CN111454706A - 压裂液用环烷基石油磺酸盐复配驱油剂及其制备方法 - Google Patents

压裂液用环烷基石油磺酸盐复配驱油剂及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及油气开采技术领域，是一种压裂液用环烷基石油磺酸盐复配驱油剂及其制备方法，该压裂液用环烷基石油磺酸盐复配驱油剂，原料包括环烷基石油磺酸盐、乙二胺四乙酸二钠、余量为压裂液，将环烷基石油磺酸盐与水混合，将环烷基石油磺酸盐溶液、乙二胺四乙酸二钠加入压裂液中混合均匀，得到压裂液用环烷基石油磺酸盐复配驱油剂。本发明以环烷基石油磺酸盐作为表面活性剂与压裂液进行复配，得到的压裂液用环烷基石油磺酸盐复配驱油剂能够在较宽的钙离子质量浓度范围内具有超低的界面张力，克服了现有开采方式单一导致原油采收率低的问题，本发明能够最大限度的提高原油采收率，原料成本低且简单易得，具有安全、高效的特点。

Description

压裂液用环烷基石油磺酸盐复配驱油剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及油气开采技术领域，是一种压裂液用环烷基石油磺酸盐复配驱油剂及其制备方法。
背景技术
加大致密油气开采技术研究，突破高效开发致密油气的技术瓶颈，加快开采致密油气对确保石油天然气产量的稳定和增长，维护国内石油市场的供求平衡，延长石油资源的战略接替时间，已成为保障国家能源安全、满足国民经济发展的重大需求。致密油藏开发方式以水平井体积压裂为主，开发方式单一。化学剂驱油以改变驱替流体的物化性质及驱替流体与原油和岩石矿物之间的界面性质，提高原油生产效率，已经广泛应用于中石油、中石化、中海油的各油田生产中，对提高原油生产能力起到非常重要的作用。
石油磺酸盐是油田化学驱广泛使用的重要驱油化学剂，石油磺酸盐的生产原料取自油田自产原油馏分，与其它驱油表面活性剂比较具有较低的使用成本。以石油磺酸盐为主剂复配其它助剂，有利于提高驱油用化学剂的洗油性能，稳定成本。环烷基石油磺酸盐从母体分子结构上有别于石蜡基石油磺酸盐，含有大量的烷基苊磺酸盐、烷基茚满磺酸盐、烷基萘磺酸盐、烷基芴磺酸盐、烷基联苯磺酸盐等活性结构，在同等条件下表现出更高的界面驱油活性。
发明内容
本发明提供了一种压裂液用环烷基石油磺酸盐复配驱油剂及其制备方法，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决致密油气现有存在开采方式单一，导致原油采收率不高的问题。
本发明的技术方案之一是通过以下措施来实现的：一种压裂液用环烷基石油磺酸盐复配驱油剂，原料按质量百分含量计包括环烷基石油磺酸盐0.005%至0.05%、乙二胺四乙酸二钠0.5%至3%、余量为压裂液，按照下述方法制备得到：第一步，将所需量的环烷基石油磺酸盐与水混合后加入调节剂，得到pH值为8至11的环烷基石油磺酸盐溶液，其中环烷基石油磺酸盐溶液的质量百分数为10%；第二步，将所需量的环烷基石油磺酸盐溶液、乙二胺四乙酸二钠加入温度为50℃至80℃余量的压裂液中混合均匀，得到压裂液用环烷基石油磺酸盐复配驱油剂。
下面是对上述发明技术方案之一的进一步优化或/和改进：
上述压裂液为瓜胶类压裂液、线型聚合物类压裂液、滑溜水压裂液。
上述调节剂为氢氧化钠、碳酸钠中的一种以上。
本发明的技术方案之二是通过以下措施来实现的：一种压裂液用环烷基石油磺酸盐复配驱油剂的制备方法，按照下述方法进行：第一步，将所需量的环烷基石油磺酸盐与水混合后加入调节剂，得到pH值为8至11的环烷基石油磺酸盐溶液，其中环烷基石油磺酸盐溶液的质量百分数为10%；第二步，将所需量的环烷基石油磺酸盐溶液、乙二胺四乙酸二钠加入温度为50℃至80℃余量的压裂液中混合均匀，得到压裂液用环烷基石油磺酸盐复配驱油剂。
下面是对上述发明技术方案之二的进一步优化或/和改进：
上述压裂液为瓜胶类压裂液、线型聚合物类压裂液、滑溜水压裂液。
上述调节剂为氢氧化钠、碳酸钠中的一种以上。
本发明以环烷基石油磺酸盐作为表面活性剂与压裂液进行复配，得到的压裂液用环烷基石油磺酸盐复配驱油剂能够在较宽的钙离子质量浓度范围内具有超低的界面张力，克服了现有开采方式单一导致原油采收率低的问题，本发明能够最大限度的提高原油采收率，原料成本低且简单易得，具有安全、高效的特点。
具体实施方式
本发明不受下述实施例的限制，可根据本发明的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。本发明中所提到各种化学试剂和化学用品如无特殊说明，均为现有技术中公知公用的化学试剂和化学用品；本发明中的百分数如没有特殊说明，均为质量百分数；本发明中的溶液若没有特殊说明，均为溶剂为水的水溶液，例如，盐酸溶液即为盐酸水溶液；本发明中的常温、室温一般指15℃到25℃的温度，一般定义为25℃。
下面结合实施例对本发明作进一步描述：
实施例1：该压裂液用环烷基石油磺酸盐复配驱油剂，原料按质量百分含量计包括环烷基石油磺酸盐0.005%至0.05%、乙二胺四乙酸二钠0.5%至3%、余量为压裂液，按照下述方法制备得到：第一步，将所需量的环烷基石油磺酸盐与水混合后加入调节剂，得到pH值为8至11的环烷基石油磺酸盐溶液，其中环烷基石油磺酸盐溶液的质量百分数为10%；第二步，将所需量的环烷基石油磺酸盐溶液、乙二胺四乙酸二钠加入温度为50℃至80℃余量的压裂液中混合均匀，得到压裂液用环烷基石油磺酸盐复配驱油剂。
现有技术中，致密油藏开发方式以水平井体积压裂为主，开发方式单一，原油采收率不高；本发明以环烷基石油磺酸盐与现有压裂液复配作为驱油用化学剂，以环烷基石油磺酸盐作为表面活性剂，能够改变岩石的润湿性，降低毛细管力，可提高10%的原油渗析效率，为防止地层水中钙、镁、锰与二价铁离子对驱油效率的影响，在压裂液用环烷基石油磺酸盐复配驱油剂中加入了乙二胺四乙酸二钠，本发明原料简单易得，环烷基石油磺酸盐成本低，可大大降低驱油成本，提高致密油藏的原油采收率。
实施例2：该压裂液用环烷基石油磺酸盐复配驱油剂，原料按质量百分含量计包括环烷基石油磺酸盐0.005%或0.05%、乙二胺四乙酸二钠0.5%或3%、余量为压裂液，按照下述方法制备得到：第一步，将所需量的环烷基石油磺酸盐与水混合后加入调节剂，得到pH值为8或11的环烷基石油磺酸盐溶液，其中环烷基石油磺酸盐溶液的质量百分数为10%；第二步，将所需量的环烷基石油磺酸盐溶液、乙二胺四乙酸二钠加入温度为50℃或80℃余量的压裂液中混合均匀，得到压裂液用环烷基石油磺酸盐复配驱油剂。
实施例3：作为上述实施例的优化，压裂液为瓜胶类压裂液、线型聚合物类压裂液、滑溜水压裂液。
实施例4：作为上述实施例的优化，调节剂为氢氧化钠、碳酸钠中的一种以上。
实施例5：该压裂液用环烷基石油磺酸盐复配驱油剂的制备方法，按照下述方法进行：第一步，将所需量的环烷基石油磺酸盐与水混合后加入调节剂，得到pH值为8至11的环烷基石油磺酸盐溶液，其中环烷基石油磺酸盐溶液的质量百分数为10%；第二步，将所需量的环烷基石油磺酸盐溶液、乙二胺四乙酸二钠加入温度为50℃至80℃余量的压裂液中混合均匀，得到压裂液用环烷基石油磺酸盐复配驱油剂。
实施例6：作为上述实施例的优化，压裂液为瓜胶类压裂液、线型聚合物类压裂液、滑溜水压裂液。
实施例7：作为上述实施例的优化，调节剂为氢氧化钠、碳酸钠中的一种以上。
本发明中，因地层水中钙离子的质量浓度有差异，当地层水中钙离子的质量浓度较低时，可正常配置和使用压裂液用环烷基石油磺酸盐复配驱油剂；当地层水中钙离子的质量浓度较高时，为了说明本发明压裂液用环烷基石油磺酸盐复配驱油剂的驱油效果，可在压裂液用环烷基石油磺酸盐复配驱油剂中加入氯化钙、硝酸钙、硫酸氢钙、亚硫酸氢钙等含钙化合物，调节压裂液用环烷基石油磺酸盐复配驱油剂中钙离子的质量浓度为300mg/L至2500mg/L，采用模拟地层水中含有高钙离子质量浓度的方法，验证本发明的驱油效果。
实施例8：该压裂液用环烷基石油磺酸盐复配驱油剂，按照下述方法制备得到：第一步，将10g环烷基石油磺酸盐与90g水混合后加入氢氧化钠，得到pH值为11的环烷基石油磺酸盐溶液，其中环烷基石油磺酸盐溶液的质量百分数为10%；第二步，将0.5g环烷基石油磺酸盐溶液、5g乙二胺四乙酸二钠加入994.5g温度为50℃的瓜胶压裂液中混合均匀，得到压裂液用环烷基石油磺酸盐复配驱油剂。压裂液用环烷基石油磺酸盐复配驱油剂中环烷基石油磺酸盐的质量百分含量为0.005%、环烷基石油磺酸盐溶液的质量百分含量为0.05%、乙二胺四乙酸二钠的质量百分含量为0.5%。
实施例9：该压裂液用环烷基石油磺酸盐复配驱油剂，按照下述方法制备得到：第一步，将10g环烷基石油磺酸盐与90g水混合后加入氢氧化钠，得到pH值为9的环烷基石油磺酸盐溶液，其中环烷基石油磺酸盐溶液的质量百分数为10%；第二步，将0.5g环烷基石油磺酸盐溶液、5g乙二胺四乙酸二钠加入994.5g温度为80℃的滑溜水压裂液中混合均匀，得到压裂液用环烷基石油磺酸盐复配驱油剂。压裂液用环烷基石油磺酸盐复配驱油剂中环烷基石油磺酸盐的质量百分含量为0.005%、环烷基石油磺酸盐溶液的质量百分含量为0.05%、乙二胺四乙酸二钠的质量百分含量为0.5%。
实施例10：该压裂液用环烷基石油磺酸盐复配驱油剂，按照下述方法制备得到：第一步，将10g环烷基石油磺酸盐与90g水混合后加入氢氧化钠，得到pH值为8的环烷基石油磺酸盐溶液，其中环烷基石油磺酸盐溶液的质量百分数为10%；第二步，将5g环烷基石油磺酸盐溶液、5g乙二胺四乙酸二钠加入990g温度为80℃的滑溜水压裂液中混合均匀，得到压裂液用环烷基石油磺酸盐复配驱油剂。压裂液用环烷基石油磺酸盐复配驱油剂中环烷基石油磺酸盐的质量百分含量为0.05%、环烷基石油磺酸盐溶液的质量百分含量为0.5%、乙二胺四乙酸二钠的质量百分含量为0.5%。
实施例11：该压裂液用环烷基石油磺酸盐复配驱油剂，按照下述方法制备得到：第一步，将10g环烷基石油磺酸盐与90g水混合后加入氢氧化钠，得到pH值为10的环烷基石油磺酸盐溶液，其中环烷基石油磺酸盐溶液的质量百分数为10%；第二步，将5g环烷基石油磺酸盐溶液、5g乙二胺四乙酸二钠加入990g温度为80℃的滑溜水压裂液中混合均匀，得到压裂液用环烷基石油磺酸盐复配驱油剂。压裂液用环烷基石油磺酸盐复配驱油剂中环烷基石油磺酸盐的质量百分含量为0.05%、环烷基石油磺酸盐溶液的质量百分含量为0.5%、乙二胺四乙酸二钠的质量百分含量为0.5%，用氯化钙调节压裂液用环烷基石油磺酸盐复配驱油剂中钙离子的质量浓度为300mg/L。
实施例12：该压裂液用环烷基石油磺酸盐复配驱油剂，按照下述方法制备得到：第一步，将10g环烷基石油磺酸盐与90g水混合后加入氢氧化钠，得到pH值为11的环烷基石油磺酸盐溶液，其中环烷基石油磺酸盐溶液的质量百分数为10%；第二步，将5g环烷基石油磺酸盐溶液、30g乙二胺四乙酸二钠加入965g温度为80℃的滑溜水压裂液中混合均匀，得到压裂液用环烷基石油磺酸盐复配驱油剂。压裂液用环烷基石油磺酸盐复配驱油剂中环烷基石油磺酸盐的质量百分含量为0.05%、环烷基石油磺酸盐溶液的质量百分含量为0.5%、乙二胺四乙酸二钠的质量百分含量为3%，用硝酸钙调节压裂液用环烷基石油磺酸盐复配驱油剂中钙离子的质量浓度为2500mg/L。
实施例13：该压裂液用环烷基石油磺酸盐复配驱油剂，按照下述方法制备得到：第一步，将10g环烷基石油磺酸盐与90g水混合后加入氢氧化钠，得到pH值为10的环烷基石油磺酸盐溶液，其中环烷基石油磺酸盐溶液的质量百分数为10%；第二步，将5g环烷基石油磺酸盐溶液、5g乙二胺四乙酸二钠加入990g温度为80℃的线型聚合物类压裂液中混合均匀，得到压裂液用环烷基石油磺酸盐复配驱油剂。压裂液用环烷基石油磺酸盐复配驱油剂中环烷基石油磺酸盐的质量百分含量为0.05%、环烷基石油磺酸盐溶液的质量百分含量为0.5%、乙二胺四乙酸二钠的质量百分含量为0.5%，用硫酸氢钙调节压裂液用环烷基石油磺酸盐复配驱油剂中钙离子的质量浓度为300mg/L。
实施例14：该压裂液用环烷基石油磺酸盐复配驱油剂，按照下述方法制备得到：第一步，将10g环烷基石油磺酸盐与90g水混合后加入氢氧化钠，得到pH值为8的环烷基石油磺酸盐溶液，其中环烷基石油磺酸盐溶液的质量百分数为10%；第二步，将5g环烷基石油磺酸盐溶液、30g乙二胺四乙酸二钠加入965g温度为80℃的线型聚合物类压裂液中混合均匀，得到压裂液用环烷基石油磺酸盐复配驱油剂。压裂液用环烷基石油磺酸盐复配驱油剂中环烷基石油磺酸盐的质量百分含量为0.05%、环烷基石油磺酸盐溶液的质量百分含量为0.5%、乙二胺四乙酸二钠的质量百分含量为3%，用亚硫酸氢钙调节压裂液用环烷基石油磺酸盐复配驱油剂中钙离子的质量浓度为2500mg/L。
根据实施例8至14制备得到本发明的压裂液用环烷基石油磺酸盐复配驱油剂，在DCAT-9界面张力仪样品测试管中加入压裂液用环烷基石油磺酸盐复配驱油剂，再加入2uL原油后关闭测试管，调整界面张力仪的转速为5000r/min，测得界面张力及相应的采收率如表1所示。由表1可知，本发明的压裂液用环烷基石油磺酸盐复配驱油剂能够使原油和水之间的原有的界面张力由20mN/m至40mN/m大大降低至0.020mN/m以下。原油和水降低界面张力后能够有效消除驱油过程中的毛细阻力，促使滞留在多孔介质中的油珠流动和聚集，当钙离子质量浓度为300mg/L至2500mg/L，仍具有较低的界面张力，说明本发明的压裂液用环烷基石油磺酸盐复配驱油剂具有良好的耐受高钙离子质量浓度的能力，且具有长期的稳定性，能够最大限度的提高原油采收率8%至13%。
综上所述，本发明以环烷基石油磺酸盐作为表面活性剂与压裂液进行复配，得到的压裂液用环烷基石油磺酸盐复配驱油剂能够在较宽的钙离子质量浓度范围内具有超低的界面张力，克服了现有开采方式单一导致原油采收率低的问题，本发明能够最大限度的提高原油采收率，原料成本低且简单易得，具有安全、高效的特点。
以上技术特征构成了本发明的实施例，其具有较强的适应性和实施效果，可根据实际需要增减非必要的技术特征，来满足不同情况的需求。
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Claims (6)

1.一种压裂液用环烷基石油磺酸盐复配驱油剂，其特征在于原料按质量百分含量计包括环烷基石油磺酸盐0.005%至0.05%、乙二胺四乙酸二钠0.5%至3%、余量为压裂液，按照下述方法制备得到：第一步，将所需量的环烷基石油磺酸盐与水混合后加入调节剂，得到pH值为8至11的环烷基石油磺酸盐溶液，其中环烷基石油磺酸盐溶液的质量百分数为10%；第二步，将所需量的环烷基石油磺酸盐溶液、乙二胺四乙酸二钠加入温度为50℃至80℃余量的压裂液中混合均匀，得到压裂液用环烷基石油磺酸盐复配驱油剂。
2.根据权利要求1所述的压裂液用环烷基石油磺酸盐复配驱油剂，其特征在于压裂液为瓜胶类压裂液、线型聚合物类压裂液、滑溜水压裂液。
3.根据权利要求1或2所述的压裂液用环烷基石油磺酸盐复配驱油剂，其特征在于调节剂为氢氧化钠、碳酸钠中的一种以上。
4.一种压裂液用环烷基石油磺酸盐复配驱油剂的制备方法，其特征在于按照下述方法进行：第一步，将所需量的环烷基石油磺酸盐与水混合后加入调节剂，得到pH值为8至11的环烷基石油磺酸盐溶液，其中环烷基石油磺酸盐溶液的质量百分数为10%；第二步，将所需量的环烷基石油磺酸盐溶液、乙二胺四乙酸二钠加入温度为50℃至80℃余量的压裂液中混合均匀，得到压裂液用环烷基石油磺酸盐复配驱油剂。
5.根据权利要求4所述的压裂液用环烷基石油磺酸盐复配驱油剂的制备方法，其特征在于压裂液为瓜胶类压裂液、线型聚合物类压裂液、滑溜水压裂液。
6.根据权利要求4或5所述的压裂液用环烷基石油磺酸盐复配驱油剂的制备方法，其特征在于调节剂为氢氧化钠、碳酸钠中的一种以上。
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