CN114774098B - 增效聚合物驱用稠油降黏洗油剂及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种增效聚合物驱用稠油降黏洗油剂及其制备方法和应用，属于石油开采技术领域。本发明提供的增效聚合物驱用稠油降黏洗油剂，按质量百分比计，包括阴离子表面活性剂25％～35％、两性离子表面活性剂10％～20％、非离子表面活性剂10％～20％、低碳醇10％～20％，其余为水。本发明提供的降黏洗油剂在应用于地层温度为70℃、原油黏度为1314mPa.s的稠油开采中时，其界面张力≤8.9×10‑2，降黏率≥81.7％，洗油效率≥42.1％，聚合物黏度保留率≥97.4％，效果显著，且制备工艺简单、成本低廉、绿色环保。
Description
技术领域
本发明属于石油开采技术领域，尤其涉及一种增效聚合物驱用稠油降黏洗油剂及其制备方法和应用。
背景技术
随着常规原油的开发，其地下储量明显下降，储量巨大的稠油资源将成为今后石油开采中占据的比例越来越大，而常规水驱后稠油残余油比较多，探究这些稠油资源开采方式成为今后的重要课题。
聚合物驱油及乳化降黏驱油技术在提高稠油采收率方面均具有广阔的应用前景。聚合物被注入到原油储层中，由于注入水的流度较低，因此能使地层的渗透率明显降低，同时，还能使驱替相的浓度得到提高，而此时，注入的驱替流体会流入到其他没有被注入水波及到的含有残余油的部位，而此时同聚合物一同被注入到储层中的降黏驱油剂具有剥离地层砂上的原油，并且能降低原油黏度，可以使原油在储层中能顺利的移动，从而提高采收率。
CN110684519A公开了一种耐地层吸附的稠油降粘驱油剂，该专利对于稠油有较好的乳化效果及降粘作用，并且耐吸附能力比较强，但与地层中的原油作用后洗油效率并未涉及。CN113061425A公开了一种稠油冷采用低张力稠油降粘洗油剂，该专利对界面张力有较好的效果，并且洗油效率也有较大提升，但与聚合物的复配性并未涉及。因此需要一种与聚合物复配使用并且可以提高洗油效率的聚合物驱用稠油降黏洗油剂。
发明内容
本发明提供了一种增效聚合物驱用稠油降黏洗油剂及其制备方法和应用，该降黏洗油剂应用于地层温度为70℃、原油黏度为1314mPa.s的稠油开采中时，其界面张力≤8.9×10-2，降黏率≥81.7％，洗油效率≥42.1％，聚合物黏度保留率≥97.4％，效果显著，且制备工艺简单、成本低廉、绿色环保。
为了达到上述目的，本发明提供了一种增效聚合物驱用稠油降黏洗油剂，按质量百分比计，包括阴离子表面活性剂25％～35％、两性离子表面活性剂10％～20％、非离子表面活性剂10％～20％、低碳醇10％～20％，其余为水。
作为优选，所述阴离子表面活性剂选自月桂基羟乙基磺酸钠、椰油基羟乙基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠和α-烯基磺酸钠的至少一种。
作为优选，所述两性离子表面活性剂为ɑ-亚氨基乙酸，其结构式为：
式中，R1为C8～C18的直链或支链烷基；R2为C8的直链或支链烷基。
作为优选，所述非离子表面活性剂为脂肪醇聚氧乙烯醚葡糖苷，其分子式为：
(C6H11O5)(CH2CH2O)nOR
式中，n为10～15范围内的整数，R为C12～C18的直链或支链烷基。
作为优选，所述低碳醇选自甲醇、乙醇和异丙醇的至少一种。
作为优选，其在与矿化度0-5000mg/L、其中钙镁离子浓度≤1000mg/L的注入水相配伍时，界面张力≤8.9×10-2，降黏率≥81.7％，洗油效率≥42.1％，聚合物黏度保留率≥97.4％。
本发明提供了一种根据上述任一项技术方案所述的增效聚合物驱用稠油降黏洗油剂的制备方法，包括以下步骤：
向反应容器中先后加入阴离子表面活性剂、两性离子表面活性剂、非离子表面活性剂、低碳醇和水，于温度50℃下搅拌均匀后，得到增效聚合物驱用稠油降黏洗油剂。
本发明提供了一种根据上述任一项技术方案所述的增效聚合物驱用稠油降黏洗油剂在与矿化度0-5000mg/L、其中钙镁离子浓度≤1000mg/L的注入水相配伍，应用于地层温度为70℃、原油黏度为1314mPa.s的稠油开采中的应用。
作为优选，应用时，其界面张力≤8.9×10-2，降黏率≥81.7％，洗油效率≥42.1％，聚合物黏度保留率≥97.4％。
在上述方案中，所述聚合物为聚丙烯酰胺，其与降黏洗油剂复配时的质量比为3:5。
作为优选，应用时，所述增效聚合物驱用稠油降黏洗油剂的使用浓度为0.3％。
与现有技术相比，本发明的优点和积极效果在于：
1、本发明提供的增效聚合物驱用稠油降黏洗油剂由阴离子表面活性剂、两性离子表面活性剂、非离子表面活性剂复配而成。其中，阴离子表活剂可以增加洗油效率，两性离子表面活性剂可以降低界面张力，非离子可以提高降粘率，而三个组分在复配后，会在表面上形成混合单分子吸附层，在溶液内部形成混合胶束，相比单一表面活性剂的使用效果更好。
2、本发明提供的增效聚合物驱用稠油降黏洗油剂主要应用于地层温度为70℃、原油黏度为1314mPa.s的普通稠油油藏开采中，具有耐温耐盐的特点，与应用现场油水配伍性好，不产生沉淀，不会造成地层堵塞。
3、该降黏洗油剂制备工艺简单、原料易购、成本低廉，可以有效提高稠油采收率，此外从生产到使用对环境和人员均无害，符合绿色环保要求。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
向反应容器中先后加入月桂基羟乙基磺酸钠35g、ɑ-亚氨基乙酸30g(R1＝8，R2＝8)、脂肪醇聚氧乙烯醚葡糖苷20g(n＝10，R＝12)、乙醇10g和水5g，于50℃下搅拌均匀，得到增效聚合物驱用稠油降黏洗油剂。
实施例2
向反应容器中先后加入椰油基羟乙基磺酸钠35g、ɑ-亚氨基乙酸20g(R1＝10，R2＝8)、脂肪醇聚氧乙烯醚葡糖苷10g(n＝12，R＝13)、甲醇15g和水20g，于50℃下搅拌均匀，得到聚合物驱用稠油降黏洗油剂。
实施例3
向反应容器中先后加入十二烷基苯磺酸钠25g、ɑ-亚氨基乙酸30g(R1＝12，R2＝8)、脂肪醇聚氧乙烯醚葡糖苷10g(n＝13，R＝14)、异丙醇10g和水25g，于50℃下搅拌均匀，得到聚合物驱用稠油降黏洗油剂。
实施例4
向反应容器中先后加入α-烯基磺酸钠25g、ɑ-亚氨基乙酸25g(R1＝14，R2＝8)、脂肪醇聚氧乙烯醚葡糖苷20g(n＝14，R＝16)、异丙醇10g和水20g，于50℃下搅拌均匀，得到聚合物驱用稠油降黏洗油剂。
实施例5
向反应容器中先后加入月桂基羟乙基磺酸钠30g、ɑ-亚氨基乙酸20g(R1＝16，R2＝8)、脂肪醇聚氧乙烯醚葡糖苷15g(n＝15，R＝18)、甲醇15g和水20g，于50℃下搅拌均匀，得到聚合物驱用稠油降黏洗油剂。
实施例6
向反应容器中先后加入α-烯基磺酸钠25g、ɑ-亚氨基乙酸10g(R1＝18，R2＝8)、脂肪醇聚氧乙烯醚葡糖苷10g(n＝12，R＝18)、甲醇10g和水45g，于50℃下搅拌均匀，得到聚合物驱用稠油降黏洗油剂。
对比例1
向反应容器中先后加入ɑ-亚氨基乙酸30g(R1＝8，R2＝8)、脂肪醇聚氧乙烯醚葡糖苷20g(n＝10，R＝12)、乙醇10g和水40g，于50℃下搅拌均匀，得到聚合物驱用稠油降黏洗油剂。
对比例1为实施例1中去掉月桂基羟乙基磺酸钠，缺失的月桂基羟乙基磺酸钠的量用水补齐。
对比例2
向反应容器中先后加入椰油基羟乙基磺酸钠35g、脂肪醇聚氧乙烯醚葡糖苷10g(n＝12，R＝13)、甲醇15g和水40g，于50℃下搅拌均匀，得到聚合物驱用稠油降黏洗油剂。
对比例2为实施例2中去掉ɑ-亚氨基乙酸，缺失的ɑ-亚氨基乙酸的量用水补齐。
对比例3
向反应容器中先后加入十二烷基苯磺酸钠25g、取ɑ-亚氨基乙酸30g(R1＝12，R2＝8)、异丙醇10g和水35g，于50℃下搅拌均匀，得到聚合物驱用稠油降黏洗油剂。
对比例3为实施例3中去掉脂肪醇聚氧乙烯醚葡糖苷，缺失的脂肪醇聚氧乙烯醚葡糖苷的量用水补齐。
对比例4
向反应容器中先后加入α-烯基磺酸钠20g、取ɑ-亚氨基乙酸25g(R1＝14，R2＝8)、脂肪醇聚氧乙烯醚葡糖苷20g(n＝14，R＝16)、异丙醇10g和水25g，于50℃下搅拌均匀，得到聚合物驱用稠油降黏洗油剂。
对比例4为实施例4中α-烯基磺酸钠含量减少了5％，减少的量用水补齐。
对比例5
向反应容器中先后加入α-烯基磺酸钠15g、ɑ-亚氨基乙酸25g(R1＝14，R2＝8)、脂肪醇聚氧乙烯醚葡糖苷20g(n＝14，R＝16)、异丙醇10g和水30g，于50℃下搅拌均匀，得到聚合物驱用稠油降黏洗油剂。
对比例5为实施例4中α-烯基磺酸钠含量减少了10％，减少的量用水补齐。
对比例6
向反应容器中先后加入月桂基羟乙基磺酸钠30g、ɑ-亚氨基乙酸5g(R1＝16，R2＝8)、脂肪醇聚氧乙烯醚葡糖苷15g(n＝15，R＝18)、甲醇15g和水35g，于50℃下搅拌均匀，得到聚合物驱用稠油降黏洗油剂。
对比例6为实施例5中ɑ-亚氨基乙酸含量减少了15％，减少的量用水补齐。
对比例7
向反应容器中先后加入月桂基羟乙基磺酸钠30g、ɑ-亚氨基乙酸2g(R1＝16，R2＝8)、脂肪醇聚氧乙烯醚葡糖苷15g(n＝15，R＝18)、甲醇15g和水38g，于50℃下搅拌均匀，得到聚合物驱用稠油降黏洗油剂。
对比例7为实施例5中ɑ-亚氨基乙酸含量减少了18％，减少的量用水补齐。
对比例8
向反应容器中先后加入月桂基羟乙基磺酸钠25g、ɑ-亚氨基乙酸10g(R1＝18，R2＝8)、脂肪醇聚氧乙烯醚葡糖苷5g(n＝12，R＝18)、甲醇10g和水50g，于50℃下搅拌均匀，得到聚合物驱用稠油降黏洗油剂。
对比例8为实施例6中脂肪醇聚氧乙烯醚葡糖苷减少了5％，减少的量用水补齐。
对比例9
向反应容器中先后加入α-烯基磺酸钠25g、ɑ-亚氨基乙酸10g(R1＝18，R2＝8)、脂肪醇聚氧乙烯醚葡糖苷2g(n＝12，R＝18)、甲醇10g和水53g，于50℃下搅拌均匀，得到聚合物驱用稠油降黏洗油剂。
对比例9为实施例6中脂肪醇聚氧乙烯醚葡糖苷减少了8％，减少的量用水补齐。
性能测试
测试方法：
1)测试仪器：博勒飞DV-3T流变仪，恒温干燥箱，TX-5000C型全量程旋转滴界面张力测量仪，恒温水浴。
2)测试温度：胜利油田某区块地层温度70℃
3)测试原油：胜利油田某区块脱水原油(70℃原油黏度为1314mPa.s)
4)测试用水：胜利油田某区块注入水，矿化度5000mg/L，钙镁离子含量1000mg/L。
1、界面张力测试
选取胜利油田某现场应用的聚丙烯酰胺聚合物，用蒸馏水配置5000mg/L的聚合物母液，放置熟化24h待用。称取0.3g稠油降黏洗油剂置于150ml烧杯中，加入63.7g实验用水，搅拌均匀后加入聚合物母液36g，继续搅拌均匀后得到待测溶液。在界面张力仪转速为5000r/min，密度差为0.05条件下测得界面张力。
2、降粘率测试
配取1中聚丙烯酰胺聚合物驱油体系溶液100g，称取20g溶液于250ml烧杯中，加入80g实验现场脱水原油，密封后置于恒温干燥箱中，在70℃下恒温2h。取出油水混合液，用玻璃棒迅速搅拌3min油水混合均匀后快速倒入流变仪中测定70℃下油水混合物的黏度。
降黏率计算公示如下：
f＝(μ0－μ)/μ0×100％
f—降黏率；
μ0—70℃稠油油样黏度，mPa.s
μ—70℃油水混合物的黏度，mPa.s
3、洗油效率测试
将模拟地层沙与实验油样按4:1(质量比)混合，放入恒温干燥箱中，在70℃下老化7d，每天搅拌一次，使油砂混合均匀。
称取5g老化好的油砂(质量为m，精确至0.001g)放置100ml锥形瓶中(锥形瓶质量为m1，精确至0.001g)，加入聚合物驱油体系溶液50g，在70℃在静置48h。
将静置后的样品溶液中漂浮的原油及瓶壁上黏附的原油用干净的棉纱蘸出，倒出样品溶液，用蒸馏水冲洗油砂至没有泡沫，小心倒出溶液。将锥形瓶放在105℃恒温干燥箱中烘至恒重，称重(记为m2，精确至0.001g)
用石油醚对烘干后的油砂进行原油洗脱至无色，将洗脱尽原油的锥形瓶置于120℃烘箱中烘干2h，称重(记为m3，精确至0.001g)
洗油率按下式计算：
δ＝(m+m1-m2)/(m+m1-m2)×100％
δ—洗油率
m—老化油砂质量，g
m1—锥形瓶质量，g
m2—洗油后锥形瓶与油砂总质量，g
m3—锥形瓶与洗净后地层沙的总质量，g
4、黏度保留率
配制浓度为5000mg/L聚丙烯酰胺聚合物母液50g，取18g聚丙烯酰胺聚合物母液加入100ml烧杯中，加入32g现场注入水，在恒速搅拌器上搅拌30min，得到1800mg/L的空白待测溶液。
称取0.3g稠油降黏洗油剂置于150ml烧杯中，加入63.7g实验用水，搅拌均匀后加入5000mg/L聚合物母液36g，继续搅拌均匀后得到聚合物驱油体系待测溶液。
按SY/T5862-2020分别测试上述溶液的黏度，分别记为ηa,ηbb
黏度保留率按下式计算：
N＝ηb/ηa
N——黏度保留率，用百分数表示；
ηb——聚合物驱油体系溶液的黏度，mPa.s
ηa——空白聚合物溶液的黏度，mPa.s
将实施例1-6和对比例1-9中的聚合物驱用稠油降黏洗油剂按照上述测试方法进行界面张力、降黏率、洗油效率的测试，测试结果如下表1所示。按照Q/SHCG 0156-2021规定下的技术要求各参数标准为：界面张力≤9.9×10-2，降黏率≥80％，洗油效率≥40％，聚合物黏度保留率≥95％。
表1
由上表1数据所见，本发明在所提供的配方的含量范围之内时，界面张力≤8.9×10-2，降黏率≥81.7％，洗油效率≥42.1％，聚合物黏度保留率≥97.4％，各项指标不仅能满足Q/SHCG 0156-2021规定下的各参数技术要求，而且还显著优于各参数技术要求。并且，从各参数指标的实验结果来看，两性离子组分是影响界面张力的主要因素，阴离子组分是影响洗油效率的主要因素，非离子组分是影响降粘率的主要因素，黏度保留率是以上三个组分的总含量达到50％以上才能满足相关技术要求。
现场测试
将本发明提供的聚合物驱用稠油降黏洗油剂用于胜利油田孤东采油厂孤东九区某井组现场使用时，其原油采收率得到明显提升。具体的，在2022年3月开始注入后，截止至2022年6月，共注入药剂稠油降黏洗油剂325t，注入药剂前日液35.4t、日油7.5t、含水92.5％，使用后日液48.6t，日油23.2t、含水86.7％，累计增油1413t，增油效果显著。
Claims (6)
1.增效聚合物驱用稠油降黏洗油剂，其特征在于，按质量百分比计，包括阴离子表面活性剂25％～35％、两性离子表面活性剂10％～20％、非离子表面活性剂10％～20％、低碳醇10％～20％，其余为水；
所述阴离子表面活性剂选自月桂基羟乙基磺酸钠、椰油基羟乙基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠和α-烯基磺酸钠的至少一种；
所述两性离子表面活性剂为ɑ-亚氨基乙酸，其结构式为：
式中，R1为C8～C18的直链或支链烷基；R2为C8的直链或支链烷基；
所述非离子表面活性剂为脂肪醇聚氧乙烯醚葡糖苷，其分子式为：
(C6H11O5)(CH2CH2O)nOR
式中，n为10～15范围内的整数，R为C12～C18的直链或支链烷基；
所述增效聚合物驱用稠油降黏洗油剂在与矿化度0-5000mg/L、其中钙镁离子浓度≤1000mg/L的注入水相配伍，应用于地层温度为70℃、原油黏度为1314mPa.s的稠油开采中的应用。
2.根据权利要求1所述的增效聚合物驱用稠油降黏洗油剂，其特征在于，所述低碳醇选自甲醇、乙醇和异丙醇的至少一种。
3.根据权利要求1所述的增效聚合物驱用稠油降黏洗油剂，其特征在于，应用时，界面张力≤8.9×10-2，降黏率≥81.7％，洗油效率≥42.1％，聚合物黏度保留率≥97.4％。
4.根据权利要求1所述的增效聚合物驱用稠油降黏洗油剂，其特征在于，应用时，所述增效聚合物驱用稠油降黏洗油剂的使用浓度为0.3％。
5.根据权利要求1所述的增效聚合物驱用稠油降黏洗油剂，其特征在于，其在与矿化度0-5000mg/L、其中钙镁离子浓度≤1000mg/L的注入水相配伍时，界面张力≤8.9×10-2，降黏率≥81.7％，洗油效率≥42.1％，聚合物黏度保留率≥97.4％。
6.根据权利要求1-5任一项所述的增效聚合物驱用稠油降黏洗油剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
向反应容器中先后加入阴离子表面活性剂、两性离子表面活性剂、非离子表面活性剂、低碳醇和水，于温度50℃下搅拌均匀后，得到增效聚合物驱用稠油降黏洗油剂。
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