CN114836188A - 一种生物复合驱油体系及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种油田开发的生物复合驱油体系，所述生物复合驱油体系由以下成份按重量份数制成：生物基表面活性剂0.025～5份、生物表面活性剂0.025～5份、生物聚合物0.05～5份、碱0～1.2份、水85.0～99.9份。所述的生物基表面活性剂为N,N‑二乙酸‑N'‑苯基十八酸酰基‑乙二胺，生物表面活性剂为脂肽，碱为碳酸钠，生物聚合物为温轮胶发酵液。本发明的一种生物复合驱油体系，既可应用于三元复合驱油也可应用于二元复合驱油，其体系成份组成为生物可降解产品，具有绿色、无毒、无污染、不伤害地层等特点；可降低油水界面张力至10‑3～10‑4 mN/m；可提高原油采收率程度更高，二元驱油体系水驱后可提高原油采收率26%以上，三元驱油体系水驱后可提高原油采收率36%以上。
Description
技术领域
本发明涉及一种油田开发的生物复合驱油体系，尤其涉及在三次采油中应用的聚合物/表面活性剂/碱三元复合驱油体系及其应用，或聚合物/表面活性剂二元复合驱油体系及其应用。
背景技术
石油作为战略资源，对每个国家的意义不言而喻。随着原油资源的消耗和原油供需矛盾的加剧，对油藏进行深入开发的技术需求日益高涨。三次采油技术目前已成为我国提高原油采收率的重要技术手段。在三次采油技术中，碱/表面活性剂/聚合物三元复合驱油技术可大幅提高原油采收率，是目前三次采油所用的较成熟的技术。但是，由于成本过高、设备腐蚀、伤害地层、存在环境问题等原因，极大限制了这些技术的推广应用。目前，油田发展趋势逐步由强碱三元-弱碱三元-低碱三元-无碱二元，无论是低碱三元复合驱油还是无碱二元复合驱油提高原油采收率都要求其能将油水界面张力降到超低，抗吸附性增强。目前，大多数室内驱油实验和矿场试验在低碱或无碱条件下，是通过增加表面活性剂用量来达到超低界面张力，但提高原油采收率效果并不明显，且都为化学药剂存在地层伤害、环境问题等。同时，由于表面活性剂成本昂贵，提高原油采收率水平有限，一定程度上限制了三元-二元复合驱油技术的推广。因此，需要开发低碱或无碱条件下低浓度表面活性剂体系，且为环保型，即可实现符合油田要求的新型环保型驱油体系，发展潜力巨大，适合油田未来推广应用。
发明内容
本发明的目的就是要解决油田现有技术的不足，提供一种环保型的生物复合驱油体系，可降低油水界面张力10-3～10-4 mN/m，且相比现有技术可大幅提高原油采收率的三元/二元复合驱油体系及其应用。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
本发明的一种生物复合驱油体系，所述生物复合驱油体系由以下成份按重量份数制成：生物基表面活性剂0.025～5份、生物表面活性剂0.025～5份、生物聚合物0.05～5份、碱0～1.2份、水85.0～99.9份。
作为本发明的进一步改进，所述的生物基表面活性剂0.025～1.5份、生物表面活性剂0.025～1.5份、生物聚合物0.2～2份、碱0.4～1.2份、水93.8～99.35份。
作为本发明的进一步改进，所述的生物基表面活性剂为N,N-二乙酸-N'-苯基十八酸酰基-乙二胺、苯基十八酰胺基丙基二甲基胺基乙酸盐、芳基脂酰丙基羟磺酸盐、芳基脂酰丙基乙酸盐中的一种或多种的任意比例混合。
作为本发明的进一步改进，所述的生物表面活性剂为脂肽、鼠李糖脂、槐糖脂中的一种或多种的任意比例混合。
作为本发明的进一步改进，所述的碱为碳酸钠、硅酸钠、碳酸氢钠中的一种或两种的任意比例混合。
作为本发明的进一步改进，所述的生物聚合物为温轮胶发酵液。
作为本发明的进一步改进，所述的温轮胶发酵液制备方法如下：
a、菌种活化：将斜面菌种鞘氨醇单胞菌HL-08挑出2环至100mL液体培养基（500mL锥形瓶）中活化培养，37℃，120转/分震荡培养24h，制得活化菌液；
b、制备种子液：将a步骤制得的活化菌液分别转接到5L摇瓶中培养，5L摇瓶装液量1.5L，37℃，120转/分震荡培养24h，制得种子菌液；
c、一级种子发酵培养：将b步骤制得的种子菌液进行发酵，导入一级种子罐中，种子罐装液量70%，接种量5%，搅拌转速100转/分，pH值控制在6.0～7.0，37℃，培养16～36h后，制得一级种子发酵液；
d、二级种子发酵培养：将c步骤制得的一级种子菌液导入二级种子罐中，装液量70%，接种量10%，搅拌转速100转/分，pH值控制在6.0～7.0，37℃，培养16～48h后，制得二级种子发酵液；
e、发酵罐培养：将d步骤制得的二级种子液导入发酵罐中，发酵罐按70%装液量，接种量10%，过程pH值控制在6.0～7.0，37℃，搅拌速度50转/分，培养36～84h后，制得温轮胶发酵液；
上述摇瓶及各级发酵罐液体培养基配方按质量份数组成为：蔗糖0.1～5份、葡萄糖0.1～1份、酵母粉0.05～0.5份、磷酸二氢钾0.1～0.5份、硫酸镁0.01～0.1份、硝酸钠0.1～0.3份，水为92.60～99.54份。
本发明的一种生物复合驱油体系，具有以下有益效果：
1、其体系既可应用于三元复合驱油也可应用于二元复合驱油；
2、其体系成份组成为生物可降解产品，具有绿色、无毒、无污染、不伤害地层等特点；
3、性能更优，可降低油水界面张力至10-3～10-4 mN/m；
4、可提高原油采收率程度更高，二元驱油体系水驱后可提高原油采收率26%以上，三元驱油体系水驱后可提高原油采收率36%以上；
5、使用浓度低，药剂用量少，成本较低，适应范围较宽，创造经济效益更高，更有利于推广应用。
具体实施方式
为使发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。
实施例1
本发明的一种生物复合驱油体系，主要成份和质量份数组成如下：
生物基表面活性剂：0.025～0.10份，为N,N-二乙酸-N'-苯基十八酸酰基-乙二胺；
生物表面活性剂:0.025份，为槐糖脂；
生物聚合物:0.10份，为温轮胶发酵液；
水:99.775～99.85份；
所述的温轮胶发酵液制备方法如下：
a、菌种活化：将斜面菌种鞘氨醇单胞菌HL-08挑出2环至100mL液体培养基（500mL锥形瓶）中活化培养，37℃，120转/分震荡培养24h，制得活化菌液；
b、制备种子液：将a步骤制得的活化菌液分别转接到5L摇瓶中培养，5L摇瓶装液量1.5L，37℃，120转/分震荡培养24h，制得种子菌液；
c、一级种子发酵培养：将b步骤制得的种子菌液进行发酵，导入一级种子罐中，种子罐装液量70%，接种量5%，搅拌转速100转/分，pH值控制在6.5，37℃，培养24h后，制得一级种子发酵液；
d、二级种子发酵培养：将c步骤制得的一级种子菌液导入二级种子罐中，装液量70%，接种量10%，搅拌转速100转/分，pH值控制在6.5，37℃，培养32h后，制得二级种子发酵液；
e、发酵罐培养：将d步骤制得的二级种子液导入发酵罐中，发酵罐按70%装液量，接种量10%，过程pH值控制在6.5，37℃，搅拌速度50转/分，培养48h后，制得温轮胶发酵液；
上述摇瓶及各级发酵罐液体培养基配方按质量份数组成为：蔗糖3.8份、葡萄糖0.8份、酵母粉0.3份、磷酸二氢钾0.3份、硫酸镁0.016份、硝酸钠0.2份，水为94.584份。
生物复合驱油体系配制条件：常温，搅拌30 min；
测试用原油：大庆某区块原油；
测试温度：45℃；
测试用仪器：TX-500C型旋转滴界面张力仪；
测试方法：依据油田标准《SY/T 6424-2014复合驱油体系性能测试方法》。
表1 生物基表活剂不同浓度二元驱油体系界面张力检测情况
由表1可以看出，本发明体系可以进一步降低界面张力，达到工业应用要求的超低界面张力(10-3mN/m)，通过调整N,N-二乙酸-N'-苯基十八酸酰基-乙二胺质量份数界面张力甚至能达到10-4mN/m。
实施例2
本发明的一种生物复合驱油体系，主要成份和质量份数组成如下：
生物基表面活性剂：0.05～0.20份，为苯基十八酰胺基丙基二甲基胺基乙酸盐；
生物表面活性剂:0.10份，为槐糖脂：鼠李糖脂=1:1；
生物聚合物:0.15份，为温轮胶发酵液（制备方法同实例1）；
水:99.55～99.70份；
测试条件与方法同实例1。
表2 生物基表活剂不同浓度二元驱油体系界面张力检测情况
由表2可以看出，槐糖脂与鼠李糖脂为1:1总质量份数0.10份，通过调整苯基十八酰胺基丙基二甲基胺基乙酸盐质量份数0.05～0.20份，界面张力更低，进一步降低达到10- 4mN/m。
实施例3
本发明的一种生物复合驱油体系，主要成份和质量份数组成如下：
生物基表面活性剂：0.20份，为芳基脂酰丙基羟磺酸盐；
生物表面活性剂:0.025～0.20份，为脂肽表面活性剂，为本公司生产；
生物聚合物:0.10份，为温轮胶发酵液（制备方法同实例1）；
水:99.50～99.675份；
测试条件与方法同实例1。
表3 生物表活剂不同浓度二元驱油体系界面张力检测情况
由表3可以看出，芳基脂酰丙基羟磺酸盐质量份数0.20份，通过调整脂肽质量份数0.025～0.20份，界面张力更低，进一步降低达到10-4mN/m。
实施例4
本发明的一种生物复合驱油体系，主要成份和质量份数组成如下：
生物基表面活性剂：0.20份，为芳基脂酰丙基乙酸盐；
生物表面活性剂:0.10份，为鼠李糖脂；
生物聚合物:0.10～0.20份，为温轮胶发酵液（制备方法同实例1）；
水:99.50～99.675份；
测试条件与方法同实例1。
表4 生物表活剂不同浓度二元驱油体系界面张力检测情况
由表4可以看出，芳基脂酰丙基乙酸盐质量份数0.20份，槐糖脂质量份数0.10份，生物聚合物生温轮胶发酵液质量份数0.10～0.20份，界面张力均可进一步降低达到10-4mN/m。
实施例5
本发明的一种生物复合驱油体系，主要成份和质量份数组成如下：
生物基表面活性剂：0.025～0.15份，为苯N,N-二乙酸-N'-苯基十八酸酰基-乙二胺：苯基十八酰胺基丙基二甲基胺基乙酸盐：芳基脂酰丙基羟磺酸盐：芳基脂酰丙基乙酸盐=0.1:1:4:5；
生物表面活性剂:0.025份，为脂肽；
生物聚合物:0.20份，为温轮胶发酵液（制备方法同实例1）；
水:99.225～99.35份；
测试条件与方法同实例1。
表5 生物基表活剂不同浓度三元驱油体系界面张力检测情况
由表5可以看出，生物基表面活性剂（苯N,N-二乙酸-N'-苯基十八酸酰基-乙二胺：苯基十八酰胺基丙基二甲基胺基乙酸盐：芳基脂酰丙基羟磺酸盐：芳基脂酰丙基乙酸盐=0.1:1:4:5）质量份数0.025～0.15份，脂肽质量份数0.10份，生物聚合物温轮胶发酵液质量份数0.20份，界面张力均可进一步降低达到10-4mN/m。
实施例6
本发明的一种生物复合驱油体系，主要成份和质量份数组成如下：
生物基表面活性剂：0.15份，为苯基十八酰胺基丙基二甲基胺基乙酸盐：芳基脂酰丙基羟磺酸盐：芳基脂酰丙基乙酸盐=1:2:3；
生物表面活性剂:0.05～0.3份，为槐糖脂；
生物聚合物:0.20份，为温轮胶发酵液（制备方法同实例1）；
碱：0.30份，为硅酸钠；
水:99.05～99.30份；
测试条件与方法同实例1。
表6 生物基表活剂不同浓度三元驱油体系界面张力检测情况
由表6可以看出，生物基表面活性剂（苯基十八酰胺基丙基二甲基胺基乙酸盐：芳基脂酰丙基羟磺酸盐：芳基脂酰丙基乙酸盐=1:2:3）质量份数0.15份，槐糖脂质量份数0.05～0.3份，生物聚合物温轮胶发酵液质量份数0.20份，硅酸钠0.30份，界面张力可进一步降低达到10-4mN/m。
实施例7
本发明的一种生物复合驱油体系，主要成份和质量份数组成如下：
生物基表面活性剂：0.25份，为N,N-二乙酸-N'-苯基十八酸酰基-乙二胺：苯基十八酰胺基丙基二甲基胺基乙酸盐：芳基脂酰丙基羟磺酸盐=0.5:1:3；
生物表面活性剂:0.15份，为鼠李糖脂；
生物聚合物:0.10～0.30份，为温轮胶发酵液（制备方法同实例1）；
碱：0.40份，为硅酸钠：碳酸氢钠=3:1；
水:98.90～99.10份；
测试条件与方法同实例1。
表7 生物基表活剂不同浓度三元驱油体系界面张力检测情况
由表7可以看出，生物基表面活性剂（N,N-二乙酸-N'-苯基十八酸酰基-乙二胺：苯基十八酰胺基丙基二甲基胺基乙酸盐：芳基脂酰丙基羟磺酸盐=0.5:1:3）质量份数0.25份，鼠李糖脂质量份数0.15份，生物聚合物温轮胶发酵液质量份数0.10～0.30份，硅酸钠与碳酸氢钠为3:1总质量份数0.40份，界面张力均可进一步降低达到10-4mN/m。
实施例8
本发明的一种生物复合驱油体系，主要成份和质量份数组成如下：
生物基表面活性剂：0.20份，为N,N-二乙酸-N'-苯基十八酸酰基-乙二胺：芳基脂酰丙基羟磺酸盐=0.5:5；
生物表面活性剂:0.20份，为脂肽；
生物聚合物:0.20份，为温轮胶发酵液（制备方法同实例1）；
碱：0.10～0.40份，为碳酸钠；
水:98.90～99.10份；
测试条件与方法同实例1。
表8 生物基表活剂不同浓度三元驱油体系界面张力检测情况
由表8可以看出，生物基表面活性剂（N,N-二乙酸-N'-苯基十八酸酰基-乙二胺：芳基脂酰丙基羟磺酸盐=0.5:5）质量份数0.20份，脂肽质量份数0.20份，生物聚合物温轮胶发酵液质量份数0.20份，硅酸钠与碳酸氢钠为3:1总质量份数0.40份，界面张力均可进一步降低达到10-4mN/m。
实施例9
本发明的一种生物复合驱油体系，主要成份和质量份数组成如下：
生物基表面活性剂：0.15份，为芳基脂酰丙基羟磺酸盐：芳基脂酰丙基乙酸盐=1:1；
生物表面活性剂:0.15份，为脂肽；
生物聚合物:0.20份，为温轮胶发酵液（制备方法同实例1）；
碱：0，0.40份，为碳酸钠；
水:99.10～99.50份；
测试条件与方法同实例1。
按油砂质量：生物复合驱体系质量＝1:9加入大庆油砂，恒温震荡吸附24h，离心，取上层清液测定其与大庆原油间的界面张力，如果能达到超低界面张力，用滤出的上层清液，再次按油砂质量：生物复合驱体系质量＝1:9加入大庆油砂，恒温震荡吸附24h，离心测定上层清液界面张力，反复实验，直到体系上层清液界面张力达不到超低界面张力或溶液用尽为止，确定体系抗吸附性能。
表9 抗吸附性界面张力检测情况
1#配方为石油磺酸盐质量份数0.30份、聚丙烯酰胺质量份数0.20份、碳酸钠质量份数1.2份、水为98.30份。2#配方为生物基表面活性剂（芳基脂酰丙基羟磺酸盐：芳基脂酰丙基乙酸盐=1:1）质量份数0.15份，脂肽质量份数0.15份，生物聚合物温轮胶发酵液质量份数0.20份，水为99.50份。3#配方为物基表面活性剂（芳基脂酰丙基羟磺酸盐：芳基脂酰丙基乙酸盐=1:1）质量份数0.15份，脂肽质量份数0.15份，生物聚合物温轮胶发酵液质量份数0.20份，碳酸钠质量份数0.40份，水为99.10份。由表9可以看出，与目前常规三元复合驱油体系（1#配方）相比，二元生物复合驱油体系（2#配方）抗吸附次数多2次，且吸附6次仍能达到超低界面张力10-3mN/m，而三元生物复合驱油体系（3#配方）抗吸附次数多3次以上，且吸附8次仍能达到超低界面张力10-3mN/m，体现了生物复合驱油体系抗吸附性能的明显优势。
实施例10
本发明的一种生物复合驱油体系，主要成份和质量份数组成如下：
生物基表面活性剂：0.15份，为芳基脂酰丙基羟磺酸盐：芳基脂酰丙基乙酸盐=1:1；
生物表面活性剂:0.15份，为脂肽表面活性剂；
生物聚合物:0.20份，为温轮胶发酵液（制备方法同实例1）；
碱：0，0.40份，为碳酸钠；
水:99.10～99.50份；
测试条件同实例1。
配方体系1#、2#、3#同实例9。
采用贝雷岩心，水相渗透率为0.3μm2 左右，驱替水为经处理的大庆油田某
区块注入水，驱替速度为0.30 mL/min。岩心饱和水，原油驱替至束缚水饱和度，饱和油后45 ℃老化48 h，注入水驱替至残余油饱和度，先注入0.05 PV(PV，试验岩心的孔隙体积)生物聚合物保护段塞，然后注入0.40 PV复合驱油体系段塞，再注入0.20 PV生物聚合物段塞，最后水驱至含水98％结束实验。
表10 不同复合驱油体系采收率情况
由表10可以看出，与目前常规三元复合驱油体系（1#配方）相比，二元生物复合驱油体系（2#配方）提高原油采收率7个百分点以上，且达到26.16%；而三元生物复合驱油体系（3#配方）提高原油采收率17个百分点以上，且达到36.10%；体现了生物复合驱油体系在提高原油采收率性能的明显优势。
上述实施例1～5制得的生物复合驱油体系应用于二元复合驱油体系中，实施例6～10制得的生物复合驱油体系应用于三元复合驱油中。
Claims (9)
1.一种生物复合驱油体系，其特征在于，所述生物复合驱油体系由以下成份按重量份数制成：生物基表面活性剂0.025～5份、生物表面活性剂0.025～5份、生物聚合物0.05～5份、碱0～1.5份、水85.0～99.9份。
2.根据权利要求1所述的一种生物复合驱油体系，其特征在于，生物基表面活性剂0.025～1.5份、生物表面活性剂0.025～1.5份、生物聚合物0.2～2份、碱0.4～1.2份、水93.8～99.35份。
3.根据权利要求1或2所述的一种生物复合驱油体系，其特征在于，所述的生物基表面活性剂为N,N-二乙酸-N'-苯基十八酸酰基-乙二胺、苯基十八酰胺基丙基二甲基胺基乙酸盐、芳基脂酰丙基羟磺酸盐、芳基脂酰丙基乙酸盐中的一种或多种的任意比例混合。
4.根据权利要求1或2所述的一种生物复合驱油体系，其特征在于，所述的生物表面活性剂为脂肽、鼠李糖脂、槐糖脂中的一种或多种的任意比例混合。
5.根据权利要求1或2所述的一种生物复合驱油体系，其特征在于，所述的碱为碳酸钠、硅酸钠、碳酸氢钠中的一种或两种的任意比例混合。
6.根据权利要求1或2所述的一种生物复合驱油体系，其特征在于，所述的生物聚合物为温轮胶发酵液。
7.根据权利要求6所述的一种生物复合驱油体系，其特征在于，所述的温轮胶发酵液制备方法如下：
a、菌种活化：将斜面菌种鞘氨醇单胞菌HL-08挑出2环至液体培养基中活化培养，37℃，120转/分震荡培养24h，制得活化菌液；
b、制备种子液：将a步骤制得的活化菌液分别转接到5L摇瓶中培养，5L摇瓶装液量1.5L，37℃，120转/分震荡培养24h，制得种子菌液；
c、一级种子发酵培养：将b步骤制得的种子菌液进行发酵，导入一级种子罐中，种子罐装液量70%，接种量5%，搅拌转速100转/分，pH值控制在6.0～7.0，37℃，培养16～36h后，制得一级种子发酵液；
d、二级种子发酵培养：将c步骤制得的一级种子菌液导入二级种子罐中，装液量70%，接种量10%，搅拌转速100转/分，pH值控制在6.0～7.0，37℃，培养16～48h后，制得二级种子发酵液；
e、发酵罐培养：将d步骤制得的二级种子液导入发酵罐中，发酵罐按70%装液量，接种量10%，过程pH值控制在6.0～7.0，37℃，搅拌速度50转/分，培养36～84h后，制得温轮胶发酵液；
上述摇瓶及各级发酵罐液体培养基配方按质量份数组成为：蔗糖0.1～5份、葡萄糖0.1～1份、酵母粉0.05～0.5份、磷酸二氢钾0.1～0.5份、硫酸镁0.01～0.1份、硝酸钠0.1～0.3份，水为92.60～99.54份。
8.一种如权利要求1所述生物复合驱油体系的应用，其特征在于，所述的生物复合驱油体系在油田开发提高原油采收率方面的二元复合驱油中的应用。
9.一种如权利要求1所述生物复合驱油体系的应用，其特征在于，所述的生物复合驱油体系在油田开发提高原油采收率方面的三元复合驱油中的应用。
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