CN115491188A - 一种油田开发驱替乳液及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种油田开发驱替乳液，由生物基表面活性剂、离子表面活性剂、有机胺、非离子表活剂、溶剂的摩尔比为：＝(0.7～0.9):1:(0.3～0.5):(0.5～1.2):(177～250.8)复配而成。本发明对原油界面张力低于10‑2mN/m数量级，达到超低界面；对石英玻璃片及油湿石英玻璃片接触角均小于10°，达到超强水湿；耐矿化度100000mg/l，耐矿化度高，现场应用驱油效果明显。
Description
技术领域
本发明属于采油工程领域技术领域，涉及一种油田开发驱替乳液及其制备方法和应用。
背景技术
石油是国民经济发展的命脉，获得更多的油气资源，提高原油的采收率，是全世界石油领域开发的核心问题。我国大部分油田地层中还剩余大约40％～70％原油，因而需要三次采油来对部分剩余原油进行再次开采，与此同时，随着勘探开发力度的不断加大，越来越多的低渗、特低渗油藏被发现，但低渗、特低渗油藏的开采难度大、开发效益都不及常规油田，如何利用好低渗、特低渗油藏中的剩余原油成为了关系我国经济能否继续快速发展的重要因素。
近年来，在我国各大油田低渗透、特低渗油藏提高采收率技术工业化应用取得明显效果的驱油剂主要是各类表面活性剂及其复配的乳液，利用其降低油、水界面张力的能力等提高原油采收率，表面活性剂水溶液与原油之间的界面张力是判断表面活性剂驱油体系性能优劣的重要手段之一，三次采油用表面活性剂体系的主要标准之一是降低油水界面达到超低界面张力，即10-3mN/m数量级，只有在实际油藏中将油水界面张力降低至超低界面张力区，才能使油藏岩层孔隙中的残余原油形变和流动，大幅提高原油采收率。
三次采油工业化应用的第一大类表面活性剂为阴、非离子表活剂及其复配乳液，为避免带负电的岩层对表面活性剂有效成分的吸附，常使用阴、非离了体系，这些表面活性剂体系降低界面张力的机理，以及该过程中表面活性剂分了在油水界面的分布、与岩层及实际水体系相互作用、乳化作用等方面的微观机理已经被广泛研究。以钠盐为主的阴离子表面活性剂和非离子表面活性剂复配，阴离子耐盐性能较差，部分非离子表面活性剂对温度敏感，并且由于使用浓度高造成经济效益差，因此，使用时受到一些限制；阴、非离子混合性表面活性剂，它既能保持阴离子和非离子表面活性剂各自的优点，又可以防止色谱分离现象的发生，而且大大提高了体系的耐盐性和耐温性能，但都难以获得超低界面张力能力。
三次采油工业化应用的第二大类表面活性剂为阴、阳离子表面活性剂复配乳液，阴、阳离了表面活性剂作为一种新型表面活性剂混合体系，由于阴、阳离子对之间强烈的电性吸引作用，使其头基能够充分靠近，从而能在油水界面上紧密排列，并具有很好的形成微乳的能力，从而有利于超低界面张力的获得与稳定，但由于阴离子抗钙镁离子及抗高温性能差，限制了其在高矿化度、高温油田环境中的使用。
进行三次采油工业化应用的第三大类表面活性剂为两性离子表面活性剂及其复配乳液，一般界面张力能够达到10-2mN/m数量级。
目前三次采油中应用的表面活性剂，无论是阴离子、非离子表面活性剂复配，还是阴离子、阳离子或两性离子表活剂复配，由于离了对的结构组成和不同活性基团的相互影响，以及在油田实际应用中的复杂性，很难在实际应用中获得超低界面张力。阴离子及阴、非离子混合性表活剂中阴离子通常为磺酸根、羧酸根、硫酸根，磺酸根水溶性差、不耐高温，硫酸根一般50℃以上很快水解，含羧酸跟的阴、非离子混合性表面活性剂及两性离子表面活性剂通常有机氯，很难达到小于0.01％的行业应用标准，三次采油中应用的表面活性剂及其复配技术还有待进一步完善发展。
烷基多糖苷中糖的聚合度和烷基大小影响其性能。糖的聚合度一般为1.1～3.0，烷基链长度一般为c8～c16，其HLB值一般为13～16。烷基多糖苷表面活性剂具有表面张力低、无浊点、湿润力强、HLB值可调、生物降解迅速、不含有机氯、无毒等突出优点，目前主要应用于民用洗涤用品和工业清洗剂。该类表面活性剂虽然在1991年提出用作驱油用表面活性剂，单纯烷基多糖苷由于亲水基较大，降低油水界面张力能力不强，在采油工程领域研究一直未受重视。
蒋立英将丁基葡萄糖苷、辛基葡萄糖苷分别与羟基丙基季铵盐阳离子复配(“烷基糖苷季铵盐表面活性剂复配性能研究”，蒋立英，《日用化学工艺》，2020年，第50卷，第3期，171-176页)。烷基糖苷直接季铵盐阳离子表面活性剂复配原理基于增加混合液表面膜强度，其复配摩尔比为1：(0.1～1.0)，但复配原理、配制方法不明确，研究方向为复配体系表面性能，但表面张力低，只能应用于日用化工洗涤领域。
中国专利申请201910282929.0公开了一种适用于原油采集的生物酶驱油剂，该驱油剂由生物酶、聚氧乙烯醚、烷基糖苷和双季铵盐组成。生物酶为主剂，烷基糖苷和双季铵盐为附剂，由于双季铵盐位阻大，糖苷无法与季铵盐阳离子配合降低界面张力到超低。
发明内容
本发明旨在提供一种主要针对油田采油工程领域的油田开发驱替乳液，解决常规表活剂驱替乳液界面、润湿、耐矿化度性能差的问题。
作为本发明的发明目的之一，本发明提供了一种油田开发驱替乳液，由生物基表面活性剂、离子表面活性剂、有机胺、非离子表活剂及溶剂复配而成；其中，生物基表面活性剂、离子表面活性剂、有机胺、非离子表活剂、溶剂的摩尔比为：N(生物基表面活性剂)：N(离子型表面活性剂)：N(有机胺)：N(非离子表活剂)：N(溶剂)＝(0.7～0.9):1:(0.3～0.5):(0.5～1.2):(177～250.8)。
优选地，生物基表面活性剂为烷基多苷的聚合度n为1.1～3且烷基R为C8～C16的烷基糖苷。
优选地，烷基糖苷包括C8～C10烷基糖苷APG0810、C8～C14烷基糖苷APG0814、C8～C16烷基糖苷APG0816、C12～C14烷基糖苷APG1214和C12～C16烷基糖苷APG1216。
优选地，离子表面活性剂为烷基R为C8～C18的季铵盐阳离子表面活性剂。
优选地，离子表面活性剂为C8～C18烷基三甲基氯化铵或溴化铵。
优选地，有机胺是指烷基R为C8～C18伯胺。
优选地，有机胺为C8～C18烷基伯胺。
优选地，非离子表活剂为脂肪醇聚氧乙烯醚AEO-9或十二十四醇聚氧乙烯醚MOA-9。
优选地，溶剂为水。
作为本发明的发明目的之一，本发明提供了上述油田开发驱替乳液的制备方法，在容器中依次加入配比好的溶剂、生物基表面活性剂、离子表面活性剂、有机胺和非离子表活剂，加热搅拌至55～60℃，以120～150转/分钟的转速连续搅拌90～120分钟，即得。
作为本发明的发明目的之一，本发明提供了上述油田开发驱替乳液在油田注水井驱油过程中的应用，将所述油田开发驱替乳液配制成浓度为0.2-0.3wt％的水溶液，注入到注水井中。
有益效果：本发明的一种油田开发驱替乳液，对原油界面张力低于10-2mN/m数量级，达到超低界面；对石英玻璃片及油湿石英玻璃片接触角均小于10°，达到超强水湿；耐矿化度高达100000mg/l，耐矿化度高；现场应用驱油效果明显。
附图说明
图1为实施例1对原油界面张力变化示意图；
图2为实施例1进行油湿石英玻璃片接触角测试的示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作详细描述，但本发明的实施不仅限于此。
实施例1
一种油田开发驱替乳液由烷基糖苷APG0810、十八烷基三甲基氯化铵1831、12伯胺、十二十四醇聚氧乙烯醚MOA-9及溶剂水复配而成。在容器中依次加入0.014mol烷基糖苷APG0810、0.02mol十八烷基三甲基氯化铵1831、0.01mol十二伯胺、0.01mol十二十四醇聚氧乙烯醚MOA-9，其摩尔比为：N(烷基糖苷APG0810)：N(十八烷基三甲基氯化铵1831)：N(十二伯胺)：N(十二十四醇聚氧乙烯醚MOA-9)＝0.7:1:0.5：0.5，加入余量溶剂水使配制乳液质量为100g。加热搅拌至55～60℃，以120转/分钟的转速连续搅拌90分钟，得到一种油田开发驱替乳液。
配制质量浓度0.2％的上述油田开发驱替乳液的水溶液，在温度95℃、矿化度100000mg/l条件下，对AF油田原油界面张力为2.3×10-4mN/m，检测结果如图1所示。
配制质量浓度0.025％一种油田开发驱替乳液的水溶液，接触角测试时间均为35分钟。对油湿石英玻璃片接触角为4.1°，而清水对油湿石英玻璃片接触角为80.2°，油湿石英玻璃片润湿性转变为超强亲水。对石英玻璃片接触角为0°，而清水对石英玻璃片接触角为58.2°，石英玻璃片润湿性转变为超强亲水。
配制质量浓度0.00625％一种油田开发驱替乳液的水溶液，测试时间35分钟。对油湿石英玻璃片接触角为2.4°，如图2，而清水对油湿石英玻璃片接触角为80.2°，油湿石英玻璃片润湿性转变为较强亲水。对石英玻璃片接触角为0°，而清水对石英玻璃片接触角为58.2°，石英玻璃片润湿性转变为较强亲水。
实施例2
一种油田开发驱替乳液由烷基糖苷APG0816、十六烷基三甲基氯化铵1631、十四伯胺、脂肪醇聚氧乙烯醚AEO-9及溶剂水复配而成。在容器中依次加入0.016mol烷基糖苷APG0816、0.02mol十六烷基三甲基氯化铵1631、0.008mol十四伯胺、0.016mol脂肪醇聚氧乙烯醚AEO-9，其摩尔比为：N(烷基糖苷APG0816)：N(十六烷基三甲基氯化铵1631)：N(十四伯胺)：N(脂肪醇聚氧乙烯醚AEO-9)＝0.8:1:0.4：0.8，加入余量溶剂水使配制乳液质量为100g。加热搅拌至55～60℃，以120转/分钟的转速连续搅拌90分钟，得到一种油田开发驱替乳液。
配制质量浓度0.2％的上述油田开发驱替乳液的水溶液，在温度95℃、矿化度100000mg/l条件下，对AF油田原油界面张力为1.8×10-3mN/m。
配制质量浓度0.025％的上述油田开发驱替乳液的水溶液，接触角测试时间均为35分钟。对油湿石英玻璃片接触角为1.5°，而清水对油湿石英玻璃片接触角为80.2°，油湿石英玻璃片润湿性转变为超强亲水。对石英玻璃片接触角为0°，而清水对石英玻璃片接触角为58.2°，石英玻璃片润湿性转变为超强亲水。
配制质量浓度0.00625％的上述油田开发驱替乳液的水溶液，测试时间35分钟。对油湿石英玻璃片接触角为2.3°，而清水对油湿石英玻璃片接触角为80.2°，油湿石英玻璃片润湿性转变为较强清水。对石英玻璃片接触角为0°，而清水对石英玻璃片接触角为58.2°，石英玻璃片润湿性转变为较强清水。
实施例3
一种油田开发驱替乳液由烷基糖苷APG1216、十二烷基三甲基溴化铵1231(溴型)、十八伯胺、脂肪醇聚氧乙烯醚AEO-9及溶剂水复配而成。在容器中依次加入0.018mol烷基糖苷APG1216、0.02mol十六烷基三甲基氯化铵1631、0.006mol十八伯胺、0.024mol脂肪醇聚氧乙烯醚AEO-9，其摩尔比为：N(烷基糖苷APG1216)：N(十二烷基三甲基溴化铵1231)：N(十八伯胺)：N(脂肪醇聚氧乙烯醚AEO-9)＝0.9:1:0.3：1.2，加入余量溶剂水使配制乳液质量为100g。加热搅拌至55～60℃，以150转/分钟的转速连续搅拌120分钟，得到一种油田开发驱替乳液。
配制质量浓度0.2％的上述油田开发驱替乳液的水溶液，在温度95℃、矿化度100000mg/l条件下，对AF油田原油界面张力为2.6×10-3mN/m。
配制质量浓度0.025％的上述油田开发驱替乳液的水溶液，接触角测试时间均为35分钟。对油湿石英玻璃片接触角为2.7°，而清水对油湿石英玻璃片接触角为80.2°，油湿石英玻璃片润湿性转变为超强亲水。对石英玻璃片接触角0°，而清水对石英玻璃片接触角为58.2°，石英玻璃片润湿性转变为超强亲水。
配制质量浓度0.00625％的上述油田开发驱替乳液的水溶液，测试时间35分钟。对油湿石英玻璃片接触角为3.1°，而清水对油湿石英玻璃片接触角为80.2°，油湿石英玻璃片润湿性转变为较强清水。对石英玻璃片接触角为0°，而清水对石英玻璃片接触角为58.2°，石英玻璃片润湿性转变为较强亲水。
实施例4
G7注水井组含油层系为E1f2，含油面积1.23㎞2，地质储量84×104t，采出程度为4.5％。储层埋深2739.8m～2778.8m，温度96.5℃。储层孔隙度为9.4％，渗透率为2.6mD，为低孔—特低渗储层。G7块原油50℃时粘度为9.1～44.0mPa.s，含蜡量为6.5％～33.0％，胶质沥青质含量为11.0％～30.0％，属于普通原油。配制质量浓度为0.3％实施例3中的生物基活性乳液的水溶液，对原油界面张力为4.3×10-4mN/m，G7-2\G7-5日注水量为35m3/d，设计注入量为10500m3，阶段注入3200m3，增油235.6t，驱油效果明显。
以上已对本发明创造的较佳实施例进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明创造精神的前提下还可做出种种的等同的变型或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。
Claims (10)
1.一种油田开发驱替乳液，其特征在于，由生物基表面活性剂、离子表面活性剂、有机胺、非离子表活剂及溶剂复配而成；其中，生物基表面活性剂、离子表面活性剂、有机胺、非离子表活剂、溶剂的摩尔比为：N(生物基表面活性剂)：N(离子型表面活性剂)：N(有机胺)：N(非离子表活剂)：N(非离子表活剂)：N(溶剂)＝(0.7～0.9):1:(0.3～0.5):(0.5～1.2):(177～250.8)。
2.根据权利要求1所述的一种油田开发驱替乳液，其特征在于，生物基表面活性剂为烷基多苷的聚合度n为1.1～3且烷基R为C8～C16的烷基糖苷。
3.根据权利要求2所述的一种油田开发驱替乳液，其特征在于，烷基糖苷包括C8～C10烷基糖苷APG0810、C8～C14烷基糖苷APG0814、C8～C16烷基糖苷APG0816、C12～C14烷基糖苷APG1214和C12～C16烷基糖苷APG1216。
4.根据权利要求1所述的一种油田开发驱替乳液，其特征在于，离子表面活性剂为烷基R为C8～C18的季铵盐阳离子表面活性剂。
5.根据权利要求4所述的一种油田开发驱替乳液，其特征在于，离子表面活性剂为C8～C18烷基三甲基氯化铵或溴化铵。
6.根据权利要求1所述的一种油田开发驱替乳液，其特征在于，有机胺是指烷基R为C8～C18伯胺。
7.根据权利要求6所述的一种油田开发驱替乳液，其特征在于，有机胺为C8～C18烷基伯胺。
8.根据权利要求1所述的一种油田开发驱替乳液，其特征在于，非离子表活剂为脂肪醇聚氧乙烯醚AEO-9或十二十四醇聚氧乙烯醚MOA-9。
9.权利要求1-8任一项所述的油田开发驱替乳液的制备方法，其特征在于，在容器中依次加入配比好的溶剂、生物基表面活性剂、离子表面活性剂、有机胺和非离子表活剂，加热搅拌至55～60℃，以120～150转/分钟的转速连续搅拌90～120分钟，即得。
10.权利要求1-8任一项所述的油田开发驱替乳液在油田注水井驱油过程中的应用，其特征在于，将所述油田开发驱替乳液配制成浓度为0.2-0.3wt％的水溶液，注入到注水井中。
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