CN109897621A - 一种二元生物驱油剂及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明的一种二元生物驱油剂属于油田开发技术领域，是由脂肽生物表面活性剂82~90份，两性表面活性剂5～10份，润湿剂2~6份，水5~8份制成，本发明的二元生物驱油剂，脂肽作为生物表面活性剂减少或替代常规化学表面活性剂的使用，各组分在协同效应下，无需加入碱，可以改变润湿性、降低油水界面张力至10^‑3 mN/m数量级，从而提高原油采收率。与传统的化学表活剂驱油体系相比具有绿色环保、使用量小、水溶性好、成本低等优点，并且其制备简便、经济效益显著，生产过程中对环境无污染。

Description

一种二元生物驱油剂及其应用

技术领域

本发明属于油田开发技术领域，具体涉及一种二元生物驱油剂，可降低油水界面至超低值，从而提高原油采收率。

背景技术

传统的一次采油和二次采油，一般只能采出原油原始量的30％～40％，剩余油以不连续的油块被圈捕在油藏砂岩的孔隙中，此时采出液中含水85％～90％。为此，约有60％～70％的原油只能依靠其它物理和化学方法进行开采，这样的开采称之为三次采油。

随着 70 年代三次采油技术的开发，仅化学驱就开发出三种技术：表面活性剂驱、聚合物驱和碱水驱。表面活性剂和碱水驱油的机理是以形成超低界面张力为基础的，而单注聚合物或注入表面活性剂后又注入聚合物，则是控制流动度，从而也就提高了原油采收率。注入到油藏中的碱水与存在于石油中烃类衍生物中的脂肪酸发生化学反应，就地形成脂肪酸钠盐，促使形成超低界面张力。

目前普遍采用的含碱的三元复合驱油体系造成的粘土从岩石表面脱落进而伤害地层、设备和管道中形成碱垢沉积物造成堵塞及管道设备腐蚀等，已影响其规模化应用。在无碱的条件下，将原油/水降至超低界面张力（10 ^-3 mN/m 数量级及以下）的表面活性剂/聚合物二元复合驱体系已经成为研究热点，这对表面活性剂提出了很高的要求。目前使用的石油磺酸盐、重烷基苯磺酸盐等表面活性剂在无碱条件下很难使油-水界面张力降至10 -3mN/m数量级，无法满足现场应用要求，而且石油磺酸盐、重烷基苯磺酸盐均属于普通阴离子表面活性剂，其耐硬水及耐盐性能较差，使用浓度亦较大。

目前，基于表面活性剂之间的协同作用而开发构建表面活性剂复配体系能够有效解决单一表面活性剂体系存在的适应性差、驱油效率低、抗吸附性能弱、成本高等缺点，已经成为表面活性剂驱的发展趋势。

发明内容

本发明的目的是克服上述现有技术的缺陷，提供一种成本较低、采收率较高、稳定性较好的二元生物驱油剂。

本发明的一种二元生物驱油剂，是由下列组份按重量份数制成：脂肽生物表面活性剂82～90份，两性表面活性剂5～10份，润湿剂2～6份，水5～8份。

作为本发明的进一步改进，所述的脂肽生物表面活性剂是由枯草芽孢杆菌Bacillus subtilis ACCC01430发酵获得的脂肽生物表面活性剂含量约2.0g/L的培养液。

作为本发明的进一步改进，所述的两性表面活性剂为芥酸酰胺丙基甜菜碱、十八烷基羟基丙基磺基甜菜碱、椰油酰胺丙基甜菜碱和椰油酰胺丙基羟基磺基甜菜碱中一种或多种任意比例混合。

作为本发明的进一步改进，所述的润湿剂为卵磷脂、脂肪酸、烷基酚聚氧乙烯醚中一种或多种任意比例混合。

本发明的一种二元生物驱油剂在采油工艺中的配方体系，按重量百分比主要由以下组分组成：

（1）二元生物驱油剂为0.01～0.5 %；

（2）聚丙烯酰胺聚合物为0.05%～0.25%；

（3）余量水；

上述的聚丙烯酰胺聚合物，浓度为1200 mg/L，分子量为1000～1500万。

本发明的二元生物驱油剂，脂肽作为生物表面活性剂减少或替代常规化学表面活性剂的使用，各组分在协同效应下，无需加入碱，可以改变润湿性、降低油水界面张力至10^-3mN/m 数量级，从而提高原油采收率。与传统的化学表活剂驱油体系相比具有绿色环保、使用量小、水溶性好、成本低等优点，并且其制备简便、经济效益显著，生产过程中对环境无污染。体系中加入润湿剂，其化学性质惰性，不参与体系的化学反应，耐酸碱性好，同时可增加岩石润湿性，提高洗油效率。

具体实施方式

本发明中的脂肽生物表面活性剂是由枯草芽孢杆菌ACCC01430发酵制得，其生产方法见本申请人已确权的专利号为2011103434136、名称为一种脂肽生物表面活性剂的工业化制备方法。

实施例1

本发明的一种二元生物驱油剂，以重量份计，其原料组分包括：

由枯草芽孢杆菌Bacillus subtilis ACCC01430发酵制得脂肽生物表面活性剂含量为2.0g/L的培养液86份；

两性表面活性剂8份（芥酸酰胺丙基甜菜碱：十八烷基羟基丙基磺基甜菜碱：椰油酰胺丙基羟基磺基甜菜碱=1:2:1）；

水6份；

润湿剂2份（卵磷脂、脂肪酸、烷基酚聚氧乙烯醚=1:2:1）；

将以上物料进行搅拌，混合均匀，即得二元生物驱油剂。

使用效果：将上述得到的二元生物驱油剂按不同质量浓度比加入到地层注入水中，并加入分子量为1000万，浓度为1200 mg/L聚丙烯酰胺聚合物，室温下搅拌均匀，即得无碱二元驱油体系，45℃下进行界面张力实验测试，测试结果见表1：

表1 无碱二元驱油体系以不同质量浓度比在 120min 时的动态界面张力

实施例2

本发明的一种二元生物驱油剂，以重量份计，其原料组分包括：

由枯草芽孢杆菌Bacillus subtilis ACCC01430发酵制得脂肽生物表面活性剂含量为2.0g/L的培养液82份；

两性表面活性剂10份（椰油酰胺丙基甜菜碱：芥酸酰胺丙基甜菜碱：椰油酰胺丙基羟基磺基甜菜碱=2:2:1）；

水8份；

润湿剂3份（卵磷脂、脂肪酸、烷基酚聚氧乙烯醚=1:2:1）；

将以上物料进行搅拌，混合均匀，即得二元生物驱油剂。

使用效果 ：将上述得到的二元生物驱油剂按不同质量浓度比加入到地层注入水中，并加入分子量为1000万，浓度为1200 mg/L聚丙烯酰胺聚合物，室温下搅拌均匀，即得无碱二元驱油体系，45℃下进行界面张力实验测试，测试结果见表2：

表2 无碱二元驱油体系以不同质量浓度比在 120min 时的动态界面张力

实施例3

本发明的一种二元生物驱油剂，以重量份计，其原料组分包括：

由枯草芽孢杆菌Bacillus subtilis ACCC01430发酵制得脂肽生物表面活性剂含量为2.0g/L的培养液83份；

两性表面活性剂8份（芥酸酰胺丙基甜菜碱：十八烷基羟基丙基磺基甜菜碱：椰油酰胺丙基甜菜碱=2:1:2）；

水7份；

润湿剂4份（卵磷脂、脂肪酸、烷基酚聚氧乙烯醚=1:2:1）；

将以上物料进行搅拌，混合均匀，即得二元生物驱油剂。

使用效果 ：将上述得到的二元生物驱油剂按不同质量浓度比加入到地层注入水中，并加入分子量为1000万，浓度为1200 mg/L聚丙烯酰胺聚合物，室温下搅拌均匀，即得无碱二元驱油体系，45℃下进行界面张力实验测试，测试结果见表3：

表3 无碱二元驱油体系以不同质量浓度比在 120min 时的动态界面张力

实施例4

本发明的一种二元生物驱油剂，以重量份计，其原料组分包括：

由枯草芽孢杆菌Bacillus subtilis ACCC01430发酵制得脂肽生物表面活性剂含量为2.0g/L 88份；

单独两性表面活性剂8份；

水7份；

润湿剂5份（卵磷脂、脂肪酸、烷基酚聚氧乙烯醚=1:2:1）；

将以上物料进行搅拌，混合均匀，即得二元生物驱油剂。

使用效果 ：将上述得到的二元生物驱油剂按不同质量浓度比加入到地层注入水中，并加入分子量为1000万，浓度为1200 mg/L聚丙烯酰胺聚合物，室温下搅拌均匀，即得无碱二元驱油体系，45℃下进行界面张力实验测试，测试结果见表4：

表4 不同单独表活剂驱油体系动态界面张力

实施例5

本发明的二元生物驱油剂，由枯草芽孢杆菌Bacillus subtilis ACCC01430发酵制得脂肽生物表面活性剂含量为2.0g/L 85份；两性表面活性剂7份（椰油酰胺丙基甜菜碱：芥酸酰胺丙基甜菜碱：椰油酰胺丙基羟基磺基甜菜碱=2:2:1）；水8份；润湿剂5份（卵磷脂、脂肪酸、烷基酚聚氧乙烯醚=1:2:1）；

将以上物料进行搅拌，混合均匀，即得二元生物驱油剂。二元生物驱油体系浓度为0.15wt%，实验温度为49℃，驱替速度为0.3mL/min。将其用于不同岩心渗透率的采收率如表5：

表5 不同岩心渗透率的二元生物驱油剂实验效果

编号	渗透率（10<sup>-3</sup>um<sup>2</sup>）	含油饱和度（%）	水驱采收率（%）	段塞大小（PV）	最终采收率（%）	提高采收率（%）
							1	85.6	67.6	47.9	0.3	53.6	5.7
2	87.2	66.3	48.6	0.3	53.9	5.3
							3	155	69.9	49.6	0.3	56.2	6.6
4	157	68.5	48.5	0.3	54.7	6.2
							5	203	70.9	49.1	0.3	55.0	5.9
6	209	70.5	49.3	0.3	54.8	5.5

可见，本发明的二元生物驱油剂，其采收率远远高于水驱的采收率。

实施例6

本发明的二元生物驱油剂，由枯草芽孢杆菌Bacillus subtilis ACCC01430发酵制得脂肽生物表面活性剂含量为2.0g/L 86份；两性表面活性剂6份（芥酸酰胺丙基甜菜碱：十八烷基羟基丙基磺基甜菜碱：椰油酰胺丙基羟基磺基甜菜碱=1:2:1）；水6份；润湿剂3份（卵磷脂、脂肪酸、烷基酚聚氧乙烯醚=1:2:1）；将以上物料进行搅拌，混合均匀，即得二元生物驱油剂。二元生物驱油体系浓度为0.15wt%，实验温度为49℃，驱替速度为0.3mL/min；将其用于不同岩心渗透率的采收率如表6：

表6 不同岩心渗透率的二元生物驱油剂实验效果

编号	渗透率（10<sup>-3</sup>um<sup>2</sup>）	含油饱和度（%）	水驱采收率（%）	段塞大小（PV）	最终采收率（%）	提高采收率（%）
							1	86.5	69.6	42.8	0.3	53.6	5.8
2	83.9	67.2	48.7	0.3	53.9	5.2
							3	159	66.9	50.2	0.3	56.2	6.0
4	151	67.8	49.7	0.3	54.7	5.0
							5	211	69.9	48.7	0.3	55.0	6.3
6	204	69.4	48.9	0.3	54.8	5.9

可见，本发明的二元生物驱油剂，其采收率远远高于水驱的采收率。

Claims (5)

1.一种二元生物驱油剂，其特征在于是由下列组份按重量份数制成：脂肽生物表面活性剂82～90份，两性表面活性剂5～10份，润湿剂2～6份，水5～8份。

2.根据权利要求1所述的一种二元生物驱油剂，其特征在于所述的脂肽生物表面活性剂是由枯草芽孢杆菌Bacillus subtilis ACCC01430发酵获得的脂肽生物表面活性剂含量约2.0g/L的培养液。

3.根据权利要求1所述的一种二元生物驱油剂，其特征在于两性表面活性剂为芥酸酰胺丙基甜菜碱、十八烷基羟基丙基磺基甜菜碱、椰油酰胺丙基甜菜碱或椰油酰胺丙基羟基磺基甜菜碱中一种或多种任意比例混合。

4.根据权利要求1所述的一种二元生物驱油剂，其特征在于所述的润湿剂为卵磷脂、脂肪酸、烷基酚聚氧乙烯醚中一种或多种任意比例混合。

5.一种二元生物驱油剂在采油工艺中的配方体系，按重量百分比主要由以下组分组成：

（1）二元生物驱油剂为0.01～0.5 %；

（2）聚丙烯酰胺聚合物为0.05%～0.25%；

（3）余量水；

上述的聚丙烯酰胺聚合物，浓度为1200 mg/L，分子量为1000～1500万。