CN1123619C - 含烷基苯磺酸盐表面活性剂的三元复配组合物及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明一种含烷基苯磺酸盐表面活性剂的三元复配组合物，100份重量份水中其各组分重量份为：烷基苯磺酸盐0.05-0.4份；碱或复合碱0.4-2.0份；聚合物0.05-0.3份；同时公开了此复配组合物作为驱油注剂在三次采油中的应用。使用本发明复配组合物，与油田配伍性好，驱油效果明显。
Description
本发明涉及油田驱油注入体系，具体涉及三元复合驱中的一种复配组合物及其作为驱油注剂在三次采油中的应用。
在石油开采技术中应用表面活性剂采油研究起始于三十年代初，至今已有60多年的历史。六十多年来，无论理论和实践上都获得了很大的发展。目前，基本上形成了以下几种注入体系。(1)活性水驱；(2)胶束溶液驱；(3)低界面张力体系采油；(4)三元复合驱。其中三元复合驱(碱—聚合物—表面活性剂)是在本世纪八十年代才发展起来的一种提高采收率的新方法，由于这种方法在大幅度低表面活性剂用量的情况下仍能获得较高的驱油效率，因此，它成为在经济和技术上都能成功的提高采收率的新技术。
在油田进入高含水期后，剩余油以不连续的油膜被圈闭在油藏岩石孔隙中，作用于油珠上的两个主要力即粘滞力和毛细管力。如使用适当的表面活性剂体系，降低油水间的界面张力，便减少了使残余油移动时油珠变形所带来的阻力，从而提高了驱油效率。
然而，现有的三元复合驱体系，不仅使用了较贵的表面活性剂，用量较大，而且其在使用时不能与油田形成良好的配伍性，驱油效果不明显。
本发明的目的在于提供一种使用成本低廉的表面活性剂，具有良好的配伍性并可以与原油形成较低界面张力的三元复配组合物。
本发明的又一目的在于提供上述三元复配驱油组合物作为驱油注剂在三次采油中的应用。
为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：
本发明为一种含烷基苯磺酸盐表面活性剂的三元复配组合物，在100重量份水中其各组分含量为：
烷基苯磺酸盐 0.05-0.4份
碱或复合碱 0.4-2.0份
聚合物 0.05-0.3份
更具体的，所述的含烷基苯磺酸盐表面活性剂的三元复配组合物，其各组分含量为：
烷基苯磺酸盐 0.1-0.3份
碱或复合碱 1.0-1.4份
聚合物 0.08-0.15份
上述含烷基苯磺酸盐表面活性剂的三元复配组合物，其中所述烷基苯磺酸盐为烷基苯磺酸钠或烷基苯磺酸钾。
上述含烷基苯磺酸盐表面活性剂的三元复配组合物，其中所述烷基苯磺酸盐含C14-C22，平均分子量为385-450。
上述含烷基苯磺酸盐表面活性剂的三元复配组合物，其中所述烷基苯磺酸盐中活性剂含量为50％-55％。
上述含烷基苯磺酸盐表面活性剂的三元复配组合物，其中所述碱或复合碱为氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、硅酸钠、磷酸钠、有机胺盐、有机碱中的一种或几种。
上述含烷基苯磺酸盐表面活性剂的三元复配组合物，其中所述聚合物为聚丙烯酰胺，分子量为1400-2500万。
本发明还包括所述的含烷基苯磺酸盐表面活性剂的三元复配组合物作为驱油注剂在三次采油中的应用。
下面对本发明的技术给予进一步说明。
本发明的三元复配组合物，采用的为烷基苯磺酸盐表面活性剂—碱或复合碱—聚合物三元驱体系，其中，碱剂的的主要作用是改变岩石表面的电荷性质，保护价格较贵的表面活性剂和聚合物，减少它们在地层中损失；同时碱或复合碱驱油的原理是其可以与原油中的有机羧酸或其它有效的酸性组分反应生成具有表面活性的物质，导致界面张力降低、乳化润湿性反转、使地层乳隙中被捕集处于分散状态的油滴或油珠启动、聚集，形成可以连续流动的富油带而被采出。
三元驱体系中，聚合物的加入使溶液的粘度增加，从而使水相中的碱性组分能与更多的油相接触，有利于降低水界面张力，驱替出更多的残余油，同时也使驱替液所扫及的油层体积增加，所能采出的剩余油比单独的碱驱或聚合物驱更多。
本发明包括下列附图：
图1为本发明实施例二的三元复配组合物与原油之间的界面活性图；
图2为本发明三元复配组合物的吸附等温线；
图3为本发明实施例六的三元复配组合物在岩心驱油效果图；
图4为本发明实施例七的三元复配组合物在岩心驱油效果图；
图5为本发明实施例八的三元复配组合物在岩心驱油效果图；
以下结合附图和具体实施例，具体说明本发明提供的三元复配组合物以及其带来的显著技术效果。
如无特别说明，实施例和测试实验中使用的试剂和测试仪器如下：
一、使用试剂：
烷基苯磺酸盐：
1、WXS，无锡轻工大学研制，是以南京烷基苯厂的重烷基苯为原料经磺化、中和而得的产品重烷基苯磺酸钠，其含C14-C19，分子量为450
2、BDS，北京勘探院研制的产品重烷基苯磺酸钠，其含C14-C20分子量为435。
3、MS98，北京化工大学研制的产品重烷基苯磺酸钠，其含C13-C20分子量为427。
聚合物：聚丙烯酰胺，PAM，大庆助剂厂生产，分子量1400万。
碱：氢氧化钠NaOH、氢氧化钾KOH、碳酸钠Na2CO3、硅酸钠SB、NB、磷酸钠PB、有机胺盐FB、有机碱OB均为工业纯商品。
原油：大庆油田脱水原油。
二、使用仪器：
500型旋转滴界面张力仪(美国德州大学生产)；
自动密度仪：日本京都电子有限公司的DA-101B型自动数字密度仪；
岩心驱油装置：法国Geomecanique公司制造高温高压驱油试验装置；
实施例一～实施例二十二：已具体实施的三元复配组合物配方，详见表1。
表1三元复配组合物及其界面张力
| 实施例 | 烷基苯磺酸盐及用量 (份) | 碱及用量(份) | 聚合物及用量(份) | 复配组合物界面张力mN/m |
| 一 | WXS 0.05 | NaOH 0.7 | 0.08 | 10-3mN/m |
| 二 | WXS 0.3 | NaOH 1.3 | 0.08 | 10-3mN/m |
| 三 | MS 0.05 | NaOH 0.5 | 0.05 | 10-3mN/m |
| 四 | MS 0.05 | NaOH 1.0 | 0.05 | 10-3mN/m |
| 五 | MS 0.1 | NaOH 1.2 | 0.08 | 10-3mN/m |
| 六 | MS 0.25 | NaOH 1.3 | 0.15 | 10-3mN/m |
| 七 | MS 0.3 | NaOH 1.4 | 0.15 | 10-3mN/m |
| 八 | MS 0.4 | NaOH 1.2 | 0.15 | 10-3mN/m |
| 九 | MS 0.3 | NaOH 1.2 | 0.3 | 10-3mN/m |
| 十 | MS 0.3 | NaOH 1.4 | 0.3 | 10-3mN/m |
| 十一 | BDS 0.05 | NaOH 0.4 | 0.08 | 10-3mN/m |
| 十二 | BDS 0.3 | NaOH 1.0 | 0.08 | 10-3mN/m |
| 十三 | BDS 0.4 | NaOH 1.2 | 0.08 | 10-3mN/m |
| 十四 | ORS-41 0.3 | NaOH 0.4；OB 0.3 | 0.096 | 10-3mN/m |
| 十五 | ORS-41 0.3 | NaOH 0.9；OB 0.05 | 0.096 | 10-3mN/m |
| 十六 | ORS-41 0.3 | NaOH 0.9；PB 0.05 | 0.096 | 10-3mN/m |
| 十七 | ORS-41 0.3 | NaOH 0.9；PB 0.1 | 0.096 | 10-3mN/m |
| 十八 | ORS-41 0.3 | NaOH 0.9；NB 0.5 | 0.096 | 10-3mN/m |
| 十九 | ORS-41 0.3 | NaOH 0.9；FB 0.01 | 0.096 | 10-3mN/m |
| 二十 | ORS-41 0.3 | NaOH 0.8；OB 0.02；NB 0.5；FB0.02 | 0.096 | 10-3mN/m |
| 二十一 | ORS-41 0.3 | NaOH 0.8；OB 0.07 | 0.096 | 10-3mN/m |
| 二十二 | ORS-41 0.3 | NaOH 0.9；OB 0.02；PB 0.1；Na2CO3 0.2 | 0.096 | 10-3mN/m |
图1示出实施例二与大庆四厂原油的界面活性图，可以看到，复合驱油体系的IFT值均达到了10-3mN/m数量级。
为进一步说明本发明的技术效果，对实施例五的烷基苯磺酸盐复配组合物进行性能测试：
三元复配组合物乳化及破乳性能
1.实验目的
由不同单位研制的烷基苯磺盐WXS、MS表面活性剂共同的三元体系配方，在油水比1∶1的条件下，三元体系与采油四厂脱水原油使用JTM50AB型胶体磨进行乳化来观测其乳化的效果。同时采用FPW320破乳剂和SP169破乳剂进行了破乳效果的评价试验。
2.乳化介质
①原油取自采油四厂电脱水原油。
②配制用水取自采油四厂含油污水。
3.乳化设备及参数
①使用设备为JTM50AB型胶体磨。
②电压为100V。
③刻度为5(胶体磨齿距)。
④运转时间为15分。
4.试验参数
①油水比为1∶1。
②配制液量为400mL。
③试验温度为45℃。
④FPW320破乳剂加药浓度为50mg/L和100mg/L，SP169破乳剂加药浓度为50mg/L。
⑤破乳沉降时间5分、15分、30分、60分。
5.试验方法
①用500ml烧杯称200克水加入0.16克聚合物溶2个小时。
②用500ml烧杯称0.34克表面活性剂后，再加入溶解聚合物的溶液200克，使之溶解均匀。
③再向以上溶液中加入0.2克NaOH溶匀。
④称200克电脱水原油。
⑤将油和三元溶液分别加温至45℃。
⑥放入胶体磨中乳化15分钟。
⑦乳化后倒入50ml刻度试管中，放入45℃恒温水浴定时观测其出水量。
⑧将乳化后的原油乳状液分别倒入带有100ml刻度的脱水瓶中，放置于恒温45℃水溶中，再分别加入破乳剂(浓度为50mg/L和100mg/L)，用振荡机振荡30秒，重新放置恒温水浴中。并观察不同时间的脱水量及污水颜色等情况。
7.试验结果
实验结果显示，含WXS、MS两种表活剂的三元复配组合物其乳化层分别为10ml、13ml，乳化性较好。
三元复配组合物静吸附及动滞留评价
静吸附量是分两组进行的，一组是在含有一定量油砂瓶中单独加入不同浓度烷基苯磺酸盐，然后在摇床上均匀吸附，
另一组试验是在碱性条件下(NaOH-1.2wt％)加入不同浓度的烷基苯磺酸盐，用两相滴定法分别测量两组体系中吸附量，由图2看出，不加碱时，最大吸附量为0.72mg/g砂，而体系中加入1.2wt％的碱时，最大吸附量下降到0.35mg/g砂，两组实验中最大吸附量都低于1mg/g砂，达到了三次采油驱油剂性能指标。
在动滞留实验中，针对岩心驱油试验的采出液，用两相滴定法分析了不加氢氧化钠的最大动滞留量为0.082mg/g砂，加入NaOH的最大动滞留量为0.35mg/g砂，其结果符合三次采油驱油剂性能指标。
三元复配组合物岩心驱油效果
影响化学驱油效果的因素很多，如化学剂的动滞留量，体系的配伍性等，因此，通过驱油模拟试验来评价复合体系的驱油效果，在岩心上进行了烷基苯磺酸盐的驱油效果评价，实验方法：
1、水驱；
2、注入复配组合物(主段塞)；
3、1275A0.08％0.2PV(后续段塞)；
4、水驱。
实验步骤为：现将天然或人造岩心抽空饱和水，再饱和原油，然后水驱至含水98％时开始注入复配组合物溶液，接着再注入后续段塞，最后用水驱。记下水驱采收率及注入组合物提高的增加值。
实验结果见表2。
| 实施例 | 渗透率(md) | 驱动水 | 原始油饱和度(％) | 水驱采收率(％OOIP) | 组合物采收率(+％OOIP) |
| 五 | 962 | 大庆采油四厂注入污水 | 56.5 | 61.8 | 18.4 |
| 六 | 1338 | 58.4 | 50.8 | 22.7 | |
| 七 | 1118 | 57.1 | 53.0 | 21.7 |
由驱油评价结果表明，注入复配组合物采收率平均比水驱提高20％以上。
复配组合物驱油体系在岩心上试验结果如图3、图4、图5所示，其采收率比水驱提高18.4-22.7％，平均采收率比水驱提高20％以上，根据岩心驱替试验各种参数推测，本实验三元复合体系驱油效果是：
大幅度降低含水率，产油比较集中，形成富油带。岩心驱油试验表明，一般含水率从98％下降到65％以下，从三元复合驱采出液观测，油水乳化较好，形成了集中采油阶段，压差显示也证明，由于乳化形成富油带，粘度增大，压差升高。
Claims (8)
1、一种含烷基苯磺酸盐表面活性剂的三元复配组合物，其为在100重量份水中各组分重量份为：
烷基苯磺酸盐 0.05-0.4份，
复合碱 0.4-2.0份，以及
聚合物 0.05-0.3份；
其中，所述复合碱为氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、硅酸钠、磷酸钠、有机胺盐以及有机碱中的两种或两种以上复配而成。
2、根据权利要求1所述的含烷基苯磺酸盐表面活性剂的三元复配组合物，其特征在于，在100重量份水中所述各组分重量份为：
烷基苯磺酸盐 0.1-0.3份
碱或复合碱 1.0-1.4份
聚合物 0.08-0.15份。
3、根据权利要求1所述的含烷基苯磺酸盐表面活性剂的三元复配组合物，其特征在于，所述烷基苯磺酸盐为烷基苯磺酸钠。
4、根据权利要求1所述的含烷基苯磺酸盐表面活性剂的三元复配组合物，其特征在于，所述烷基苯磺酸盐为烷基苯磺酸钾。
5、根据权利要求1至4之一所述的含烷基苯磺酸盐表面活性剂的三元复配组合物，其特征在于，所述烷基苯磺酸盐含C14-C22，平均分子量为385-450。
6、根据权利要求5所述的含烷基苯磺酸盐表面活性剂的三元复配组合物，其特征在于，所述烷基苯磺酸盐活性剂含量为50％-55％。
7、根据权利要求1所述的含烷基苯磺酸盐表面活性剂的三元复配组合物，其特征在于，所述聚合物为聚丙烯酰胺，分子量为1400-2500万。
8、如上所述的含烷基苯磺酸盐表面活性剂的三元复配组合物作为驱油注剂在三次采油中的应用。
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