CN1215145C - 一种驱油剂 - Google Patents
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Abstract
本发明属于石油工业中进行三次采油一种化学驱油剂。其特征是：它主要包括辛基苯磺酸钠阴离子表面活性剂，表面活性剂助剂、表面活性剂增效剂、表面活性剂增溶剂；其中辛基苯磺酸钠表面活性剂含量占40%-65%，表面活性剂助剂10%-20%、表面活性剂增效剂5%-11%、表面活性剂增溶剂3%-9%。这种驱油剂能有效提高注入水的润湿，渗透能力，改良储层的吸水性和提高水驱油的波及能力。能明显地降低稠油的结构粘度，减少油在地层流动的阻力。降低油水界面张力，有效地降低残余油的粘附功，使残余油易于变形、移动、剥离，从而大大提高洗油效率；同时，降低油水界面张力能有效的消除毛细阻力，有利于油珠的运移、聚并、从而提高采收率，而且无污染。
Description
技术领域：本发明属于石油工业中进行三次采油一种化学驱油剂，特别是关于在注入水中加入低浓度辛基苯磺酸钠阴离子表面活性剂配成的一种驱油剂。
背景技术：目前石油工业中，一次采油是原油依靠地下压力，通过油井自喷出地面的过程，随着地下压力的降低，自喷结束，一次采油可采出地下原油的10-15％左右，二次采油是通过往地下不断注水，补充地下能量，从而实现水驱油的目的。但随着不断注水，采出液中含水不断上升，目前中国陆上油田采出液中含水高达92-94％左右。按照国际公认标准，采出液中含水达到97％，既无经济效益，但二次采油只可采出地下原油的20％左右。为了采出地下剩余的60％的原油，石油工业中普遍进行三次采油既化学驱油。现有的化学驱油剂依据的理论是：驱油剂必须使油水界面张力降至10-3dyn/cm以下，否则被视为无实用价值。所以现有的驱油剂，只追求超低界面张力，不注重油藏地质特征及原油物性条件，所以其配方是一成不变的。如它主要采用磺酸盐阴离子表面活性剂、碱(NaOH)、聚合物(聚丙烯酰胺)，而聚合物在碱(NaOH)存在条件下，50℃既很快降解，一般地下温度都大于50℃。聚丙烯酰胺降解后成为小分子或单分子丙烯酰胺，丙烯酰胺不但失去了聚丙烯酰胺的驱油效果，而且是有毒物质，大量使用必将导致地下水的污染。
发明内容：本发明的目的是提供一种驱油剂，它能有效提高注入水的润湿，渗透能力，改良储层的吸水性和提高水驱油的波及能力。能明显地降低稠油的结构粘度，减少油在地层流动的阻力。降低油水界面张力，有效地降低残余油的粘附功，使残余油易于变形、移动、剥离，从而大大提高洗油效率；同时，降低油水界面张力能有效的消除毛细阻力，有利于油珠的运移、聚并、从而提高采收率，而且无污染。
本发明的技术方案是设计一种驱油剂，其特征是：它主要包括辛基苯磺酸钠阴离子表面活性剂，表面活性剂助剂、表面活性剂增效剂、表面活性剂增溶剂；其中辛基苯磺酸钠表面活性剂含量占40％-65％，表面活性剂助剂10％-20％、表面活性剂增效剂5％-11％、表面活性剂增溶剂3％-9％。
所述的辛基苯磺酸钠表面活性剂最佳含量占58％。
所述的表面活性剂助剂是平平加类，既可以是聚氧乙烯醚型(CH2CH2O)nR。
所述的表面活性剂增效剂是聚合物，聚合物可以是聚丙烯酰胺。
所述的表面活性剂增溶剂可以是乙醇。
本发明的特点是：
本发明的驱油剂与目前已知技术的区别在于依据的理论不同。
现有的化学驱油剂依据的理论是：驱油剂必须使油水界面张力降至10-3dyn/cm以下，否则被视为无实用价值。所以现有的驱油剂，只追求超低界面张力，不注重油藏地质特征及原油物性条件，所以其配方是一成不变的。现有的驱油剂只注重超低界面张力，一般使用表面活性剂的同时，在其中加进一定的碱(NaOH)，而NaOH在地层中大量被吸附，堵塞了地层孔道，结果破坏了地层，而使用NaOH的原因是有NaOH的介入，油水界面张力立即降下来。使用量按现有的说法，阴离子的表面活性剂的用量一般不能超过30％。
而本发明设计的驱油剂依据理论是：降低油水界面的张力是实现驱油的一个因素，但不是主要因素，只占40％左右，提高水的湿润，渗透能力占30％，其它方面占30％。根据这样的理论，本发明的辛基苯磺酸钠驱油剂，注重驱油效果。这种驱油剂既要有一定的降低油水界面张力的性质，还要有一定的提高水的润湿性及渗透性的性质，最关键的是所用活性物质的结构式分子量。本发明驱油剂是一种混合物，主要成分为辛基苯磺酸钠阴离子表面活性剂、还包括表面活性剂助剂、表面活性剂增效剂、表面活性剂增溶剂，辛基苯磺酸钠分子式为C14H21SO3Na，大量实验表明，C14H21SO3Na水溶性及油溶性适中，有极强的渗透力，提高了驱油剂的波及系数，驱油效果好。虽然C14H21SO3Na对降低油水界面张力不是很强，只达到10-1-10-2dyn/cm，不象现在该领域要求那样达成10-3dyn/cm，但其驱油效果好，目前矿物实验表明，其投入产出之比已达到1∶5，远远高于其它已知产品驱油效果，因为C14H21SO3Na的分子结构及分子量符合了辛基苯磺酸钠驱油剂所依据的理论的要求。但是，在该领域中，人们一般不用它作驱油剂，只因它对降低油水界面张力的贡献太小，只有10-1-10-2dyn/cm，与要求的10-3dyn/cm，，还相差一个数量极，按辛基苯磺酸钠所依据的理论，它是最好的东西。
实验证明本发明设计的这种驱油剂它使用方便、简单，投入少；有效期可达1-3年；对地层有保护作用；投入产出之比可达1∶10左右；所使用的原料中，主要成分来自某些化工产品生产过程中的废弃物，对改善环保问题有一定的积极作用；生产过程中对环境无任何污染，无废渣、废水、废气排出。
附图说明：附图1是注入工艺流程图。
附图2是试验区油井开发曲线。
具体实施方式：本发明设计的驱油剂是指在注入水中加入低浓度辛基苯磺酸钠驱油剂配成的驱替液，注入储层，使地层原油特别使残余油自发乳化剥蚀，从而实现新的驱油方式。
它的组成如图表1所示：
| 主要成分 | 含重量(％) |
| 辛基苯磺酸钠表面活性剂：辛基苯磺酸钠 | 40-60 |
| 表面活性剂助剂：聚氧乙烯醚型(CH2CH2O)nR | 10-20 |
| 表面活性剂增效剂：聚丙烯酰胺 | 5-10.7 |
| 表面活性剂增溶剂：乙醇 | 3-8.7 |
质量指标如图表2所示：
| 指标 | 技术数据 |
| 外观 | 浅黄色溶液 |
| 密度(25℃、g/cm3) | 1.1-1.2 |
| PH值 | 7.0-8.0 |
| 表面张力(mN/m) | ＜35 |
| 适应温度范围(℃) | -5-400 |
| 固含量(％) | ≥40 |
驱油机理
1.降低油水界面张力，有效地降低残余油的粘附功，使残余油易于变形、移动、剥离，从而大大提高洗油效率；同时，降低油水界面张力能有效的消除毛细阻力，有利于油珠的运移、聚并、从而提高采收率。
2.有效提高注入水的润湿，渗透能力，改良储层的吸水性和提高是驱油的波及能力。
3.能明显地降低稠油的结构粘度，减少油在地层流动的阻力。
4.实际应用中，调节适当的PH值，可实现油水界面张力为10-3-10-4dyn/cm的超低界面张力体系。它有效提高注入水的润湿，渗透能力，改良储层的吸水性和提高是驱油的波及能力。能明显地降低稠油的结构粘度，减少油在地层流动的阻力。
5、它能降低油水界面张力，有效地降低残余油的粘附功，使残余油易于变形、移动、剥离，从而大大提高洗油效率；同时，降低油水界面张力能有效的消除毛细阻力，有利于油珠的运移、聚并、从而提高采收率。
使用方法：
1、实验期
(1)将辛基苯磺酸钠配成10％的水溶液。
(2)用高压计量泵将所配水溶液按注水量的0.6-0.8％泵入注水井来水管线，随注水一并注入储层。
(3)观察相关油井采出液中活性剂浓度变化情况及油、水的变化情况。
(4)将辛基苯磺酸钠直接配入注水站储水罐中。
(5)根据采出液中活性剂含量的变化，各注水井注水压力的变化等情况，及时对注采井进行必要的调剖、堵水作业，以期提高驱油效果。
经大量实验表明，主要成分阴离子表面活性剂辛基苯磺酸钠的使用最佳使用量为58％，驱油效果好。
注入工艺：
如图1所示，在搅拌罐内用注入油田水按图表1组分配制驱油剂溶液，再用计量泵将配制成一定浓度的驱油剂溶液稀释，经过滤后泵入注水流程，在静混器内与注水管线来水混合，注入水井。
实施例的注入状态
实验区于1998.2.23日投产，至98年5月底完成第一段塞注入，共注入辛基苯磺酸钠溶液3.471×104m3，完成第一段塞的100％，注入驱油剂121吨，平均注入浓度0.35％，目前正处于第二段塞注入。截止到99年7月20日，已累计注入溶液19.7978×104m3，共注入驱油剂465.2吨，已完成总段塞注入量的38％，共注入0.058PV。
如图表3所示：
表3 辛基苯磺酸钠驱注入设计及完成情况
| 段塞 | PV | 浓度％ | 配注104m3 | 完成104m3 | 药剂t | 完成％ |
| 1 | 0.01 | 0.35 | 3.471 | 3.471 | 121 | 100 |
| 2 | 0.14 | 0.2 | 48.6 | 16.3268 | 344.2 | 33.6 |
| 合计 | 0.15 | 52.1 | 19.7978 | 465.2 | 38 |
实施例现场实验效果分析：
实验区有2口中心井因套管变形而报废，从而影响了先导区的整体效果。99年2月更新中心井1口，到目前试验区有油井7口，开井7口，其中见效井5口，生产情况表2及见开发曲线附图2。
从开发曲线图2及表3可以看出，辛基苯磺酸钠活性驱油剂提高采收率先导试验已见到了初步效果，表现在：
(1)开发现状：试验前后对比：单元日产液由332.4m3下降到290m3，下降42.4m3；日产油由20.3t上升到48.8t，上升了28.5t；含水率由93.9％下降到83.2％，下降了10.7％。至99年7月20日试验区累计增油5672t，吨剂增油12t，单元日注水370m3，注入浓度0.2％，日注药剂0.74t。
(2)动态特征如附图2所示：
从开发曲线上看出，98年5月第一段结束后，试验区的含水就有下降趋势，98年6月份试验区开始见效：含水下降，日油上升。典型井例：N28-01井是一口中心井，同时受3口注入井的影响，该井98年5月含水开始下降趋势，98年7月含水下降到84.1％，比试验前下降14.3％，日增油9.5t，见效时间早；N29X0是一口长停井，生产33层，位于边部，只受N29N1注入并影响，98年11月检泵开井后，含水开始下降，由开关井前的93.7％下降到目前的68.9％，下降了24.8％，日产油量由2.2t上升到9.9t，上升了7.7t，效果明显。
另外对采出液进行监测分析表明，目前油井产出辛基苯磺酸钠驱油剂的浓度均低于200mg/L。最早检测到辛基苯磺酸钠产出的油井是N28-201(98年4月28日)，99年5月20日检测辛基苯磺酸钠含量为176mg/L，此后每月进行油井采出液监测，活性物含量最高时329mg/L，99年3月后浓度趋于稳定。
表4 试验区油井生产情况对比表
| 井号N27-201 | 1998年1月 | 1999年7月 | ||||
| 日液m3 | 日油t | 含水％ | 日液m3 | 日油t | 含水％ | |
| 77.0 | 4.5 | 94.2 | 83.2 | 3.9 | 95.3 | |
| N28-01 | 64.1 | 1.0 | 98.4 | 36.6 | 3.3 | 90.9 |
| N28-201 | 83.5 | 4.2 | 94.2 | 37.2 | 1.2 | 96.6 |
| N28×202 | 长停井、停产前含水97.0％ | 13.4 | 7.2 | 45.1 | ||
| N27×N1 | 更新新井 | 10.7 | 8.9 | 16.6 | ||
| N30-1 | 107.8 | 10.6 | 92.3 | 75.6 | 14.4 | 80.4 |
| N29×0 | 长停井、停产前含水93.7％ | 33.3 | 9.9 | 68.9 | ||
| 合计 | 332.4 | 20.3 | 93.9 | 290.0 | 48.8 | 83.2 |
(1)原油物性发生变化：
从98年8月开始监测油井原油物性变化，总体上原油粘度、四组分、初馏点上升，300℃馏分下降。N28-01井原油粘度由试验前的1972mPa.s上升到3293mPa.s，98年8月测试原油物性，总组分增加10.08％，重质组分增加7.14％，N28X202井原油初馏点由试验前的187℃上升到234℃，300℃馏份比试验前下降了1％(见表3、表4)，这与辛基苯磺酸钠驱油理论是吻合的，表明了辛基苯磺酸钠在驱油过程中能够剥离、驱动岩石表面的残余油，具有较强的洗油作用。
(2)经济效益分析与预测
截止到99年7月20日，辛基苯磺酸钠先导试验区已累计增油5762t，累计注入辛基苯磺酸钠活性剂456.2t，统计吨药剂已增油12t，目前已创经济效益180万元(增油量X原油价格-药剂费用-试验站投资折算)。根据室内实验数据及油藏数模测算，辛基苯磺酸钠驱比能够提高采收率5％左右；预计投入产出比可达1∶10；综合经济效益更客观。
结论：
(1)辛基苯磺酸钠驱油剂能降低油水界面张力，自发形成乳化液，从而提高驱油效率；形成的乳化液富集后，降低了流动体系的粘度，改善了两相流度比，从而提高了波及体积。
(2)辛基苯磺酸钠先导试验区18个月来，油井含水下降10.7％，原油日产量上升28.5t。
(3)试验区原油物性发生了较大变化，这与辛基苯磺酸钠驱油理论是吻合的，原油粘度升高，总烃组分增加10.08％，重质组分增加了7.14％，说明辛基苯磺酸钠驱油剂能剥离岩石表面的残余油，具有明显的洗油能力。
(4)辛基苯磺酸钠活性剂驱油工艺流程简单，现场投资少，操作方便。
(5)通过18个月的现场试验证明，注入压力没有发生明显的上升，说明辛基苯磺酸钠对地层未产生负面效应，与地层配伍性及稳定性良好。
(6)辛基苯磺酸钠驱油主要适用于非均质性不严重的油藏，对于存在大孔道和非均质严重的油藏，提高采收率幅度较小，通过调整注水剖面、扩大波及体积才能有效地提高采收率。
表5 试验区原油粘度变化表
| 井号 | 粘度mPa.s | 采出液活性物 | |
| 试验前 | 99.4.28 | 含量mg/L | |
| N27-201 | 1568 | 1835 | 192 |
| N28-01 | 1972 | 3293 | 176 |
| N28-201 | 2372 | 3204 | 116 |
| N28X202 | 4021 | 2831 | 掺水井 |
| N27XN1 | 掺水井 | ||
| N29X0 | 187 | ||
| N30-1 | 157 | ||
表6 试验区原油四组分测试表
| 井号 | 日期 | 烷烃％ | 芳烃％ | 非烃％ | 沥青质％ |
| 27-201 | 98.2.10 | 26.0 | 22.25 | 23.65 | 8.43 |
| 27-201 | 99.1.01 | 25.84 | 21.91 | 25.56 | 10.11 |
| 28-01 | 98.2.10 | 24.66 | 23.06 | 18.95 | 6.39 |
Claims (2)
1、一种驱油剂，其特征是：它主要包括辛基苯磺酸钠表面活性剂含量占40％-65％；聚氧乙烯醚型(CH2CH2O)nR表面活性剂助剂10％-20％；聚丙烯酰胺表面活性剂增效剂5％-11％；表面活性剂增溶剂乙醇3％-9％。
2、根据权利要求1所述的一种驱油剂，其特征是：所述的辛基苯磺酸钠表面活性剂含量占58％。
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