CN115011322A - 高温驱油剂及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种高温驱油剂及其制备方法和应用，属于石油开采技术领域。本发明提供的高温驱油剂，按质量百分计，包括阳离子表面活性剂20％～30％、阴非离子表面活性剂30％～40％、低碳醇10％～20％，其余为水。本发明提供的高温驱油剂应用于地层温度为70℃、原油黏度为1562mPa.s的稠油开采中时，其在350℃、12h耐温处理后，洗油率≥91.2％，驱油效率≥12.4％，且其制备工艺简单、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，尤其涉及一种高温驱油剂及其制备方法和应用。
背景技术
随着稠油的不断开采，其浅层的稠油油量已经接近全部开采出来了，因此深层中的稠油已成为开采的重点。在开采深层稠油的过程中，最初采用单一蒸汽驱方式进行，但这样易导致蒸汽腔扩展缓慢，且蒸汽超覆比严重，致使蒸汽驱采收率低。
在单一蒸汽驱方式基础上，进一步提出高温驱油剂和蒸汽组合的化学蒸汽驱方式，已有驱替实验表明其可大幅度提高驱油效率。在驱替过程中，高温驱油剂会首先随蒸汽进去驱油效率较高的高渗透通道，增大渗流阻力，大幅度增加相对低渗透、高含油饱和度区域的蒸汽和化学体积的波及系数，蒸汽和高温驱油剂可以大幅度提高驱油效率，当含油饱和度下降到一定程度，蒸汽和高温驱油剂会进入渗透率更低的区域，不断的提高整体的驱油效率，也可以达到大幅度提高采收率的目的。因此，如何开发出洗油-驱油效率性能优异的高温驱油剂，提高化学蒸汽驱油效率，这将是本领域技术人员的开发重点。
发明内容
本发明提供了一种高温驱油剂及其制备方法和应用，将该高温驱油剂应用于地层温度为70℃、原油黏度为1562mPa.s的稠油开采中时，其在350℃、12h耐温处理后，洗油率≥91.2％，驱油效率≥12.4％，且其制备工艺简单、成本低廉、绿色环保。
为达到上述目的，本发明提供一种高温驱油剂，按质量百分计，包括阳离子表面活性剂20％～30％、阴非离子表面活性剂30％～40％、低碳醇10％～20％，其余为水。
作为优选，所述阳离子表面活性剂为吉米奇季铵盐类表活剂，其结构式为：
其中，X取值为9、10、15中的任一值，Y取值为15、20、40中的任一值。
作为优选，所述阴非离子表面活性剂选自脂肪醇聚氧乙烯醚磺酸盐、脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸盐、烷基酚聚氧乙烯醚羧酸盐和烷基酚聚氧乙烯醚磺酸盐中的至少一种。
作为优选，所述低碳醇选自甲醇、乙醇、丙醇和异丙醇中的至少一种。
本发明提供了一种根据上述任一项技术方案所述的高温驱油剂的制备方法，包括以下步骤：
向反应容器中先后加入阳离子表面活性剂、阴非离子表面活性剂、低碳醇和水，在温度为30-40℃下搅拌均匀，得到高温驱油剂。
本发明提供了一种根据上述任一项技术方案所述的高温驱油剂在地层温度为70℃、原油黏度为1562mPa.s的稠油开采中提高管式模型蒸汽驱油效率中的应用。
作为优选，应用时，所述高温驱油剂的使用浓度为5％。
作为优选，其与矿化度≤6000mg/L、其中钙镁离子浓度≤100mg/L的注入水相配伍，在于350℃、12h耐温处理后，洗油率≥91.2％，驱油效率≥12.4％。
与现有的而技术相比，本发明的优点在于：
1、本发明提供的高温驱油剂由阳离子表面活性剂和阴非离子表面活性剂复配而成。其中，阳离子表面活性剂具有较低的临界胶束浓度，吸附能力是传统活性剂的10～1000倍，阴非离子表面活性剂既有阴离子的洗油功能又具有非离子的耐温特点，二者复配能达到增溶和较高的体系稳定性。
2、本发明提供的高温驱油剂在与蒸汽结合运用到化学蒸汽驱中，可比单一蒸汽驱在蒸汽驱过程中降低产出液携带的热量，提高了蒸汽利用率，具有广阔前景。
3、本发明提供的高温驱油剂主要应用于普通稠油油藏蒸汽驱中，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。
4、本发明提供的高温驱油剂生产工艺简单、原料易购，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吉米奇季铵盐类表活剂20g(X＝9，Y＝15)、脂肪醇聚氧乙烯醚磺酸盐30g、甲醇10g和水40g，在30℃下搅拌均匀，得到高温驱油剂。
实施例2
向反应容器内先后加入吉米奇季铵盐类表活剂25g(X＝10，Y＝20)、脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸盐35g、乙醇15g和水25g，在35℃下搅拌均匀，得到高温驱油剂。
实施例3
向反应容器内先后加入吉米奇季铵盐类表活剂30g(X＝15，Y＝40)、烷基酚聚氧乙烯醚羧酸盐40g、丙醇20g和水10g，在40℃下搅拌均匀，得到高温驱油剂。
实施例4
向反应容器内先后加入吉米奇季铵盐类表活剂20g(X＝9，Y＝20)、烷基酚聚氧乙烯醚磺酸盐40g、异丙醇15g和水25g，在30℃下搅拌均匀，得到高温驱油剂。
对比例1
向反应容器内先后加入脂肪醇聚氧乙烯醚磺酸盐30g、甲醇10g和水60g，在30℃下搅拌均匀，得到高温驱油剂。
对比例1为实施例1中去掉吉米奇季铵盐类表活剂，缺失的吉米奇季铵盐类表活剂的量由水补充。
对比例2
向反应容器内先后加入吉米奇季铵盐类表活剂25g(X＝15，Y＝20)、乙醇20g和水60g，在35℃下搅拌均匀，得到高温驱油剂。
对比例2为实施例2中去掉脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸盐，缺失的脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸盐的量由水补充。
对比例3
向反应容器内先后加入吉米奇季铵盐类表活剂15g(X＝15，Y＝40)、烷基酚聚氧乙烯醚羧酸盐45g，丙醇20g和水20g，在40℃下搅拌均匀，得到高温驱油剂。
对比例3为实施例3中将吉米奇季铵盐类表活剂减少15％，烷基酚聚氧乙烯醚羧酸盐增加5％，减少的量由水补齐。
对比例4
向反应容器中先后加入吉米奇季铵盐类表活剂40g(X＝9，Y＝15)、脂肪醇聚氧乙烯醚磺酸盐20g、甲醇10g和水30g，在30℃下搅拌均匀，得到高温驱油剂。
对比例4为实施例1中将吉米奇季铵盐类表活剂增加20％，脂肪醇聚氧乙烯醚磺酸盐减少10％，增加的量由水去掉。
性能测试
测试仪器：高温反应釜，高压计量泵，蒸汽发生器，中间容器，岩心模型，恒温箱，产出液收集器，压力传感器，精密压力表。
测试原油：胜利油田某区块脱水原油(70℃原油粘度1562mPa.s)
测试用水：用三级蒸馏水配置矿化度为5727mg/L的模拟水，钙镁离子含量为108mg/L。
模拟水配置分别配置2％和5％的高温驱油剂水溶液，用量筒量取60.0mL倒入高温高压热处理容器中，密封后置于恒温箱中，在(350±2)℃下烘12h取出，冷却后得到高温处理试样备用。
耐温后洗油率：
1：将目标区块原油与石英砂1:4(质量比)均匀混合，在70℃下老化7d，取出待用。
2：称取3.0g油砂装入锥形瓶，加入恒温后取出的2％驱油剂溶液约150mL至自吸水排油仪，在70℃下保温24h后读取原油量，按式(1)计算洗油率。
XS＝(ρ×m1)/m2×100％ (1)
XS——洗油率，％
ρ——原油密度，g/cm3
m1——洗出油量，mL
m2——油砂含油量，g
耐温后提高管式模型蒸汽驱油效率：
1:按照SY/T6315-2017中7.1.4.1确定驱替速度，岩心管饱和原油的质量计为w0,按照确定的驱替速度用高压计量泵向蒸汽发生器中注水,启动蒸汽发生器,设定加热功率,控制系统压力调节器,使蒸汽发生器出口的蒸汽达到如下指标:温度250℃,压力4MPa。将蒸汽转入岩心模型中，开始蒸汽驱油，记录蒸汽的注入量、产液量。
2:当蒸汽注入量达到岩心管岩心孔隙体积的3倍时，停止注入，分离原油并称量并且称量原油质量，计为W1。
蒸汽驱油效率按式(2)计算：
Q1＝W1/W0×100％ (2)
Q1——蒸汽驱油效率；
W1——蒸汽注入3PV时累计驱出原油质量；
W0——岩心管饱和原油质量，g
3:按SY/T 6315－2017中7.2.4.1确定蒸汽驱替速度的90％用高压计量泵向蒸汽发生器中注水，启动蒸汽发生器，设定加热功率，控制系统压力调节器，使蒸汽发生器出口的蒸汽达到如下指标：温度250℃，压力4.0MPa。
4:同时启动药剂注入泵和注水泵，药剂注入泵注入浓度5％高温驱油剂，注入流量为蒸汽驱确定驱替速度的10％，锅炉注水泵注入流量为蒸汽驱确定驱替速度的90％，转入岩心模型中，开始高温驱油剂驱油。记录蒸汽注入量、高温驱油剂注入量及产液量。
5:当注入量达到3倍孔隙体积时，停止注入，分离原油并称量原油质量，计为W2。
6：高温驱油剂驱油效率按式(3)计算：
Q2＝W2/W0×100％ (3)
式中：
Q2——热采驱油剂驱油效率；
W2——蒸汽和药剂注入3PV时累计驱出原油质量，g
W0——岩心管饱和原油质量，g
提高管式模型蒸汽驱油效率按式(4)计算：
Q＝Q2-Q1 (4)
式中:
Q——提高管式模型蒸汽驱油效率；
Q1——蒸汽驱油效率；
Q2——热采驱油剂驱油效率。
将实施例1-4和对比例1-4按上述测试方法进行洗油率、提高管式模型蒸汽驱油效率的测试，测试结果如下表所示。
4、由上表数据可知，本发明在所提供的配方含量范围之内，洗油率≥91.2％，驱油效率≥12.4％，明显优于Q/SH1020 1968-2018规定下的技术要求下的洗油率>90％，提高管式模型驱油效率>10％。由此可见，本发明提供的高温驱油剂在化学蒸汽驱中可有效提高蒸汽利用率，使得在洗油和驱油效果上具有显著优势。
现场测试
将本发明提供的高温驱油剂应用于胜利油田滨南采油厂某井组现场使用时，蒸汽驱油效率明显提高。在温度为150℃、170℃、200℃时，蒸汽驱油效率分别为61.2％、66.4％和74％，加入高温驱油剂后驱油效率分别提高了12.5％、10.6％、8.2％。
Claims (8)
1.高温驱油剂，其特征在于，按质量百分计，包括阳离子表面活性剂20％～30％、阴非离子表面活性剂30％～40％、低碳醇10％～20％，其余为水。
2.根据权利要求1所述的高温驱油剂，其特征在于，所述阳离子表面活性剂为吉米奇季铵盐类表活剂，其结构式为：
其中，X取值为9、10、15中的任一值，Y取值为15、20、40中的任一值。
3.根据权利要求1所述的高温驱油剂，其特征在于，所述阴非离子表面活性剂选自脂肪醇聚氧乙烯醚磺酸盐、脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸盐、烷基酚聚氧乙烯醚羧酸盐和烷基酚聚氧乙烯醚磺酸盐中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的高温驱油剂，其特征在于，所述低碳醇选自甲醇、乙醇、丙醇和异丙醇中的至少一种。
5.根据权利要求1-4任一项所述的高温驱油剂制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
向反应容器中先后加入阳离子表面活性剂、阴非离子表面活性剂、低碳醇和水，在温度为30-40℃下搅拌均匀，得到高温驱油剂。
6.根据权利要求1-4任一项所述的高温驱油剂在地层温度为70℃、原油黏度为1562mPa.s的稠油开采中提高管式模型蒸汽驱油效率中的应用。
7.根据权利要求6所述的应用，其特征在于，应用时，所述高温驱油剂的使用浓度为5％。
8.根据权利要求6或7所述的应用，其特征在于，应用时，其与矿化度≤6000mg/L、其中钙镁离子浓度≤100mg/L的注入水相配伍，在于350℃、12h耐温处理后，洗油率≥91.2％，驱油效率≥12.4％。
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