，能达到0.001mN/m的超低界面张力，达到良好的驱油效果。

Description

一种甜菜碱复合驱油组合物

技术领域

本发明涉及一种三次采用中所用的聚合物/表面活性剂(SP) 二元驱油组合物，具体是关于一种甜菜碱型复合驱油组合物。

背景技术

世界经济迅猛发展，对能源特别是石油的需求量不断增加。国内各大油田经过一次、二次采油，大油田先后进入三次采油阶段。若地层条件不理想，一次和二次采油后甚至还有80％的原始地质储量残留在地下，三次采油有着广阔的前景。我国注水开发主力油田多数已处于高含水和高采出程度阶段，老区调整增加可采储量的难度越来越大，急需三次采油提高采收率新技术以保持原油产量的增长和稳定。

三次采油是指在利用天然能量进行开采和传统的用人工增补能量(注水、注气)之后，利用物理的、化学的、生物的新技术进行尾矿采油的开发方式。主要通过注入化学物质、蒸汽、气(混相)或微生物等，从而改变驱替相和油水界面性质或原油物理性质。

由于三次采油周期长，深层油井温度高，同时对于高温、高盐油藏，石油磺酸盐等与地层的配伍性较差，无法达到超低界面张力，进而无法提高采收率。同时，目前大部分驱油体系都含有碱，对地层伤害较大。综合上述要求，针对高温、高盐油藏，开发出适合这类油藏条件的三次采油用驱油组合物具有重要意义。

聚合物/表面活性剂(SP)二元驱是继聚合物驱和三元复合驱后又一提高三次采油采收率技术，其主要增油机理是在水中加入聚合物和表面活性剂，利用聚合物的流度控制能力以及表面活性剂大幅度降低油水界面张力的特性，达到既提高波及系数又提高驱油效率的目的。

目前发现在大多数油田中使用的二元复合驱中，与表面活性剂和聚合物合用地碱用量非常大，为达到提高采收率的的目的，虽然在应用时取得了一些效果，但大量使用碱不仅对聚合物的粘弹性有较大影响，且易造成油井结垢等诸多弊端。目前提高采收率幅度最大的化学驱技术，大庆开展的多项矿场试验表明强碱二元复合驱技术提高采收率可达20％，采用弱碱二元复合驱技术体系提高采收率也可达到 18％。

对于高温、高盐油藏，现在人们主要采用将耐温性较好的阴离子基团与耐盐性较好的非离子基团连接在同一个分子结构中，可同时达到耐温耐盐效果。但由于该类表面活性生产工艺复杂，不适合大规模生产。同时因此，急需针对高温、高盐油藏开发出性优价廉的驱油组合物，满足油田开采的需要。

目前，采用二元复合驱进行三次采油是较有效的方法，一般能提高原油采收率5％-15％。以往的研究主要集中在单一的表面活性剂上，而绝大部分单一表面活性剂都无法将油水界面张力降低到10-3mN/m 数量级，因此通过两种或两种以上的表面活性剂进行复配，可以达到良好的界面性能。

综上所述，急需一种驱油组合物以解决现有技术中存在的问题。

发明内容

本发明目的在于提供一种甜菜碱型复合驱油组合物，在试验和应用中具有耐高温，高盐的有益性能，采用本甜菜碱型驱油组合物提高采收率也可达到23.8％，将油水界面张力降低至0.001mN/m以下。

具体技术方案如下：

一种甜菜碱复合驱油组合物，所述复合驱油组合物由下列成分组成：复合表面活性剂和聚合物；其中所述复合表面活性剂为甜菜碱型表面活性剂与重烷基苯磺酸盐组合，所述甜菜碱型表面活性剂为式(I)所示化合物中的一种或多种的组合：

式(I)中，R为Cx，X分别为选自12～18的整数且为偶数；所述重烷基苯磺酸盐，主要构成是A、B、C、D的组合物，

A的分子式：B的分子式：

C的分子式： n0～17的一个正整数，

D的分子式：其中M为碱金属、胺或铵，R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8是相同或不同的C1～C20中的烷基。

所述聚合物为聚丙烯酰胺，水解度20～30％，平均分子量为300～ 3500万。

所述重烷基苯磺酸盐是重烷基苯磺酸铵或重烷基苯磺酸胺。

所述碱金属可以是纳或钾或锂。

进一步的，所述复合表面活性剂中甜菜碱型表面活性剂与重烷基苯磺酸盐重量比为30～70：70～30。

进一步的，所述复合表面活性剂中甜菜碱型表面活性剂与重烷基苯磺酸盐重量比为10～90：90～10。

进一步的，所述复合表面活性剂中甜菜碱型表面活性剂与重烷基苯磺酸盐重量比为40～60：60～40。

进一步的，所述驱油组合物混合中，复合表面活性剂与聚合物重量比1～2∶2～8的组合。

优选的，所述的甜菜碱复合驱油组合物以及水，该驱油组合物混合液中，复合表面活性剂的质量浓度为0.01％～0.24％。

优选的，所述驱油组合物混合液中，所述复合表面活性剂浓度为 0.05％～0.35％，所述聚合物浓度为0.1％～0.8％。

应用本发明内容，具有以下有益效果：

1)本发明提供了一种甜菜碱型复合驱油组合物，在无碱条件下，就能在较宽的范围内与地下原油形成低于0.001mN/m的超低界面张力，达到良好的驱油效果。

2)本发明提供了一种甜菜碱型复合驱油组合物，在无碱条件下，减少由于碱的存在造成油管及地面管线结垢而引起的频繁作业；减少由于碱的存在造成的腐蚀、溶蚀和结垢；降低采出液的破乳难度。

3)本发明提供了一种甜菜碱型复合驱油组合物，在无碱无盐的条件下使体系达到低(超低)界面张力，有较好的吸附及稳定性能。

4)本发明提供了一种甜菜碱型复合驱油组合物，在高温条件下，低界面张力和流体的弹性双重作用，仍然提高驱油效率，可达到 23.8％。

5)本发明聚合物用量低，相应的投资成本降低，制作简单，可以广泛用于油田的三次采用阶段。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1实施例3的稳定性能测定-界面张力(大庆四厂)；

图2实施例3的稳定性能测定-粘度(大庆四厂)。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

实施例1：

甜菜碱型复合驱油组合物制备：

复合表面活性剂中甜菜碱型表面活性剂与重烷基苯磺酸盐重量比为30：70。

将所述复合表面活性剂0.1w％，聚丙烯酰胺0.2％w和水 99.7w％混合，搅拌30分钟，即制得甜菜碱配方体系①号；

或将所述复合表面活性剂0.1％，聚丙烯酰胺0.15％，水99.65％混合，搅拌30分钟，即制得甜菜碱配方体系②号；

将将所述复合表面活性剂0.2％，聚丙烯酰胺0.15％，水99.5％混合，搅拌30分钟，即制得甜菜碱配方体系③号；

或将所述复合表面活性剂0.15％，聚丙烯酰胺0.2％，水99.35％混合，搅拌30分钟，即制得甜菜碱配方体系④号；

将将所述复合表面活性剂0.1％，聚丙烯酰胺0.25％和水99.65％混合，搅拌30分钟，即制得甜菜碱配方体系⑤号；

将将所述复合表面活性剂0.25％，聚丙烯酰胺0.25％和水99.45％混合，搅拌30分钟，即制得甜菜碱配方体系⑥号。

实施例2：

测试仪器：500型旋转滴界面张力仪(美国德克萨斯大学生产)，

实验温度：45℃

实施例1制得的甜菜碱型复合驱油组合物分别与大庆不同区块的原油做界面张力测定实验，实验结果见表1。

表1

实验油水为采油厂深度处理污水及脱水原油。从上表中可以看出，本发明的甜菜碱型复合驱油组合物可应用于三次采油中，与大庆油田不同区块的原油均能形成超低界面张力。这里强调的是，当原油性质改变时，界面张力会发生变化。

在气测渗透率为1000md，岩芯中先注入二元段塞，其组成为所述甜菜碱型复合驱油组合物(0.28PV(孔隙体积)，再注入后续段塞 0.1PV(孔隙体积)聚合物，可以提高原油的采油率24.1％(OOIP)以上。

实施例3：

配方体系稳定性能测定：

聚丙烯酰胺HPAM，大庆炼化公司生产，水解度约20％，平均分子量为2500万。界面张力测试采用TEXAS-500C旋转滴界面张力仪，界面张力测试温度为45℃，界面张力测试时间为2小时，大庆四厂原油。粘度测定采用布式粘度计测定，转速6r/min。

含有甜菜碱复合驱油组合物体系：复合表面活性剂0.2％，聚合物HPAM 0.2％，其余为大庆四厂油田注入水；聚合物为聚丙烯酰胺，其中复合表面活性剂中，甜菜碱型表面活性剂为式(I)所述重烷基苯磺酸盐等质量比的组合：

所述甜菜碱型表面活性剂为式(I)所示化合物中的一种或多种的组合：

式(I)中，R为Cx，X分别为选自12～18的整数且为偶数；

所述重烷基苯磺酸盐，主要构成是A、B、C、D的组合物，

A的分子式：

B的分子式：

C的分子式：n0～17的一个正整数，

D的分子式：其中M为碱金属、胺或铵，R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8是相同或不同的C1～C20中的烷基。

甜菜碱型表面活性剂与耐温抗盐阴离子型重烷基苯磺酸盐的重量比为50∶50。

将上述配方配制的二元体系及聚合物空白一元体系，至于45℃烘箱中，定期取样测定界面张力及粘度，表征含有甜菜碱型表面活性剂与重烷基苯磺酸盐的配方体系稳定性能，结果如图1和图2所示。

实施例4：

含有甜菜碱型表面活性剂与重烷基苯磺酸盐的配方体系驱油性能评价。聚丙烯酰胺HPAM，大庆炼化公司生产，水解度约20％，平均分子量为1900万。大庆一厂模拟油(联合站油与煤油配制，粘度 10mPa·s)，大庆一厂注入水。大庆天然岩心。

驱油实验步骤：岩心饱和油先采用0.05ml/min驱替速度饱和油，油突破后采用0.1ml/min、0.2ml/min、0.4ml/min驱替速度进一步饱和油。然后进行水驱驱油，水驱至含水达到98％时，改注含有甜菜碱型表面活性剂与重烷基苯磺酸盐非离子表面活性剂的配方体系及聚合物保护段塞，再注入后续水驱至含水达到98％以上。记录驱替过程中流出水量、原油量和压力变化。参考按照石油行业标准 SY/T 6424-2000复合驱油体系性能测试方法。

含有甜菜碱型表面活性剂与重烷基苯磺酸盐配方体系一：

复合表面活性剂0.2％，聚合物0.2％，其余为大庆一厂油田注入水；其中复合表面活性剂中，所述甜菜碱型表面活性剂为式(I)所示化合物中的一种或多种的组合：

式(I)中，R为Cx，X分别为选自12～18的整数且为偶数；所述重烷基苯磺酸盐，主要构成是A、B、C、D的组合物，

A的分子式：B的分子式：C的分子式：n0～17的一个正整数，

D的分子式：其中M为碱金属、胺或铵，R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8是相同或不同的C1～C20中的烷基。甜菜碱型表面活性剂与重烷基苯磺酸盐重量比为70∶30。

含有甜菜碱型表面活性剂与重烷基苯磺酸盐配方体系二：

复合表面活性剂0.15％，聚合物0.2％，其余为大庆一厂油田注入水；其中复合表面活性剂中，所述甜菜碱型表面活性剂为式(I)所示化合物中的一种或多种的组合：

式(I)中，R为Cx，X分别为选自12～18的整数且为偶数；所述重烷基苯磺酸盐，主要构成是A、B、C、D的组合物，

A的分子式：B的分子式：C的分子式：n0～17的一个正整数，

D的分子式：其中M为碱金属、胺或铵，R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8是相同或不同的C1～C20中的烷基。甜菜碱型表面活性剂与重烷基苯磺酸盐重量比为55∶45。

驱油实验结果见表2。可见，此含有甜菜碱型表面活性剂与重烷基苯磺酸盐的配方体系在水驱采收率40％左右基础上能提高采收率 18％以上，此体系维有良好的提高原油驱油效率的能力，具有良好的工业应用前景。

表2含有甜菜碱型表面活性剂与重烷基苯磺酸盐配方体系驱油性能实验结果：

表2

注：表面活性剂总用量≤900mg/L·PV，聚合物总用量≤ 1000mg/L·PV。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种甜菜碱复合驱油组合物，其特征在于该复合驱油组合物由下列成分组成：复合表面活性剂和聚合物；其中所述复合表面活性剂为甜菜碱型表面活性剂与重烷基苯磺酸盐组合，所述甜菜碱型表面活性剂为式(I)所示化合物中的一种或多种的组合：

其中：R1为R为Cx的相同或不同的C12～C18中的烷基、苯基或烷基苯基，X分别为选自12～18的整数且为偶数；

所述重烷基苯磺酸盐，主要构成是A、B、C、D的组合物，

A的分子式：B的分子式：

C的分子式：n0～17的一个正整数，

D的分子式：其中M为碱金属、胺或铵，R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8是相同或不同的C1～C20中的烷基。

2.根据权利要求1所述甜菜碱复合驱油组合物，其特征在于所述聚合物为聚丙烯酰胺，水解度20～30％，平均分子量为300～3500万。

3.根据权利要求1所述甜菜碱复合驱油组合物，其特征在于所述重烷基苯磺酸盐是重烷基苯磺酸铵或重烷基苯磺酸胺。

4.根据权利要求1所述甜菜碱复合驱油组合物，其特征在于所述碱金属可以是纳或钾或锂。

5.根据权利要求1所述甜菜碱复合驱油组合物，其特征在于其中复合表面活性剂中甜菜碱型表面活性剂与重烷基苯磺酸盐重量比为30～70：70～30。

6.根据权利要求1所述甜菜碱复合驱油组合物，其特征在于其中复合表面活性剂中甜菜碱型表面活性剂与重烷基苯磺酸盐重量比为10～90：90～10。

7.根据权利要求1所述甜菜碱复合驱油组合物，其特征在于其中复合表面活性剂中甜菜碱型表面活性剂与重烷基苯磺酸盐重量比为40～60：60～40。

8.根据权利要求1～2任一项所述的一种甜菜碱复合驱油组合物，其特征在于该驱油组合物混合中，复合表面活性剂与聚合物重量比1～2∶2～8的组合。

9.一种驱油组合物混合液，其包括权利要求1～8任一项所述的甜菜碱复合驱油组合物以及水，该驱油组合物混合液中，复合表面活性剂的质量浓度为0.01％～0.24％。

10.根据权利要求9所述的驱油组合物混合液，该驱油组合物混合液中，所述复合表面活性剂浓度为0.05％～0.35％，所述聚合物浓度为0.1％～0.8％。