CN115124986A - 一种复合驱油体系及其制备方法和应用 - Google Patents

一种复合驱油体系及其制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种复合驱油体系及其制备方法和应用。一种复合驱油体系，包括非离子表面活性剂、抗盐聚合物和溶剂。本发明的复合驱油体系具有超低油水界面张力，可以提高驱油效率；而且在相同抗盐聚合物浓度下，复合体系的粘度远大于单一抗盐聚合物体系的粘度。可应用于普通稠油、高温、高盐油藏提高采收率。

Description

一种复合驱油体系及其制备方法和应用
技术领域
本发明方法涉及石油开采领域，具体地，本发明涉及一种复合驱油体系及其制备方法和应用。
背景技术
随着国内经济的快速发展，社会对石油的需求量逐年增高，国内加强了新区块的勘探和老油田的开发力度，以确保国家能源安全。老油田提高采收率是石油增产稳产的主要方向，国内提高采收率技术以化学驱为主，包括聚合物驱、二元复合驱(聚合物-表面活性剂)和三元复合驱(聚合物-表面活性剂-碱)。虽然聚合物驱技术已经工业化应用，但其提高采收率的幅度较低，一般在十个百分点上下，而以超低油水界面张力为特征的复合驱技术提高采收率超过十五个百分点，是研究发展的重点。二元复合驱技术的驱油机理是表面活性剂大幅度降低油水界面张力，与原油形成超低油水界面张力，提高驱油效率；聚合物具有增粘作用，能提高波及效率。
化学驱在国内油田的大规模应用始于上世纪九十年代，迄今已有二十多年的历史，温度、矿化度、原油粘度等较好油藏条件的油田均已开展过聚合物驱或复合驱。目前未开展化学驱的油藏多为稠油或高温、高盐的稀油油藏，其中稠油的储量大，采收率低，是下一步开发的重点。普通稠油的粘度大，油藏渗透率高，为取得有利的油水流度比，稠油化学驱要求驱油体系有更高的粘度；高温、高盐能显著降低聚合物的增粘性能，因此在相同驱油剂浓度条件下，复合驱油体系的粘度越大越有利于提高这类油藏的采收率。
根据复合驱技术降低油水界面张力和提高体系粘度的驱油机理，最初大规模应用的部分水解聚丙烯酰胺在高温、高盐条件下的增粘效果很差，不能应用于该类油藏。降低油水界面张力的表面活性剂主要有非离子表面活性剂、两性表面活性剂和阴-非离子表面活性剂，能够在油藏条件下降低油水界面张力达到超低水平(小于0.01mN/m)。现有的超低界面张力表面活性剂和聚合物构成的复合驱油体系中，聚合物起到增粘的作用，表活剂起到降低油水界面张力的作用，二者之间没有有益或有害的相互作用，即聚合物和表活剂间彼此独立，无相互作用。因此，现有的驱油剂体系依然存在粘度较低，采收率较低，或者驱油体系中聚合物用量大的问题。
发明内容
针对现有复合驱油体系粘度低或聚合物用量的大问题，本发明提供一种复合驱油体系及其制备方法和应用。本发明的复合驱油体系具有超低油水界面张力，可以提高驱油效率；而且在相同抗盐聚合物浓度下，复合体系的粘度远大于单一抗盐聚合物体系的粘度，可以更好的起到扩大波及效率的作用，可应用于普通稠油、高温、高盐油藏提高采收率。
本发明第一方面提供一种复合驱油体系，包括非离子表面活性剂、抗盐聚合物和溶剂，其中，所述非离子表面活性剂具有式(I)和/或式(II)所示的结构，
Figure BDA0002995112450000021
式I中，R为具有疏水性质的C6-C16的烷基、烯基，m为3-10的整数，n为10-40的整数；
Figure BDA0002995112450000022
式II中，x为3-10的整数，y为10-40的整数。
上述技术方案中，优选地，所述非离子表面活性剂为大连戴维斯化学剂有限公司生产的牌号为CO-EM/DWS的脂肪醇聚氧乙烯-丙烯醚非离子表面活性剂。
上述技术方案中，优选地，所述抗盐聚合物选自聚丙烯酰胺。
上述技术方案中，优选地，所述抗盐聚合物选自爱森中国絮凝剂有限公司生产的牌号为CC5500的抗盐聚合物、河南正佳能源环保股份有限公司生产的牌号为
Figure BDA0002995112450000023
的抗盐聚合物。其中，“爱森中国絮凝剂有限公司”也被称为“爱森(中国)絮凝剂有限公司”。
上述技术方案中，优选地，所述溶剂选自模拟盐水、油田现场污水和清水中的至少一种。在本发明中，模拟盐水、油田现场污水和清水均为本领域常规的模拟盐水、油田现场污水和清水。
上述技术方案中，优选地，在所述复合驱油体系中，非离子表面活性剂的含量为0.1重量％～0.5重量％，优选为0.2重量％～0.5重量％。例如0.1重量％～0.5重量％，0.2重量％～0.5重量％，0.3重量％～0.5重量％，0.4重量％～0.5重量％，等。
上述技术方案中，更优选地，在所述复合驱油体系中，抗盐聚合物的含量为0.1重量％～0.5重量％。例如0.1重量％～0.5重量％，0.2重量％～0.5重量％，0.3重量％～0.5重量％，0.4重量％～0.5重量％，等。
本发明第二方面提供了一种上述的复合驱油体系的制备方法，包括：
(1)将含有抗盐聚合物的母液与和溶剂进行混合，得到第一混合物；
(2)将所述第一混合物与含有非离子表面活性剂的溶液进行混合。
上述技术方案中，优选地，所述含有抗盐聚合物的母液包括抗盐聚合物和第一溶剂。
上述技术方案中，优选地，在述含有抗盐聚合物的母液中，抗盐聚合物的浓度为5000mg/kg～10000mg/kg。
上述技术方案中，优选地，所述第一溶剂选自模拟盐水、油田现场注入水和清水中的至少一种。
上述技术方案中，优选地，步骤(1)中所述溶剂为模拟盐水、油田现场注入水和清水中的至少一种。
上述技术方案中，优选地，在含有非离子表面活性剂的溶液中，非离子表面活性剂的浓度为1重量％～5重量％。例如1重量％～5重量％，2重量％～5重量％，3重量％～5重量％，4重量％～5重量％，等。
上述技术方案中，在含有非离子表面活性剂的溶液中，溶剂可以为模拟盐水、油田现场注入水和清水中的至少一种。
在本发明中，模拟盐水、油田现场注入水和清水均为本领域常规的模拟盐水、油田现场注入水和清水。
上述技术方案中，优选地，含有抗盐聚合物的母液、溶剂和含有非离子表面活性剂的溶液的投料比满足，在制备得到的复合驱油体系中，非离子表面活性剂的含量为0.1重量％～0.5重量％，抗盐聚合物的含量为0.1重量％～0.5重量％。
本发明第三方面提供了上述的复合驱油体系或上述的复合驱油体系的制备方法在石油开采中的应用。
上述技术方案中，优选地，所述应用为普通稠油油藏、高温油藏、高盐油藏。
上述技术方案中，更优选地，所述应用为用于提高油藏的采收率。
本发明的有益效果：
(1)本发明的复合驱油体系中的非离子表面活性剂与抗盐聚合物有协同作用，在常用的表面活性剂浓度下能大幅度提高抗盐聚合物的增粘效果，因此，本发明的复合驱油体系至少主要有两个特征，一是具有超低油水界面张力，可以提高驱油效率；二是在相同抗盐聚合物浓度下，复合体系的粘度远大于单一抗盐聚合物体系的粘度，可以更好的起到扩大波及效率的作用，降低成本。
(2)将本发明的复合驱油体系应用于普通稠油、高温、高盐油藏，能够提高采收率。
具体实施方式
为使本发明更加容易理解，下面将结合实施例来详细说明本发明，这些实施例仅起说明性作用，并不局限于本发明的应用范围。
【实施例1】
东部某油田，油藏温度63℃，地下原油粘度80mPa.s，地层水矿化度25000mg/L。抗盐聚合物为爱森(中国)絮凝剂有限公司生产的牌号为CC5500的抗盐聚合物，非离子表面活性剂为大连戴维斯化学剂有限公司生产的牌号为CO-EM/DWS的脂肪醇聚氧乙烯-丙烯醚非离子表面活性剂。
制备复合驱油体系：
首先把抗盐聚合物用油田现场注入水配成质量浓度为5000mg/kg的抗盐聚合物母液，把非离子表面活性剂用现场注入水稀释成质量浓度为1重量％的稀溶液；然后根据表1的复合驱油体系中抗盐聚合物和非离子表面活性剂的浓度，分别称量抗盐聚合物母液、盐水和非离子表面活性剂稀溶液的质量，先把盐水和抗盐聚合物母液混合均匀，然后再加入非离子表面活性剂稀溶液，搅拌均匀后即成为复合驱油体系。
在63℃的油藏温度下，用旋转滴界面张力仪(型号TX500C)测定二元复合体系的油水界面张力，用布什粘度计(型号Brookfield DVIII)测量复合驱油体系粘度(0号转子，转速6RPM)。结果见表1。
表1抗盐聚合物及复合驱油体系的粘度和油水界面张力
Figure BDA0002995112450000051
由表1可见，仅采用抗盐聚合物时粘度为20.5mPa.s，而采用本发明的复合驱油体系在具备超低油水界面张力的同时，体系粘度也显著增大。
【实施例2】
东部某油田，油藏温度70℃，地下原油粘度20mPa.s，地层水矿化度10000mg/L。抗盐聚合物为河南正佳能源环保股份有限公司生产的牌号为
Figure BDA0002995112450000052
的抗盐聚合物，非离子表面活性剂为大连戴维斯化学剂有限公司生产的牌号为CO-EM/DWS的脂肪醇聚氧乙烯-丙烯醚非离子表面活性剂。
制备复合驱油体系：
首先把抗盐聚合物用油田现场注入水配成质量浓度为10000mg/kg的抗盐聚合物母液，把非离子表面活性剂用现场注入水稀释成质量浓度为5重量％的稀溶液；然后根据表1的复合驱油体系中抗盐聚合物和非离子表面活性剂的浓度，分别称量抗盐聚合物母液、盐水和非离子表面活性剂稀溶液的质量，先把盐水和抗盐聚合物母液混合均匀，然后再加入非离子表面活性剂稀溶液，搅拌均匀后即成为复合驱油体系。
在70℃的油藏温度下，用旋转滴界面张力仪(型号TX500C)测定二元复合体系的油水界面张力，用布什粘度计(型号Brookfield DVIII)测量复合驱油体系粘度(0号转子，转速6RPM)。结果见表2。
表2抗盐聚合物及复合驱油体系的粘度和油水界面张力
Figure BDA0002995112450000061
由表2可见，单独抗盐聚合物的粘度为20.8mPa.s，二元复合驱油体系在具备超低油水界面张力的同时，体系粘度也显著增大。
【实施例3】
东部某油田，油藏温度65℃，地下原油粘度80mPa.s，地层水矿化度25000mg/L。抗盐聚合物为爱森(中国)絮凝剂有限公司生产的牌号为CC5500的抗盐聚合物，非离子表面活性剂为大连戴维斯化学剂有限公司生产的牌号为CO-EM/DWS的脂肪醇聚氧乙烯-丙烯醚非离子表面活性剂
制备复合驱油体系：
首先把抗盐聚合物用油田现场注入水配成质量浓度为8000mg/kg的抗盐聚合物母液，把非离子表面活性剂用现场注入水稀释成质量浓度为3重量％的稀溶液；然后根据表1的复合驱油体系中抗盐聚合物和非离子表面活性剂的浓度，分别称量抗盐聚合物母液、盐水和非离子表面活性剂稀溶液的质量，先把盐水和抗盐聚合物母液混合均匀，然后再加入非离子表面活性剂稀溶液，搅拌均匀后即成为复合驱油体系。
在65℃的油藏温度下，用旋转滴界面张力仪(型号TX500C)测定二元复合体系的油水界面张力，用布什粘度计(型号Brookfield DVIII)测量复合驱油体系粘度(0号转子，转速6RPM)。结果见表3。
表3抗盐聚合物及复合驱油体系的粘度和油水界面张力
Figure BDA0002995112450000071
由表3可见，单独抗盐聚合物的粘度为20.5mPa.s，本发明的复合驱油体系在具备超低油水界面张力的同时，体系粘度也显著增大。尤其在本发明优选的范围内，效果更佳。
由以上表1至表3能够看出，本发明的复合驱油体系同时具有超低油水界面张力和高粘度的特征，复合驱油体系的高粘度一方面来自抗盐聚合物本身的增粘作用，另一方面来自于表面活性剂与抗盐聚合物间的协同作用。
以上所述的仅是本发明的优选实例。应当指出对于本领域的普通技术人员来说，在本发明所提供的技术启示下，作为本领域的公知常识，还可以做出其它等同变型和改进，也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种复合驱油体系，包括非离子表面活性剂、抗盐聚合物和溶剂，其中，所述非离子表面活性剂具有式(I)和/或式(II)所示的结构，
Figure FDA0002995112440000011
式I中，R为具有疏水性质的C6-C16的烷基、烯基，m为3-10的整数，n为10-40的整数；
Figure FDA0002995112440000012
式II中，x为3-10的整数，y为10-40的整数。
2.根据权利要求1所述的复合驱油体系，其特征在于，所述非离子表面活性剂为大连戴维斯化学剂有限公司生产的牌号为CO-EM/DWS的脂肪醇聚氧乙烯-丙烯醚非离子表面活性剂。
3.根据权利要求1或2所述的复合驱油体系，其特征在于，所述抗盐聚合物为聚丙烯酰胺，优选地，所述抗盐聚合物选自爱森中国絮凝剂有限公司生产的牌号为CC5500的抗盐聚合物、河南正佳能源环保股份有限公司生产的牌号为
Figure FDA0002995112440000013
的抗盐聚合物。
4.根据权利要求1-3中任意一项所述的复合驱油体系，其特征在于，所述溶剂选自盐水、油田现场污水和清水中的至少一种。
5.根据权利要求1-4中任意一项所述的复合驱油体系，其特征在于，在所述复合驱油体系中，非离子表面活性剂的含量为0.1重量％～0.5重量％，优选为0.2重量％～0.5重量％。
6.根据权利要求1-5中任意一项所述的复合驱油体系，其特征在于，在所述复合驱油体系中，抗盐聚合物的含量为0.1重量％～0.5重量％。
7.权利要求1-6中任意一项所述的复合驱油体系的制备方法，包括：
(1)将含有抗盐聚合物的母液与和溶剂进行混合，得到第一混合物；
(2)将所述第一混合物与含有非离子表面活性剂的溶液进行混合。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述含有抗盐聚合物的母液包括抗盐聚合物和第一溶剂；
优选地，在述含有抗盐聚合物的母液中，抗盐聚合物的浓度为5000mg/kg～10000mg/kg；
优选地，所述第一溶剂选自模拟盐水、油田现场注入水和清水中的至少一种。
9.根据权利要求7或8所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述溶剂选自模拟盐水、油田现场注入水和清水中的至少一种；
优选地，在含有非离子表面活性剂的溶液中，非离子表面活性剂的浓度为1重量％～5重量％。
10.权利要求1-6中任意一项所述的复合驱油体系或权利要求7-9中任意一项所述的复合驱油体系的制备方法在石油开采中的应用。
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