CN110669490B - 一种用于高温高盐稠油油藏生物润湿反转剂及其制备方法 - Google Patents

一种用于高温高盐稠油油藏生物润湿反转剂及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种生物润湿反转剂，具体涉及一种用于高温高盐稠油油藏生物润湿反转剂及其制备方法。该反转剂组成和组分如下：鼠李糖脂发酵液20‑30wt％；槐糖脂发酵液15‑20wt％；烷基多苷3‑5wt％；醇助剂0.1‑0.3wt％；余量水。所述的鼠李糖脂发酵液为铜绿假单胞菌发酵液，其浓度大于35g/L；槐糖脂发酵液为酵母菌发酵液，其浓度大于100g/L；烷基多苷为生物型阴非离子表面活性剂，其相对分子量为290‑370；醇助剂为丁醇、戊醇、己醇中的一种。本发明的生物润湿反转剂具有油藏适用范围广，施工工艺简单以及现场试验效果好的优点，有效期大于24个月，单井日增油大于10吨，投入产出比大于1∶10。

Description

一种用于高温高盐稠油油藏生物润湿反转剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种生物润湿反转剂，具体涉及一种用于高温高盐稠油油藏生物润湿反转剂及其制备方法。
背景技术
高温高盐油藏是一类油藏温度超过80℃、矿化度大于30000mg/L的非常规、苛刻条件油藏，这类油藏资源丰富、挖潜价值大。随着开发进行，这些高温高盐主力区块逐渐进入高含水开发阶段，逼近经济极限。此时为了提高开发效益，需要采取必要的提高采收率技术以达到增产的目的。单井吞吐是一种经济、快速有效的方式之一，主要包括热采和冷采两种工艺。对于地面原油粘度低于10000mPa·s的油藏，特别是在天然气紧缺的东部老油田，化学冷采技术相比热采更为经济有效。化学冷采主要通过向油藏注入化学剂以达到增产的目的，这类化学剂包括溶剂油、降粘剂、渗透剂及相应的助剂。注入这类化学剂的主要目的是降低原油粘度、提高油水流度比，以增加稠油的流动性。
在单井实施的前几轮，增油效果明显，经济性好。然而经过多轮次吞吐后，实施化学降粘剂吞吐效果往往较差。在注入药剂开井后，初期含水下降后会迅速上升，达不到预期的实施效果。这是因为多轮次吞吐后，降粘剂能够波及到的近井地带原油被采出，此时再注入降粘剂后已较难接触到更多的原油。通过数值模拟计算发现，降粘剂作用的油藏范围仅有几米。对于更深部的油藏，动用难度极大。如果想将降粘剂向更深部推进，其使用量将增加数倍，经济性会变差。此时，应改变注入体系以保障开发效果。
从油藏物理学角度看，影响注水开发效果的主要因素是原油粘度高、油水流度比大，致使原油流动性差。从微观层面分析，油藏岩石表面因长期被原油侵润而多表现为亲油性，致使原油在流通过程毛管阻力大，流动性差。因此，如果能够对油藏的岩石表面岩性进行调控，使其反转为亲水或弱亲水性，原油流动阻力将大幅下降，水驱效率将大幅提升。因此，筛选合适的润湿反转剂是提高开发效益的关键。
孙安顺公布了“一种润湿剂及其在二元复合驱三次采油中的应用”(公开号：CN101892040B)，这种润湿剂由磺基酰胺甜菜碱、烷基酰胺羟磺基酰胺甜菜碱、磺酸型咪唑啉、脂肪醇聚氧乙烯醚、聚氧乙烯失水山梨醇单油酸脂、聚氧乙烯烷基胺、脂肪酸甲酯乙氧基化物及助乳化剂组成。由该方法制备的润湿剂，在二元复合驱过程中使亲油油层转变为强水湿油层，可以大大提高油层采收率。二元复合驱采油时，储层由亲油向亲水转化，最终采收率可提高10.47％。但由于使用了不耐温的脂肪醇聚氧乙烯醚、聚氧乙烯失水山梨醇单油酸脂、聚氧乙烯烷基胺等非离子表面活性剂，在油藏温度高于80℃后(高于非离子表面活性剂的浊点温度)，上述表面活性剂均容易从溶液中析出，影响润湿剂的性能，因此不适用于高温油藏。
苏丹卡布斯大学学者H.Al-Sulaimani公开了一种利用脂肽类生物表面活性剂提高稀油油藏残余油采收率的方法(SPE 158022)，在一维管式模型一次水驱后注入浓度为0.25％的脂肽和0.25％Na2CO3混合溶液后，采收率提高25％，同时接触角由70.6°降至25.32°。生物类表面活性剂具有极好的耐温性能，因此有效解决了表面活性剂的耐温性问题，具备在高温油藏使用的潜力。但由于使用了弱碱Na2CO3，该类物质在高矿化度的油藏中极易与二价金属离子Ca2+、Mg2+反应生成沉淀，造成结垢而伤害油藏，因此不适用高盐油藏。
发明内容
本发明针对现有润湿剂在高温高盐稠油油藏应用存在的耐温抗盐性差的问题而提供一种生物润湿反转剂，该反转剂包括鼠李糖脂发酵液、槐糖脂发酵液、烷基多苷(APG)及醇类助剂，上述药剂均具有良好的耐温和抗盐性能，注入高温高盐油藏作用于亲油性的岩石表面，以实现润湿性的反转，大幅降低稠油的流动阻力，提升水驱开发效益。
本发明的目的之一提供了一种用于高温高盐稠油油藏的生物润湿反转剂，所述的反转剂组成和组分如下：
Figure BDA0002243128830000031
优选地，所述的生物润湿反转剂组成和组分如下：
Figure BDA0002243128830000032
所述的鼠李糖脂发酵液为铜绿假单胞菌发酵液，其浓度大于35g/L。
所述的槐糖脂发酵液为酵母菌发酵液，其浓度大于100g/L。
所述的烷基多苷为生物型阴非离子表面活性剂，其相对分子量为290-370。
所述的醇助剂为丁醇、戊醇、己醇中的一种。
本发明的第二个目的在于提供一种用于高温高盐稠油油藏的生物润湿反转剂的制备方法，该制备方法具体包括以下步骤：
(1)将铜绿假单胞菌种子液按10％接入到灭菌后的培养基内，发酵条件为37-40℃和180-250r/min，发酵2～3d得到鼠李糖脂发酵液；
(2)将酵母菌种子液按10％接入到灭菌后的培养基内，发酵条件为35-37℃和150-200r/min，发酵4～5d得到槐糖脂发酵液；
(3)在反应釜中依次加入鼠李糖脂发酵液和槐糖脂发酵液，在室温下搅拌20-30min，使上述发酵液充分混合；
(4)向上述混合后的发酵液中加入烷基多苷，加热到30-40℃搅拌40-60min，得到混合溶液；
(5)向上述混合溶液中加入醇助剂，随后加入水，在室温下搅拌30-60min，得到生物润湿反转剂。
优选地，所述的生物润湿反转剂的制备方法如下：
(1)将铜绿假单胞菌种子液按10％接入到灭菌后的培养基内，发酵条件为38℃和200r/min，发酵2d得到鼠李糖脂发酵液；
(2)将酵母菌种子液按10％接入到灭菌后的培养基内，发酵条件为36℃和180r/min，发酵5d得到槐糖脂发酵液；
(3)在反应釜中依次加入鼠李糖脂发酵液和槐糖脂发酵液，在室温下搅拌22min，使上述发酵液充分混合；
(4)向上述混合后的发酵液中加入烷基多苷，加热到36℃搅拌45min，得到混合溶液；
(5)向上述混合溶液中加入醇助剂，随后加入水，在室温下搅拌50min，得到生物润湿反转剂。
本发明的生物型润湿剂由鼠李糖脂和槐糖脂两种生物型表面活性剂组成，这两种表面活性剂的亲水基均由多个亲水的羧基和羟基组成，其在固体物质表面吸附后自由能低于原油吸附后的自由能，因此在加入后能够通过竞争吸附，将原油分子从岩石表面解析掉，同时由于分子结构上携带有多个亲水基，能够保证在吸附后朝向水相的尾基中有亲水基团，此时表面自由能低于石油类物质吸附后的表面自由能，因此这种吸附比石油类活性物质的吸附更为稳定。并且由于吸附后表面带有多个亲水基，能保证表面呈现为亲水或弱亲水性。而助剂烷基多苷和小分子醇的加入，能够进一步提高润湿剂在界面上的吸附密度，增强其竞争吸附性能，保证对石油类物质的竞争吸附优势。
本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：
(1)本发明的生物润湿反转剂耐温抗盐性能强，耐温达到120℃以上、耐矿化度达到100000mg/L以上；
(2)本发明的生物润湿反转剂能够有效地改变岩石表面润湿性，将亲油性的岩石表面改变为弱亲水性，润湿指数由-0.18上升至0.21；
(3)本发明的生物润湿反转剂具有油藏适用范围广，施工工艺简单以及现场试验效果好的优点，有效期大于24个月，单井日增油大于10吨，投入产出比大于1：10。
具体实施方式
下面结合具体的实施例，并参照数据进一步详细描述本发明。应理解，这些实施例只是为了举例说明本发明，而非以任何方式限制本发明的范围。
实施例1生物润湿反转剂D1及其制备
生物润湿反转剂D1组成和组分如下：
Figure BDA0002243128830000051
所述的鼠李糖脂发酵液为铜绿假单胞菌发酵液，其浓度大于35g/L。
所述的槐糖脂发酵液为酵母菌发酵液，其浓度大于100g/L。
所述的烷基多苷为生物型阴非离子表面活性剂，其相对分子量为290-370。
所述的醇助剂为丁醇。
生物润湿反转剂D1的制备：
(1)将铜绿假单胞菌种子液按10％接入到灭菌后的培养基内，发酵条件为37℃和180r/min，发酵2d得到鼠李糖脂发酵液；
(2)将酵母菌种子液按10％接入到灭菌后的培养基内，发酵条件为35℃和150r/min，发酵4d得到槐糖脂发酵液；
(3)在反应釜中依次加入鼠李糖脂发酵液和槐糖脂发酵液，在室温下搅拌20min，使上述发酵液充分混合；
(4)向上述混合后的发酵液中加入烷基多苷，加热到30℃搅拌40min，得到混合溶液；
(5)向上述混合溶液中加入醇助剂，随后加入水，在室温下搅拌30min，得到生物润湿反转剂D1。
实施例2生物润湿反转剂D2及其制备
生物润湿反转剂D2组成和组分如下：
Figure BDA0002243128830000061
所述的鼠李糖脂发酵液为铜绿假单胞菌发酵液，其浓度大于35g/L。
所述的槐糖脂发酵液为酵母菌发酵液，其浓度大于100g/L。
所述的烷基多苷为生物型阴非离子表面活性剂，其相对分子量为290-370。
所述的醇助剂为戊醇。
生物润湿反转剂D2的制备：
(1)将铜绿假单胞菌种子液按10％接入到灭菌后的培养基内，发酵条件为38℃和200r/min，发酵2d得到鼠李糖脂发酵液；
(2)将酵母菌种子液按10％接入到灭菌后的培养基内，发酵条件为36℃和180r/min，发酵5d得到槐糖脂发酵液；
(3)在反应釜中依次加入鼠李糖脂发酵液和槐糖脂发酵液，在室温下搅拌22min，使上述发酵液充分混合；
(4)向上述混合后的发酵液中加入烷基多苷，加热到36℃搅拌45min，得到混合溶液；
(5)向上述混合溶液中加入醇助剂，随后加入水，在室温下搅拌50min，得到生物润湿反转剂D2。
实施例3生物润湿反转剂D3及其制备
生物润湿反转剂D3组成和组分如下：
Figure BDA0002243128830000071
所述的鼠李糖脂发酵液为铜绿假单胞菌发酵液，其浓度大于35g/L。
所述的槐糖脂发酵液为酵母菌发酵液，其浓度大于100g/L。
所述的烷基多苷为生物型阴非离子表面活性剂，其相对分子量为290-370。
所述的醇助剂为己醇。
生物润湿反转剂D3的制备：
(1)将铜绿假单胞菌种子液按10％接入到灭菌后的培养基内，发酵条件为40℃和250r/min，发酵3d得到鼠李糖脂发酵液；
(2)将酵母菌种子液按10％接入到灭菌后的培养基内，发酵条件为37℃和200r/min，发酵5d得到槐糖脂发酵液；
(3)在反应釜中依次加入鼠李糖脂发酵液和槐糖脂发酵液，在室温下搅拌30min，使上述发酵液充分混合；
(4)向上述混合后的发酵液中加入烷基多苷，加热到40℃搅拌60min，得到混合溶液；
(5)向上述混合溶液中加入醇助剂，随后加入水，在室温下搅拌60min，得到生物润湿反转剂D3。
实施例4
试验油井概况：胜利油田某区块稠油井A12，原油地面粘度8600mpa·s，油层温度55℃，地层压力12.4MPa，地层水矿化度7426mg/L，地层渗透率870×10-3μm2。试验前，油井日产液量为40m3/d，含水率98.4％。
对该井近5年生产动态跟踪后发现，A12井经过3轮次热采和2轮次冷采吞吐，最后一次冷采吞吐失效。从选井标准和该井既往冷采吞吐效果来看，该井符合生物润湿反转剂适用范围。
将生物润湿反转剂D1用高压泵车通过油套环空注入地层，注入速度为20m3/h，注入量为600方，闷井15d。开井生产10d日液量为50m3/d，含水由98.4％降至86.5％，第20d液量上升至80m3/d以上，含水降至74.1％。
现场试验结果：该井的含水由实施前98.4％最高下降到62.2％，含水降低最高达到36.2％，有效期为28个月，单井日增油12.5吨，投入产出比1∶12.5。
实施例5
试验油井概况：胜利油田某区块稠油井C35，原油地面粘度6753mpa·s，油层温度60℃，地层压力14.6MPa，地层水矿化度21047mg/L，地层渗透率520×10-3μm2。试验前，油井日产液量为32m3/d，含水率97.3％。
对该井近3年生产动态跟踪后发现，C35井经过3轮次冷采吞吐，最后一次冷采吞吐持续时间短。从选井标准和该井既往冷采吞吐效果来看，该井符合生物润湿反转剂适用范围。
将生物润湿反转剂D2用高压泵车通过油套环空注入地层，注入速度为15m3/h，注入量为860方，闷井20d。开井生产第15的日液为26m3/d，含水由97.3％降至90.2％。第30d液量上升至46m3/d，含水降至81.6％。
现场试验结果：该井的含水由实施前97.3％最高下降到71.6％，含水降低最高达到25.7％，有效期为35个月，单井日增油13.8吨，投入产出比1∶13.2。
实施例6
试验油井概况：胜利油田某区块稠油井M5，原油地面粘度5322mPa·s，油层温度65℃，地层压力10.8MPa，地层水矿化度12367mg/L，地层渗透率180×10-3μm2。试验前，油井日产液量为20m3/d，含水率98.1％。
对该井近5年生产动态跟踪后发现，M5井经过5轮次冷采吞吐，最后2次冷采吞吐效果差，开井后含水迅速上升。从选井标准和该井既往冷采吞吐效果来看，该井符合生物润湿反转剂适用范围。
将生物润湿反转剂D3用高压泵车通过油套环空注入地层，注入速度为5m3/h，注入量为500方，闷井25d。开井生产第10d日液为25m3/d，含水由98.1％降至85.8％。第20d日液上升至48m3/d，含水降至80.9％。
现场试验结果：该井的含水由实施前98.1％最高下降到72.0％，含水最高降低至26.1％，有效期为32个月，单井日增油11.3吨，投入产出比1∶11.2。

Claims (6)

1.一种用于高温高盐稠油油藏的生物润湿反转剂，其特征在于，所述的生物润湿反转剂组成和组分如下：
鼠李糖脂发酵液 20-30wt%；
槐糖脂发酵液 15-20wt%；
烷基多苷 3-5wt%；
醇助剂 0.1-0.3wt%；
水 余量；
所述的鼠李糖脂发酵液为铜绿假单胞菌发酵液，其浓度大于35g/L；
所述的槐糖脂发酵液为酵母菌发酵液，其浓度大于100g/L；
所述高温高盐稠油油藏的润湿反转剂，适用于油藏温度大于80℃、矿化度大于30000mg/L稠油油藏，尤其适用于经过多轮次冷采后综合含水超过95%的油井。
2.根据权利要求1所述的用于高温高盐稠油油藏的生物润湿反转剂，其特征在于，所述的生物润湿反转剂组成和组分如下：
鼠李糖脂发酵液 25wt%；
槐糖脂发酵液 18wt%；
烷基多苷 4wt%；
醇助剂 0.2wt%；
水 52.8%。
3.根据权利要求1或2所述的用于高温高盐稠油油藏的生物润湿反转剂，其特征在于，所述的烷基多苷为生物型阴非离子表面活性剂，其相对分子量为290-370。
4.根据权利要求1或2所述的用于高温高盐稠油油藏的生物润湿反转剂，其特征在于，所述的醇助剂为丁醇、戊醇、己醇中的一种。
5.根据权利要求1-4任一项权利要求所述的用于高温高盐稠油油藏的生物润湿反转剂的制备方法，其特征在于，该制备方法具体包括以下步骤：
（1）将铜绿假单胞菌种子液按10%接入到灭菌后的培养基内，发酵条件为37-40℃和180-250r/min，发酵2~3d得到鼠李糖脂发酵液；
（2）将酵母菌种子液按10%接入到灭菌后的培养基内，发酵条件为35-37℃和150-200r/min，发酵4~5d得到槐糖脂发酵液；
（3）在反应釜中依次加入鼠李糖脂发酵液和槐糖脂发酵液，在室温下搅拌 20-30min，使上述发酵液充分混合；
（4）向上述混合后的发酵液中加入烷基多苷，加热到30-40℃搅拌 40-60min，得到混合溶液；
（5）向上述混合溶液中加入醇助剂，随后加入水，在室温下搅拌 30-60min，得到生物润湿反转剂。
6.根据权利要求5所述的用于高温高盐稠油油藏的生物润湿反转剂的制备方法，其特征在于，该制备方法具体包括以下步骤：
（1）将铜绿假单胞菌种子液按10%接入到灭菌后的培养基内，发酵条件为38℃和200r/min，发酵2d得到鼠李糖脂发酵液；
（2）将酵母菌种子液按10%接入到灭菌后的培养基内，发酵条件为36℃和180r/min，发酵5d得到槐糖脂发酵液；
（3）在反应釜中依次加入鼠李糖脂发酵液和槐糖脂发酵液，在室温下搅拌 22min，使上述发酵液充分混合；
（4）向上述混合后的发酵液中加入烷基多苷，加热到36℃搅拌45min，得到混合溶液；
（5）向上述混合溶液中加入醇助剂，随后加入水，在室温下搅拌 50min，得到生物润湿反转剂。
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