CN110358517A - 一种适合高钙镁油藏的复合表面活性剂驱油体系及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种适合高钙镁油藏的复合表面活性剂驱油体系及其制备方法。以复合表面活性剂驱油体系的总重量计,所述复合表面活性剂驱油体系包括以下组分:烷醇酰胺0.0125~0.8wt%、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠0.01~0.75wt%、模拟地层水或油田地层水99.00~99.95wt%。本发明得到的复合表面活性剂驱油体系与原油可形成≤10‑3mN/m的超低油/水界面张力,具有优异的驱油性能,且稳定性良好,在高钙镁油藏的三采过程中具有广阔的应用前景。
Description
技术领域
本发明属于油田采油技术领域,更具体地,涉及一种适合高钙镁油藏的复合表面活性剂驱油体系及其制备方法。
背景技术
石油开采到后期,稳产难度大,开发形势严峻。目前的水驱条件下,采收率也只有35~45%,大部分原油停留在地层难以开采出来。表面活性剂驱作为一种有效提高原油采收率的方式,是国内外三次采油研究的热点之一。目前,油田广泛使用的驱油用表面活性剂主要包括阴离子型、非离子型和两性型。筛选表面活性剂驱油体系时,一个重要指标是能够使油/水界面张力降至≤10-3mN/m。目前用作驱油剂的表面活性剂品种很多,主要是阴离子磺酸盐(石油磺酸盐、烷基苯磺酸盐等)和羧酸盐类,多种非离子表面活性剂如OP系列等。阴离子表面活性剂抗温性好,但抗钙镁离子差,而单一的非离子表面活性剂抗盐性好,但抗温性能差,而单一特殊表面活性剂如含氟表面活性剂也达不到界面张力超低的要求,且价格昂贵。
采油中使用表面活性剂的驱油效果与地质条件的关系很密切,地层温度越高,地层水中钙、镁离子含量越大,对表面活性剂的要求越苛刻。常规体系中通常使用表面活性剂复配体系,多种表面活性剂复配体系可避免单一表面活性剂的特异性环境灵敏性,增加整个体系的抗干扰能力,降低表面活性剂的使用风险。
中国发明专利CN 201210325051.2公开了一种表面活性剂组合物,包括阳离子表面活性剂和阴离子-非离子表面活性剂,其中阳离子表面活性剂选自季铵盐或季胺碱中的至少一种,阴离子-非离子表面活性剂选自烷醇酰胺聚氧乙烯/丙烯醚羧酸盐或烷醇酰胺聚氧乙烯/丙烯醚磺酸盐中的至少一种。该组合物具有界面活性高、洗油能力强、体系简单,不会对地层和油井带来伤害的优点;但该发明公开的表面活性剂合成方法复杂、工艺成本高、且需和聚合物复合适用、在高钙镁油藏中的性能较差。
中国发明专利申请CN 201610682415.0公开了一种由直链脂肪酸烷醇酰胺、直链脂肪酸烷醇酰胺硫酸酯、互溶剂、牺牲剂和水配制成的环保驱油剂,该驱油剂与碱、聚合物配伍性良好、生物降解性好、与环境相容性好、使用安全性高。但该发明所公开的环保驱油剂组成复杂,所采用的直链脂肪酸烷醇酰胺以及直链脂肪酸烷醇酰胺硫酸酯的碳链长度范围较宽(8-35),不同碳链长度的表面活性剂在水中的溶解性以及其他性质相差较大,因此该发明还必须向驱油剂体系中添加互溶剂和牺牲剂,增加了成本。另外,该发明所使用的表面活性剂具有过宽的碳链长度,因此能够与地层原油具有良好相容性从而展现优异驱油能力的仅占其中的一部分,另一部分表面活性剂并不能展现出优异的驱油能力。
中国发明专利CN 200810023518.1公开了一种脂肪醇聚氧乙烯醚磺酸盐的合成及用于三次采油驱油剂的复配方法,制备的脂肪醇聚氧乙烯醚磺酸盐驱油体系可以有效的提高高温、高矿化度和高钙镁离子油藏的原油采收率。但该发明所公开的驱油剂体系用量较高(0.7%),而且脂肪醇聚氧乙烯醚磺酸盐阴离子表面活性剂在地层中的吸附现象较为严重,该发明额外添加聚丙烯酰胺以减少表面活性剂在地层中的吸附。因此,需要一种或几种能够在特高钙镁油藏环境下,协同效应显著、稳定性好、显著降低油/水界面张力的高效表面活性剂驱油体系。
发明内容
本发明的目的在于针对现有表面活性剂驱油体系抗钙镁离子能力不强的问题,提供一种适合高钙镁油藏的复合表面活性剂驱油体系。
为了实现上述目的,本发明的第一方面提供一种适合高钙镁油藏的复合表面活性剂驱油体系,以复合表面活性剂驱油体系的总重量计,所述复合表面活性剂驱油体系包括以下组分:烷醇酰胺0.0125~0.8wt%,优选为0.2~0.6wt%,更优选为0.2~0.3wt%、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠0.01~0.75wt%,优选为0.05~0.4wt%,更优选为0.05~0.1wt%、模拟地层水或油田地层水99.00~99.95wt%,优选为99.00~99.75wt%,更优选为99.60~99.75wt%。
根据本发明,所述烷醇酰胺可为C8-C20的烷酸二乙醇酰胺,优选地,所述烷醇酰胺选自癸酸二乙醇酰胺、十二酸二乙醇酰胺、十四酸二乙醇酰胺、十六酸二乙醇酰胺和十八酸二乙醇酰胺中的至少一种。
根据本发明,优选地,所述模拟地层水或油田地层水采用镁盐、钙盐和/或钠盐配制得到。具体地,所述镁盐优选为MgCl2;所述钙盐优选为CaCl2;所述钠盐优选为NaCl。
根据本发明,所述模拟地层水或油田地层水中的钙镁离子含量优选为500~5000mg/L;所述模拟地层水或油田地层水的总矿化度优选为2000~100000mg/L。
根据本发明,所述复合表面活性剂驱油体系的pH值优选为6.5-7.5,为透明或半透明状态。
本发明的第二方面提供所述的复合表面活性剂驱油体系的制备方法,该制备方法包括如下步骤:
(1)将烷醇酰胺和脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠加入到模拟地层水或油田地层水中,搅拌,得到混合物料;
(2)调节(1)中混合物料的pH为6.5-7.5,优选调节至中性,得到所述复合表面活性剂驱油体系。
根据本发明,优选地,步骤(1)中,搅拌的温度为20-25℃,压力为950-1050Kpa,搅拌时间为0.5-2h。
根据本发明,步骤(2)中,可采用任何常规方法进行pH调节,优选地,使用盐酸对体系的pH进行调节。
本发明的有益效果:
本发明提供适合高钙镁油藏的复合表面活性剂驱油体系,对于钙镁离子含量为500~5000mg/L、总矿化度为2000~100000mg/L的高钙镁油藏,该复合表面活性剂驱油体系与原油可形成≤10-3mN/m的超低油/水界面张力,具有优异的驱油性能,且稳定性良好,在高钙镁油藏的三采过程中具有广阔的应用前景。
本发明提供的适合高钙镁油藏的复合表面活性剂驱油体系中,烷醇酰胺作为一种非离子表面活性剂,在水溶液中的稳定性高、不受无机盐离子影响、耐硬水性强,在高钙镁油藏中具有较高的稳定性。另外,采用脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠与烷醇酰胺进行复配,一方面脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠的加入能够提高烷醇酰胺在水中的溶解性能和稳定性能,另一方面二者具有一定的协同作用,能够进一步降低体系的油/水界面张力,提高驱油能力。
本发明的其它特征和优点将在随后具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
图1示出了本发明实施例6制备的复合表面活性剂驱油体系的油/水界面张力随时间的变化。
具体实施方式
下面将更详细地描述本发明的优选实施方式。虽然以下描述了本发明的优选实施方式,然而应该理解,可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反,提供这些实施方式是为了使本发明更加透彻和完整,并且能够将本发明的范围完整地传达给本领域的技术人员。
实施例1:
取0.03g癸酸二乙醇酰胺、0.12g脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠加入到99.85g模拟地层水中。模拟地层水的钙镁离子含量为2000mg/L,总矿化度为60000mg/L。搅拌0.5小时使表面活性剂充分溶解,然后使用盐酸调节体系pH至中性,得到无沉淀透明的驱油体系。
实施例2:
取0.16g十二酸二乙醇酰胺、0.04g脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠加入到99.80g模拟地层水中。模拟地层水的钙镁离子含量为2000mg/L,总矿化度为20000mg/L。搅拌1.5小时使表面活性剂充分溶解,然后使用盐酸调节体系pH至中性,得到无沉淀透明的驱油体系。
实施例3:
取0.75g十四酸二乙醇酰胺、0.05g脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠加入到99.20g模拟地层水中。模拟地层水的钙镁离子含量为600mg/L,总矿化度为5000mg/L。搅拌1.0小时使表面活性剂充分溶解,然后使用盐酸调节体系pH至中性,得到无沉淀透明的驱油体系。
实施例4:
取0.20g十六酸二乙醇酰胺、0.35g脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠加入到99.45g模拟地层水中。模拟地层水的钙镁离子含量为4000mg/L,总矿化度为100000mg/L。搅拌1.5小时使表面活性剂充分溶解,然后使用盐酸调节体系pH至中性,得到无沉淀半透明的驱油体系。
实施例5:
取0.50g十八酸二乙醇酰胺、0.10g脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠加入到99.40g油田地层水中。油田地层水的钙镁离子含量为4566mg/L,总矿化度为73106mg/L。搅拌2.0小时使表面活性剂充分溶解,然后使用盐酸调节体系pH至中性,得到无沉淀半透明的驱油体系。
实施例6:
取0.20g十二酸二乙醇酰胺、0.05g脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠加入到99.75g油田地层水中。油田地层水的钙镁离子含量为4566mg/L,总矿化度为73106mg/L。搅拌2.0小时使表面活性剂充分溶解,然后使用盐酸调节体系pH至中性,得到无沉淀半透明的驱油体系。
测试例1:
采用旋转滴油/水界面张力仪,在50~80℃下测定实施例1~6所制备的复合表面活性剂驱油体系的油/水界面张力。另外,还测定了烷醇酰胺和脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠单独使用时体系的油/水界面张力,测试条件为:50~80℃、表面活性剂质量浓度0.2%、模拟地层水钙镁离子含量2000mg/L,总矿化度为60000mg/L。测试结果见表1。可以看出,本发明提供的复合表面活性剂驱油体系中两种表面活性剂具有一定的协同作用,在高钙镁油藏条件下展现出较强的降低油/水界面张力的能力。
表1油/水界面张力测试结果
测试例2:
采用旋转滴油/水界面张力仪,在60℃下测定实施例6所制备的复合表面活性剂驱油体系的油/水界面张力,每隔24小时测试一次,测试结果见图1。结果表明本发明提供的复合表面活性剂驱油体系在高钙镁油藏条件下具有良好的稳定性。
以上已经描述了本发明的各实施例,上述说明是示例性的,并非穷尽性的,并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下,对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。
Claims (10)
1.一种适合高钙镁油藏的复合表面活性剂驱油体系,其特征在于,以复合表面活性剂驱油体系的总重量计,所述复合表面活性剂驱油体系包括以下组分:烷醇酰胺0.0125~0.8wt%、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠0.01~0.75wt%、模拟地层水或油田地层水99.00~99.95wt%。
2.根据权利要求1所述的复合表面活性剂驱油体系,其中,所述烷醇酰胺选自癸酸二乙醇酰胺、十二酸二乙醇酰胺、十四酸二乙醇酰胺、十六酸二乙醇酰胺和十八酸二乙醇酰胺中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的复合表面活性剂驱油体系,其中,所述模拟地层水或油田地层水采用镁盐、钙盐和/或钠盐配制得到。
4.根据权利要求3所述的制备方法,其中,所述镁盐为MgCl2;所述钙盐为CaCl2;所述钠盐为NaCl。
5.根据权利要求1所述的复合表面活性剂驱油体系,其中,所述模拟地层水或油田地层水中的钙镁离子含量为500~5000mg/L。
6.根据权利要求1所述的复合表面活性剂驱油体系,其中,所述模拟地层水或油田地层水的总矿化度为2000~100000mg/L。
7.根据权利要求1所述的复合表面活性剂驱油体系,其中,所述复合表面活性剂驱油体系的pH值为6.5-7.5,为透明或半透明状态。
8.权利要求1-7中任意一项所述的复合表面活性剂驱油体系的制备方法,其特征在于,该制备方法包括如下步骤:
(1)将烷醇酰胺和脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠加入到模拟地层水或油田地层水中,搅拌,得到混合物料;
(2)调节(1)中混合物料的pH为6.5-7.5,得到所述复合表面活性剂驱油体系。
9.根据权利要求8所述的制备方法,其中,步骤(1)中,搅拌的温度为20-25℃,压力为950-1050KPa,搅拌时间为0.5-2h。
10.根据权利要求8所述的制备方法,其中,步骤(2)中,使用盐酸对体系的pH进行调节。
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