一種避免驅油用表面活性劑被地層巖石吸附的方法
2023-11-12 06:46:22
專利名稱：一種避免驅油用表面活性劑被地層巖石吸附的方法
技術領域：
本發明涉及一種提高石油採收率用的表面活性劑在進入地層時避免被地層巖石吸附的方法，該方法能夠克服單純的表面活性劑驅易被近井巖石吸附等不足，可以進一步提高原油採收率。
背景技術：
在石油開採技術中應用表面活性劑採油起始於二十世紀三十年代初，七十多年來，無論理論和實踐上都獲得了很大發展，目前基本上形成了低界面張力體系驅油、活性水驅、膠束溶液驅和複合驅等。表面活性劑驅由於能夠顯著降低油/水界面張力，使黏附在油藏巖石毛細管壁的原油得到「洗滌」，能夠被水所驅動，從而提高了原油採收率。
在原油開採過程中，由於隨驅替流體加入的表面活性劑易被巖石吸附，能夠深入到油藏內部的表面活性劑較少[楊承志.化學驅油過程中表面活性劑損失的機理及抑制途徑1.損失機理[J].油田化學，1985，2(1)9-20；田仲強，隋春豔，王國壯.陰離子表面活性劑在含油和去油地層砂表面吸附的差異.油田化學，2002，19(2)169～172；劉春德，孫志巍.一種三次採油用表面活性劑及其應用，中國發明專利，2001年，專利號01123547.0]，使得表面活性劑驅的效果不如實驗室評價結果理想。因此，人們開發了鹼驅。鹼驅是通過加入的鹼與油藏中的有機酸反應原位生成表面活性劑，避免了表面活性劑在從井筒加入過程中造成的巖石吸附，從而起到表面活性劑驅的作用。
考慮到鹼驅只能適應酸值較高且含有用來生成低界面張力表面活性劑的有機酸，這方面就限制了鹼驅的使用範圍。另外，鹼驅引起結構和原油乳化問題仍不能忽視。本發明開發了一種可以避免採油用表面活性劑被巖石吸附的方法。
發明內容
本發明的目的是為了克服單純表面活性劑驅和鹼驅易被近井巖石吸附的不足，為進一步提高原油採收率，特提供一種避免驅油用表面活性劑被地層巖石吸附的方法。
為了達到上述目的，本發明採用的方法是將加入地層的表面活性劑先組裝在環糊精或改性環糊精的疏水空腔中，由於環糊精或改性環糊精的外壁親水性，在從井口注入過程中屏蔽了表面活性劑的電性，從而避免被帶電荷的粘土吸附；在進入油藏後，由於環糊精的內腔疏水性質，油藏中的油相分子可通過競爭疏水內腔置換釋放表面活性劑；釋放的表面活性劑正好所處的位置是油藏，而不是井筒巖石附近，直接降低油/水界面張力，去洗滌毛細管上的油相分子，達到大幅度提高採收率的新型表面活性劑驅。
本發明採用的技術方案是一種避免驅油用表面活性劑被地層巖石吸附的方法，其特徵是先將採油用表面活性劑如十六烷基三甲基氯化銨、石油磺酸鈉、壬基酚聚氧乙烯醚磺酸鹽、(C14N)2Cl2雙季銨鹽，組裝在外表親水內壁親油的環糊精或改性環糊精載體中，配製摩爾比為1∶2～3；組裝是將表面活性劑和水溶性環糊精或改性環糊精載體的混合物採用氣浴搖床進行培養，培養時間為12～48小時，搖床轉速為36～150rmp，培養溫度為10～40℃；其次採用油相分子進行置換，所採用的油相分子為油藏原油或模擬原油，被組裝的表面活性劑通過被油相分子競爭環糊精或改性環糊精的疏水內壁而得到釋放；最後是釋放的表面活性劑降低油/水界面張力。本方法所採用的表面活性劑是陽離子表面活性劑、陰離子表面活性劑、非離子表面活性劑或兩性離子表面活性劑及雙子性表面活性劑。本方法所使用的水溶性載體為環糊精化合物如-環糊精、β-環糊精、γ-環糊精或改性環糊精化合物如羥丙基環糊精、烯丙基環糊精。本方法所指的組裝是將表面活性劑和水溶性載體的混合物採用氣浴搖床進行培養，培養時間最好為36～48小時，搖床轉速最好為72～136rmp、培養溫度最好為15～35℃。
本發明與現有技術相比較，其有益效果是被環糊精或改性環糊精組裝的表面活性劑能夠隨水驅流體一起進入油藏，克服了單純表面活性劑易被近井巖石吸附的不足，通過油藏油相分子的置換、表面活性劑釋放，對黏附在油藏毛細管壁的原油進行「洗滌」，從而達到提高採收率的目的。
下面結合附圖和實施例對本發明作進一步說明。
圖1為本發明組裝後表面活性劑被油相分子置換釋放驅油過程示意圖。圖中1.油相分子，2.表面活性劑，3.水溶性載體(主體)，4.油相分子與表面活性劑競爭載體疏水內腔釋放表面活性劑分子，5.釋放的表面活性劑去洗滌毛細管壁上的油相分子，6.油相分子，7.油藏毛細管壁。
具體實施例方式
實驗過程中採用山東淄博華坤電子儀器有限公司DT-102型全自動界面張力儀測定油/水界面張力，採用上海福瑪設備有限公司生產的氣浴搖床進行表面活性劑與水溶性載體組裝培養，攪拌過程採用JJ-1型電動攪拌器。
實施例1取0.5mmol/L的十六烷基三甲基氯化銨純溶液200ml，測定其表面張力為42.3mN.m-1，加入80目巖心碎石10g並在30℃下攪拌6小時，過濾後取溶液測得表面張力為68.9mN.m-1。該值接近純水的表面張力，說明表面活性劑大部分被巖心碎石所吸附。
配製摩爾比為1∶2的十六烷基三甲基氯化銨(CTAC)/α-環糊精(α-CD)溶液200mL，250rmp和30℃下氣浴搖床培養10小時後，測定溶液的表面張力為57.5mN.m-1。加入80目巖心碎石10g，也在30℃下攪拌6小時，過濾後取溶液測得表面張力為58.9mN.m-1。該值與原十六烷基三甲基氯化銨/α-CD溶液表面張力相當，說明表面活性劑沒有被巖心碎石吸附。
實施例2配製摩爾比為1∶2的十六烷基三甲基氯化銨(CTAC)/α-環糊精(α-CD)溶液100mL，250rmp和30℃下氣浴搖床培養10小時後，測定溶液的表面張力為57.5mN.m-1。
向上述溶液中加入20mL的模擬原油，在30℃下攪拌10小時，測得油/水界面張力為42.4mN.m-1。說明模擬原油能夠使組裝在水溶性載體中的表面活性劑得到釋放。下面給出幾種不同表面活性劑和水溶性載體的實驗結果。
實施例3配製摩爾比為1∶2配製1∶2摩爾比的石油磺酸鈉/γ-環糊精(γ-CD)溶液100mL，250rmp和30℃下氣浴搖床培養10小時後，測定溶液的表面張力為56.8mN.m-1。
向上述溶液中加入20mL的模擬原油，在30℃下攪拌10小時，測得油/水界面張力為3.2×10-3mN.m-1。
實施例4配製摩爾比為1∶2配製1∶2摩爾比的石油磺酸鈉/β-環糊精(β-CD)溶液100mL，250rmp和30℃下氣浴搖床培養10小時後，測定溶液的表面張力為56.8mN.m-1。
向上述溶液中加入20mL的塔裡木油田原油，在30℃下攪拌10小時，測得油/水界面張力為3.5×10-3mN.m-1。
實施例5配製摩爾比為1∶3的石油磺酸鈉/羥丙基環糊精(HP-CD)溶液100mL，250rmp和30℃下氣浴搖床培養10小時後，測定溶液的表面張力為68.5mN.m-1。
向上述溶液中加入20mL的塔裡木油田原油，在30℃下攪拌10小時，測得油/水界面張力為3.5×10-3mN.m-1。
實施例6配製摩爾比為1∶2的壬基酚聚氧乙烯醚磺酸鹽/羥丙基環糊精(HP-CD)溶液100mL，250rmp和30℃下氣浴搖床培養10小時後，測定溶液的表面張力為58.6mN.m-1。
向上述溶液中加入20mL的塔裡木油田原油，在30℃下攪拌10小時，測得油/水界面張力為3.2×10-2mN.m-1。
實施例7配製摩爾比為1∶3的(C14N)2Cl2雙季銨鹽表面活性劑/烯丙基環糊精(HP-CD)溶液100mL，250rmp和30℃下氣浴搖床培養10小時後，測定溶液的表面張力為62.5mN.m-1。
向上述溶液中加入20mL的塔裡木油田原油，在30℃下攪拌8小時，測得油/水界面張力為1.6×10-1mN.m-1。
權利要求
1.一種避免驅油用表面活性劑被地層巖石吸附的方法，其特徵在於首先將採油用表面活性劑如十六烷基三甲基氯化銨、石油磺酸鈉、壬基酚聚氧乙烯醚磺酸鹽、(C14N)2Cl2雙季銨鹽，組裝在外表親水內壁親油的環糊精或改性環糊精載體中，配製摩爾比為1∶2～3；組裝是將表面活性劑和水溶性環糊精或改性環糊精載體的混合物採用氣浴搖床進行培養，培養時間為12～48小時，搖床轉速為36～150rmp，培養溫度為10～40℃；其次採用油相分子進行置換，所採用的油相分子為油藏原油或模擬原油，被組裝的表面活性劑通過被油相分子競爭環糊精或改性環糊精的疏水內壁而得到釋放；最後是釋放的表面活性劑降低油/水界面張力。
2.根據權利要求1所述的方法，其特徵是所使用的表面活性劑是用陽離子表面活性劑、陰離子表面活性劑、非離子表面活性劑及雙子性表面活性劑。
3.根據權利要求1所述的方法，其特徵是所使用的水溶性載體為環糊精化合物如-環糊精、β-環糊精、γ-環糊精或改性環糊精化合物如羥丙基環糊精、烯丙基環糊精。
4.根據權利要求1所述的方法，其特徵是組裝是將表面活性劑和水溶性載體的混合物採用氣浴搖床進行培養，培養時間最好為36-48小時，搖床轉速最好為72-136rmp、培養溫度最好為15～35℃。
全文摘要
本發明涉及一種避免驅油用表面活性劑被地層巖石吸附的方法，它能克服單純的表面活性劑驅易被近井巖石吸附的不足，提高原油採收率。它的技術方案是將採油用表面活性劑組裝在外表親水內壁親油的環糊精或改性環糊精載體中，配製摩爾比為1∶2～3；採用氣浴搖床進行培養；用油相分子進行置換，被組裝的表面活性劑通過被油相分子競爭環糊精或改性環糊精的疏水內壁而得到釋放；最後是釋放的表面活性劑降低油/水界面張力。本發明通過被環糊精或改性環糊精組裝的表面活性劑，能夠隨水驅流體一起進入油藏，克服了單純表面活性劑易被地層巖石吸附的不足。通過油藏油相分子的置換、表面活性劑釋放，對毛細管壁的原油進行「洗滌」，從而達到提高採收率的目的。
文檔編號C09K8/584GK101037593SQ200710048920
公開日2007年9月19日 申請日期2007年4月18日 優先權日2007年4月18日
發明者鄒長軍, 廖文菊 申請人:西南石油大學