CN116410726A - 一种稠油高效驱替剂及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及油田三次采油技术领域，具体涉及一种稠油高效驱替剂及其制备方法和应用。稠油高效驱替剂包括下列重量百分比的组分：非离子表面活性剂23～33％；油相15～24％；短链醇16～24％；油溶性有机碱6～8％；氯化钠0～2.7％；余量为水；非离子表面活性剂的碳链链长为10～17个碳原子；所述短链醇的碳链链长为4～6个碳原子；油相为煤油、二甲苯或D‑柠檬烯的一种或多种。本发明的稠油高效驱替剂配制简单，稳定性高，且能改变储层润湿性，降低油水间界面张力，同时能选择性增溶原油中的极性物质如胶质和沥青质，从而降低原油粘度，减小驱替阻力，提高稠油驱油效率；本发明的稠油高效驱替剂表面活性剂浓度低，成本低且不会对井筒和管道产生腐蚀。
Description
技术领域
本发明涉及油田三次采油技术领域，具体涉及一种稠油高效驱替剂及其制备方法和应用。
背景技术
油藏经过天然能量的开采和保压开采后，进入三次采油阶段。在三次采油阶段可向地层中注入聚合物、表面活性剂、碱等化学剂以改善注入流体、油气和岩石之间的相互作用，达到提高采收率的目的。
表面活性剂可以改变岩石的润湿性，并能在水中形成胶束溶液后增溶有机化合物；可以作为分散剂防止粒子聚集；还具有乳化、洗涤、起泡消泡等作用。表面活性剂可以将两相互不相溶的液体在助表面活性剂醇的作用下形成热力学稳定微乳液，微乳液的最低界面张力可以达到10-4～10-3mN/m，液滴尺寸一般为10～100nm，微乳液具备良好的降低界面张力的能力和可注性，在采油中具有重要的应用价值。根据微乳液相态的类型，可划分为四种微乳液，分别为下相微乳液(WinsorⅠ)、上相微乳液(WinsorⅡ)、中相微乳液(WinsorⅢ)和单相微乳液(WinsorⅣ)。
然而，常规微乳液使用表面活性剂浓度较高，使用成本高而增加了采油成本；另一方面，由于微乳液增溶原油能力有限，不能有效降低含有高沥青和高胶质含量的稠油粘度，应用于稠油油藏时驱油效果不好。此外，现有技术的碱驱过程中采用水溶性碱驱油时，会对井筒和管道产生腐蚀。
鉴于此，亟需开发一种低成本、无腐蚀且驱油效果好的微乳液型稠油驱替剂。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种稠油高效驱替剂及其制备方法和应用，稠油高效驱替剂是携带油溶性有机碱的胶束体系，能改变储层润湿性，降低油水间界面张力，同时能选择性增溶原油中的极性物质如胶质和沥青质，从而降低原油粘度，减小驱替阻力，提高稠油驱油效率，本发明的稠油高效驱替剂表面活性剂浓度低，使用成本低且不会对井筒和管道产生腐蚀。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现。
一种稠油高效驱替剂，包括下列重量百分比的组分：
非离子表面活性剂23～33％；
油相15～24％；
短链醇16～24％；
油溶性有机碱6～8％；
氯化钠0～2.7％；
余量为水；
所述非离子表面活性剂的碳链链长为10～17个碳原子；所述短链醇的碳链链长为4～6个碳原子；所述油相为煤油、二甲苯或D-柠檬烯的一种或多种。
优选的，包括下列重量百分比的组分：
非离子表面活性剂23～33％；
油相15～24％；
短链醇16～24％；
油溶性有机碱7％；
氯化钠1.25～2.7％；
余量为水；
所述油相为煤油或二甲苯的一种或多种；所述氯化钠与水的重量比为1：(10～20)。
优选的，非离子表面活性剂为十二烷基酚聚氧乙烯醚。
优选的，短链醇为正丁醇或异戊醇的一种或混合物。
进一步优选的，混合物中正丁醇和异戊醇的重量比为1:1。
优选的，油溶性有机碱为二甲胺或二乙胺。
一种稠油高效驱替剂的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，将氯化钠加入水中，搅拌至完全溶解配制盐水；将短链醇加入盐水，再加入非离子表面活性剂使盐水中非离子表面活性剂浓度为0.2％-2％,搅拌得到第一溶液；
步骤2，将油溶性有机碱溶于油相中，得到第二溶液；
步骤3，将第一溶液和第二溶液混合，得到中相微乳液；
步骤4，向中相微乳液中加入剩余的非离子表面活性剂，搅拌得到单相微乳液，即得。
优选的，搅拌速率为25-40r/min，搅拌时间为10-40min。
上述稠油高效驱替剂在稠油油藏开采中的应用。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
(1)本发明的稠油高效驱替剂为单相的均匀微乳液体系，外观透明，粒径分布窄且粒径＜100nm，有长期的热稳定性，可长期放置，并且配制简单，对环境友好，具有普适性且易于规模化生产。
(2)稠油高效驱替剂的分散性微纳米乳液体系相对于传统微乳液具有表面活性剂浓度低，成本低的优势。
(3)稠油高效驱替剂是在地面进行配制，能够将油溶性降黏剂和油溶性有机碱以胶束包裹的形式注入地层，避免了井筒的体系损失和腐蚀问题。
(4)稠油高效驱替剂加入了油溶性有机碱；油溶性有机碱由胶束携带，能够在储层条件下与原油中的酸性组分发生反应，生成表面活性物质，从而实现改善储层润湿性，降低界面张力，乳化原油的作用，提高稠油驱油效率。
附图说明
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。
图1为本发明实施例的稠油高效驱替剂的粒径分布图。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域的技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。
本发明的稠油高效驱替剂为携带油溶性有机碱的胶束体系，油溶性有机碱由胶束携带，胶束在油藏深部矿化度和温度变化情况下发生变化，才会释放有机碱，避免碱在近井地带发生损失；此外携带油溶性有机碱的胶束体系，能改变储层润湿性，降低油水间界面张力，同时能选择性增溶原油中的极性物质如胶质和沥青质，从而降低原油粘度，减小驱替阻力，提高稠油驱油效率。
使用油溶性有机碱可以促使在释放过程中更加容易溶解在油中，与原油中的酸性组分发生反应，生成表面活性剂，从而实现改善储层润湿性、降低界面张力和乳化原油的作用。本发明解决了常规的碱驱过程中水溶性碱不易与原油接触的缺点，并避免了井筒和管道腐蚀。
本发明的稠油高效驱替剂为单相微乳液。稠油高效驱替剂的组分中，十二烷基酚聚氧乙烯醚OP-10，外观为无色透明粘稠液体，易溶于水；煤油的碳原子数为C11-C17，外观为无色透明液体，不溶于水，易溶于醇和其他有机溶剂；D-柠檬烯化学式为C10H16，外观为无色透明液体，不溶于水，易溶于乙醇、乙醚。
实施例1
以重量百分比计，稠油高效驱替剂包括以下组分：16％煤油，1.4％NaCl，18.6％去离子水，12％正丁醇，12％异戊醇，33％OP-10，7％二甲胺。
稠油高效驱替剂制备方法如下：
步骤1，将氯化钠加入水中，搅拌至完全溶解，配制浓度为7％的盐水；将正丁醇、异戊醇溶于盐水中，再加入OP-10使盐水中OP-10的浓度为1％，搅拌得到第一溶液；
步骤2，将二甲胺溶于煤油中，得到第二溶液；
步骤3，将第一溶液和第二溶液混合，得到中相微乳液；
步骤4，向中相微乳液中加入剩余的OP-10，以30r/min的转速搅拌30min后静置得到单相微乳液，即得。
配制7％浓度的盐水，将驱替剂用7％浓度的盐水稀释，形成2％浓度的胶束溶液。
实施例2
以重量百分比计，稠油高效驱替剂包括以下组分：20％煤油，1.25％NaCl，23.75％去离子水，10％正丁醇，10％异戊醇，28％OP-10，7％二甲胺。
稠油高效驱替剂制备方法如下：
步骤1，将氯化钠加入水中，搅拌至完全溶解，配制浓度为5％的盐水；将正丁醇、异戊醇溶于盐水中，再加入OP-10使盐水中OP-10的浓度为0.3％，搅拌得到第一溶液；
步骤2，将二甲胺溶于煤油中，得到第二溶液；
步骤3，将第一溶液和第二溶液混合，得到中相微乳液；
步骤4，向中相微乳液中加入剩余的OP-10，以40r/min的转速搅拌20min后静置得到单相微乳液，即得。
配制5％浓度的盐水，将驱替剂用5％浓度的盐水稀释，形成2％浓度的胶束溶液。
实施例3
以重量百分比计，稠油高效驱替剂包括以下组分：24％煤油，1.5％NaCl，28.5％去离子水，8％正丁醇，8％异戊醇，23％OP-10，7％二乙胺。
稠油高效驱替剂制备方法如下：
步骤1，将氯化钠加入水中，搅拌至完全溶解，配制浓度为5％的盐水；将正丁醇、异戊醇溶于盐水中，再加入OP-10使盐水中OP-10的浓度为2％，搅拌得到第一溶液；
步骤2，将二乙胺溶于煤油中，得到第二溶液；
步骤3，将第一溶液和第二溶液混合，得到中相微乳液；
步骤4，向中相微乳液中加入剩余的OP-10，以25r/min的转速搅拌30min后静置得到单相微乳液，即得。
配制5％浓度的盐水，将驱替剂用5％浓度的盐水稀释，形成2％浓度的胶束溶液。
实施例4
以重量百分比计，稠油高效驱替剂包括以下组分：24％煤油，2.7％NaCl，27.3％去离子水，8％正丁醇，8％异戊醇，23％OP-10，7％二乙胺。
稠油高效驱替剂制备方法如下：
步骤1，将氯化钠加入水中，搅拌至完全溶解，配制浓度为9％的盐水；将正丁醇、异戊醇溶于盐水中，再加入OP-10使盐水中OP-10的浓度为1.5％，搅拌得到第一溶液；
步骤2，将二乙胺溶于煤油中，得到第二溶液；
步骤3，将第一溶液和第二溶液混合，得到中相微乳液；
步骤4，向中相微乳液中加入剩余的OP-10，以30r/min的转速搅拌10min后静置得到单相微乳液，即得。
配制9％浓度的盐水，将驱替剂用9％浓度的盐水稀释，形成2％浓度的胶束溶液。
实施例5
以重量百分比计，稠油高效驱替剂包括以下组分：15％D-柠檬烯，32％去离子水，23％异丙醇，23％OP-10，7％二乙胺。
稠油高效驱替剂的制备方法如下：
将OP-10、D-柠檬烯、异丙醇、二乙胺加入去离子水中，以40r/min的转速搅拌20min后静置，得到单相微乳液，即得。
配制2％浓度的盐水，将驱替剂用2％浓度的盐水稀释，形成2％浓度的胶束溶液。
分别对实施例1-5的2％浓度的胶束溶液进行稳定性测试、粒径分布测量和粒度。测试方法如下：
长期稳定性测试：将胶束溶液在常温下放置一个月，观察有无出现明显分层或沉降现象。
低温稳定性测试：将胶束溶液在-5至-10℃中放置1-2h，观察有无出现明显分层或沉降现象。
高温稳定性测试：将胶束溶液在70-80℃中放置4-5h，观察有无出现明显分层或沉降现象。
粒径分布测量：将胶束溶液与去离子水以1:500的比例稀释，置于动态散射光仪器中测量乳液的粒径分布，粒径越小，胶束溶液的稳定性越好。粒径分布测试结果如图1所示。
在实施例1-5的单项微乳液制备过程中，对中间产物中相微乳液进行PH值测试。PH值测试方法为：分别将实施例1-5的步骤3得到的中相微乳液，在70-80℃下测量上相的PH值，并观察油溶性有机碱在油相中的含量变化。
测试结果如表1所示：
表1实施例测试结果
| 长期稳定性 | 低温稳定性 | 高温稳定性 | PH值 | 粒径/nm | 有机碱分布 | |
| 实施例1 | 透明无分层 | 稳定 | 稳定 | 6.9 | 47 | 胶束 |
| 实施例2 | 透明无分层 | 稳定 | 稳定 | 7.3 | 42 | 胶束+油相 |
| 实施例3 | 透明无分层 | 稳定 | 稳定 | 7.8 | 37 | 油相 |
| 实施例4 | 透明无分层 | 稳定 | 稳定 | 6.7 | 38 | 胶束 |
| 实施例5 | 透明无分层 | 稳定 | 稳定 | 7.8 | 34 | 油相 |
实施例1-5制备的胶束溶液，外观透明，粒径均小于100nm且粒径分布窄，有长期的热稳定性，可长期放置，并且配制简单，对环境友好，具有普适性，易于规模化生产。
本发明的稠油高效驱替剂可应用于稠油油藏开采中。
测试例
将各实施例中的胶束溶液进行驱油，具体操作步骤如下：
①在8MPa的围压下，以0.5ml/min的速度向岩心注入盐水，确定岩心的渗透率；②向岩心中以0.5ml/min的注入速度注入原油，直到没有盐水产出；③注入盐水2PV，计算采收率；④注入胶束溶液4PV，计算采收率；⑤后续注入2PV盐水，计算总采收率。
表2为各实施例中的实验结果
从表2的数据可知，实施例1-5的胶束溶液，在2％的低浓度下，最终采收率可达64％-87％，驱油效果好。相对于传统微乳液，本发明的稠油高效驱替剂表面活性剂浓度低，成本低。且因有机碱由胶束携带，减少了井筒和管道腐蚀。
虽然，本说明书中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。
Claims (9)
1.一种稠油高效驱替剂，其特征在于，包括下列重量百分比的组分：
非离子表面活性剂23～33％；
油相15～24％；
短链醇16～24％；
油溶性有机碱6～8％；
氯化钠0～2.7％；
余量为水；
所述非离子表面活性剂的碳链链长为10～17个碳原子；所述短链醇的碳链链长为4～6个碳原子；所述油相为煤油、二甲苯或D-柠檬烯的一种或多种。
2.根据权利要求1所述的稠油高效驱替剂，其特征在于，包括下列重量百分比的组分：
非离子表面活性剂23～33％；
油相15～24％；
短链醇16～24％；
油溶性有机碱7％；
氯化钠1.25～2.7％；
余量为水；
所述油相为煤油或二甲苯的一种或多种；所述氯化钠与水的重量比为1：(10～20)。
3.根据权利要求1或2所述的稠油高效驱替剂，其特征在于，所述非离子表面活性剂为十二烷基酚聚氧乙烯醚。
4.根据权利要求1或2所述的稠油高效驱替剂，其特征在于，所述短链醇为正丁醇或异戊醇的一种或混合物。
5.根据权利要求4所述的稠油高效驱替剂，其特征在于，所述混合物中正丁醇和异戊醇的重量比为1:1。
6.根据权利要求1或2所述的稠油高效驱替剂，其特征在于，所述油溶性有机碱为二甲胺或二乙胺。
7.根据权利要求1或2所述的稠油高效驱替剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，将氯化钠加入水中，搅拌至完全溶解配制盐水；将短链醇加入盐水中，再加入非离子表面活性剂使盐水中非离子表面活性剂浓度为0.2％-2％，搅拌得到第一溶液；
步骤2，将油溶性有机碱溶于油相中，得到第二溶液；
步骤3，将第一溶液和第二溶液混合，得到中相微乳液；
步骤4，向中相微乳液中加入剩余的非离子表面活性剂，搅拌得到单相微乳液，即得。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述搅拌速率为25-40r/min，搅拌时间为10-40min。
9.权利要求1-6任一项所述的稠油高效驱替剂在稠油油藏开采中的应用。
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