一種複合驅驅油劑的製作方法

2023-09-19 00:28:55 1

一種複合驅驅油劑的製作方法
【專利摘要】本發明涉及一種複合驅驅油劑，由烷基苯磺酸鈉、生物複合物、NaOH、Na3PO4、聚合物和注入水組成。本發明複合驅驅油劑是通過向複合體系中加入比表面活性劑更廉價的一種生物複合物（鼠李糖脂類混合物）等有機化合物作為犧牲劑，利用這些物質和表面活性物質在巖石表面的競爭吸附，減少表面活性劑的在巖石表面吸附，即提高價格相對較高的表面活性劑利用率，同時生物複合物和表面活性劑之間的協同效應，提高複合體系界面活性。利用磷酸鈉有犧牲劑和在界面吸附後具有降低界面張力的雙重作用，減少了強鹼（NaOH）的用量。
【專利說明】一種複合驅驅油劑

【技術領域】
[0001]本發明涉及化學驅中的驅油劑，是一種複合驅驅油劑，適用於油田開發中、後期階段。

【背景技術】
[0002]聚合物驅技術在中國陸上主要油田已經獲得工業化應用推廣，提高原油採收率在10%左右。因為聚合物驅主要是擴大波及體積，提高微觀驅油效率較低，加快了採油速度。而複合驅油技術能彌補聚合物驅油的不足，能進一步提高驅油效率，降低油藏中剩餘油含量，提高原油採油率通常在18%左右。
[0003]三元複合驅油體系尚有許多需要解決的課題，如多功能表面活性劑的研製，降低複合體系中各組分用量等。三元複合驅油體系使用大約0.3%的表面活性劑，聚合物的濃度與聚合物驅基本相當，還有一定量的鹼，因此複合體系成本相對聚合物驅成本高。在不降低複合驅油效果的前提下，減少複合體系中表面活性劑及其他化學劑用量，達到提高經濟效益是複合驅需要解決的關鍵問題，也關係到複合驅技術在工業上能否獲得推廣。表面活性劑比聚合物在巖石表面更易吸附，有效降低表面活性劑在油層巖石表面吸附和捕集，就可以使複合體系在油層運移過程中，在較長距離內保持超低界面張力，有利於提高原油採收率。一般使用價格低，來源廣的化學劑作為犧牲劑，在複合驅前作為預衝洗段塞，先吸附在巖石表面，降低主表面活性劑的吸附。或者把犧牲劑加入到複合體系中，利用犧牲劑的優先吸附或競爭吸附，降低主表面活性劑的吸附損耗。選擇的犧牲劑和表面活性劑在界面活性上一般有協同效應，可界面張力能進一步降低。已有的專利主要是研究了木質素磺酸鹽和石油羧酸鹽的製備以及和表面活性劑配伍性，以及加入這些犧牲劑後對界面活性的影響。本發明主要是利用生物化工廠生產出的副產品(如檸檬酸廠)，副產品經過發酵處理製成具有一定活性的生物複合物作為犧牲劑。它具有比前兩種犧牲劑與表面活性劑復配後協同效應好，成本更加低廉的特點。
[0004]複合驅表面活性劑研製和配方體系優化研究的發展趨勢，表面活性劑趨向於開發價格低，性能優，並且無需鹼或使用弱鹼後複合體系界面活性好的體系的新型表面活性劑。


【發明內容】

[0005]針對上述現有技術存在的缺陷，本發明的目的是提供一種複合驅驅油劑，在油層驅替過程中，降低表面活性劑在油藏油砂上的滯留量，提高表面活性劑的利用率；降低體系鹼強度，減少對地層的傷害及結垢。
[0006]為解決上述技術問題，本發明驅油劑由下述重量配比的組分組成:烷基苯磺酸鈉 0.1-0.4、生物複合物 0.2-0.6、NaOH0.6-1.0、Na3PO40.3-1.0、聚合物 0.1-0.20、注入水96.8—98.7 ο
[0007]本發明驅油劑由下述優選重量配比的組分組成:烷基苯磺酸鈉0.15-0.3、生物複合物 0.3-0.5、NaOH0.7-0.9、Na3PO40.4-0.5、聚合物 0.15-0.18、注入水 97.62-98.30。
[0008]上述烷基苯磺酸鈉分子量390g/mol-420g/mol，其有效含量50%左右。
[0009]上述生物複合物為含20wt%-25wt%的鼠李糖脂溶液。
[0010]上述聚合物的分子量為1400萬g/mol-2000萬g/mol，水解度18_25%。
[0011]本發明複合驅驅油劑製備方法包括如下步驟:
[0012]1.聚合物溶液的配製:秤取一定量上述聚合物，加入到模擬注入水中(水中含鹽量0.3wt%-l.0wt%)按重量百分比準確配製濃度為0.5%的聚合物溶液。在室溫下攪拌溶解2-3小時。
[0013]2.鹼溶液的配製:分別秤取一定量NaOH和Na3PO4,加入到模擬注入水中(含鹽量
0.3wt%-l.0wt%)按重量百分比準確配製濃度為5%的鹼溶液。
[0014]3.表面活性劑溶液配製:秤取一定量上述烷基苯磺酸鈉，加入到模擬注入水中(含鹽量0.3wt%-l.0wt%)按重量百分比準確配製濃度為2%的表面活性劑溶液。
[0015]4.在復配表面活性劑中含有生物複合物時，在上述表面活性劑溶液的配製中分別按比例加入生物複合物，最後用模擬水稀釋成複合表面活性劑要求的濃度。
[0016]5.三元複合體系的配製:按所配的三元複合驅體系濃度，將上述一定量複合鹼溶液，表面活性劑溶液依次加入到聚合物溶液中，最後通過添加注入水稀釋到所要的濃度，在室溫下攪拌30分鐘，使溶液混合均勻進行參數測量。
[0017]本發明複合驅驅油劑的優點:
[0018]1.通過在複合體系中加入具有一定活性的生物複合物和磷酸鈉作為犧牲劑後，由於犧牲劑和主表面活性劑(烷基苯磺酸鈉)之間在巖石表面上競爭吸附，減少了主表面活性劑的吸附量。在保持複合體系提高原油採收率基本不變的情況下，通過加入一定量犧牲劑降低了主表面活性劑烷基苯磺酸鈉用量30%-50%之間，複合驅體系成本減少了 10%-30% ;使用磷酸鈉還降低強鹼NaOH用量，保護了複合體系黏度，減少了對地層的傷害，地層內和整個注採系統結垢量減少，延長設備維修周期和使用壽命。
[0019]2.從使用這種犧牲劑複合驅先導性試驗結果可見，提高原油採油率在18%以上，是比不使用犧牲劑提高採收率更高的複合驅油技術。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1為生物複合物(SWX)對表面活性劑(DQB)吸附等溫線的影響圖；
[0021]圖2為磷酸鈉對表面活性劑(DQB)吸附等溫線影響圖；
[0022]圖3為生物複合物(SWX)對表面活性劑(DQB)界面張力對比圖；
[0023]圖4為生物複合物(SWX)+表面活性劑(DQB)+複合鹼三元複合體系和三元複合體系界面活性對比圖；
[0024]圖5為複合鹼對界面張力的影響圖(兩種鹼濃度範圍0.8wt%-l.4wt%)；
[0025]圖6為本發明複合驅驅油劑三元複合體系巖心驅油實驗採油曲線圖；
[0026]圖7以生物複合物(SWX)作為犧牲劑的複合驅先導性礦場試驗中心井採油曲線圖。

【具體實施方式】
[0027]下面結合附圖對本發明的【具體實施方式】作進一步詳細說明。
[0028]本發明複合驅驅油劑所需組分及生產設備均為工業用品，可自市場購置。
[0029]本發明複合驅驅油劑主要是通過在複合體系中使用生物複合物(SWX)和磷酸鈉作為犧牲劑降低主表面活性劑(烷基苯磺酸鈉DQB)在巖石表面吸附的方法，減少主表面活性劑(DQB)的用量，達到降低複合體系成本，以及利用犧牲劑和主表面活性劑的協同作用，提高油水之間界面活性。使用中強鹼磷酸鈉代替部分強鹼NaOH，降低強鹼對地層的傷害，結垢量和設備腐蝕程度都將減少。
[0030]發明要求地下流體條件，原油50mP.s以下，油藏溫度在60°C以下，油層中粘土含量在10%以下，尤其是蒙脫土含量不宜過高。本發明複合驅驅油劑適用於三元複合驅和二元複合驅，對表面活性劑驅也有指導作用。
[0031]本發明複合驅驅油劑減少複合驅油體系中表面活性劑和強鹼用量是通過以下技術方案實現。
[0032]1.原三元複合驅配方組成:
[0033]烷基苯磺酸鈉(DQB):0.lwt%—0.6wt%,
[0034]強喊(NaOH):0.6wt%—1.2wt%,
[0035]聚合物(KY-2):0.lwt%—0.15wt%。
[0036]2.配製發明的三元複合驅油體系及吸附試驗
[0037]分別稱取一系列烷基苯磺酸鈉(DQB )濃度範圍由0.lwt%-0.4wt%和生物複合物(SWX)濃度範圍0.2wt%-0.6wt%，兩者比例1:1-2 ;再加入一定量強鹼(NaOH)和Na3PO4(2:2-1)使其總濃度在0.8wt%-l.4wt% ;在加入一定量聚合物(KY-2)使其濃度在0.15wt%,最後用注入水補充至所要求的濃度(補充至100重量份)。
[0038]取油砂10g，按三元複合體系與油砂質量比10:1，放置於磨口塞三角瓶中，混合均勻後，在45 ο C恆溫箱中振蕩24小時後，靜止、離心分離，取上層清液作為各化學劑濃度分析。計算由於加入生物複合物(SWX)後，烷基苯磺酸鈉(DQB)在油砂上吸附量的變化。其他犧牲劑(Na3PO4，木質素磺酸鈉和石油羧酸鈉)對降低烷基苯磺酸鈉吸附量的評價類似。使用不同濃度生物複合物(SWX)降低烷基苯磺酸鈉(DQB)在油砂上的吸附效果不同。
[0039]Na3PO4作為犧牲劑加入到複合體系中，磷酸根離子在巖石表面吸附後，增強巖石表面負電荷，降低巖石對表面活性劑的吸附。在複合體系中加入0.2wt%-0.8wt%Na3P04可以減少表面活性劑吸附20%左右，因此複合驅中加入Na3PO4也可以減少表面活性劑的用量。
[0040]3.複合體系與原油界面張力測量
[0041]上述配製的原複合體系和其他複合體系，在45°C下，用旋轉液滴張力儀測量體系與原油的界面張力。
[0042]在固定聚合物濃度為0.12wt%, NaOH濃度為1.2wt%。生物複合物(SWX)濃度在
0.05wt%-0.4wt%變化時，與原油界面張力在KTmN/m數量級。在聚合物，鹼濃度不變情況下，烷基苯磺酸鈉(DQB)濃度從0.lwt%-0.8wt%變化時，除活性劑濃度在0.lwt%附近，界面張力在10_2mN/m數量級以外，其餘濃度範圍都在10_3mN/m數量級。
[0043]在固定聚合物濃度為0.12wt%, NaOH濃度為1.2wt%下，生物複合物(SWX)和烷基苯磺酸鈉(DQB)總濃度在0.lwt%-0.8wt%變化時，兩者不同比例時的體系與原油的界面張力，除活性劑濃度在0.1?丨％外，其餘濃度範圍界面張力都在10_3mN/m數量級。並且兩者比例在
2:1時界面活性最好，比單獨DQB與原油的界面活性還高，說明SWX和DQB在這個比例之間存在著協同效應，更有利於提聞驅油效率。
[0044]用複合鹼NaOH和Na3PO4，兩者比例為2:1 _2之間(NaOH: Na3PO4)時，總鹼量在
0.8wt%—1.2wt%時，都可達到超低界面張力。
[0045]4.強鹼和複合鹼對複合體系黏度和巖石作用試驗
[0046](I)實驗方法:
[0047]稱取單一礦物或油砂5克，固液比按1:10加入鹼液或複合體系溶液，為了分析不同時間矽離子、鋁離子變化，每組複合體系分裝5瓶。一定時間後，離心分離，分析液相中矽離子、鋁離子離子濃度。
[0048](2)鹼濃度及矽，鋁離子分析:
[0049]①鹼濃度測定:
[0050]用離心機分離出水相，並用0.1M的HCl溶液滴定鹼溶液到一定的pH(用酚酞或甲基橙作指示劑)，並求出鹼的濃度，計算鹼耗。
[0051]相對喊耗(Ra)= (C。一C) /C0
[0052]Ra一相對喊耗(％ )
[0053]C。一鹼的原始濃度(mmol/ml)
[0054]C一反應後的濃度(mmol/ml)
[0055]②原子吸收光譜法分析水相中矽、鋁離子含量:
[0056]用標準曲線法測量:配製一組合適的矽離子、鋁離子標準溶液，濃度從10mg/L—40mg/L，依次噴入火焰。分別測定其吸光度A，以測得的吸光度為縱坐標，以待測元素S1、Al的濃度(C)為橫坐標，繪製A— C標準曲線，矽的A— C標準曲線。在相同的實驗條件下，噴入待測實驗溶液，根據測出的吸光度，在標準曲線上求出試樣中待測元素的含量。
[0057]複合驅使用強鹼NaOH由0.6wt%-l.2wt%降到0.6wt%-l.0wt%,加入複合鹼後，總鹼(Na0H+Na3P04)濃度0.6wt%-l.4wt%, NaOH:Na3P04=2:1_2，使用複合鹼的驅油體系黏度穩定性更好，黏度一般略有提高。
[0058]應用複合鹼後，複合體系與巖石作用後，溶液中矽離子和鋁離子濃度降低，說明應用複合鹼後，鹼與巖石作用溶解下的矽離子和鋁離子濃度降低，複合鹼對油層傷害程度降低，結垢量減少。見表1和2。
[0059]表1油砂與不同鹼作用後溶解的矽濃度(mg/L)

【權利要求】
1.一種複合驅驅油劑，其特徵是它由下述重量配比的組分組成:烷基苯磺酸鈉0.1-0.4、生物複合物 0.2-0.6、NaOH0.6-1.0、Na3PO40.3-1.0、聚合物 0.1-0.2、注入水96.8—98.7 ο
2.根據權利要求1所述的複合驅驅油劑，其特徵是它由下述重量配比的組分組成:烷基苯磺酸鈉0.15-0.3、生物複合物0.3-0.5、NaOH0.7-0.9、Na3PO40.4-0.5、聚合物0.15-0.18、注入水 97.62-98.30。
3.根據權利要求1或2所述的複合驅驅油劑，其特徵是:所述烷基苯磺酸鈉分子量390g/mol-420g/mol，其有效含量 50% 左右。
4.根據權利要求1或2所述的複合驅驅油劑，其特徵是:所述生物複合物為含20%-25%的鼠李糖脂溶液。
5.根據權利要求1或2所述的複合驅驅油劑，其特徵是:所述聚合物的分子量為1400萬 g/mol-2000 萬 g /mol，水解度 18_25%。
【文檔編號】C09K8/584GK104073231SQ201310103781
【公開日】2014年10月1日 申請日期:2013年3月28日 優先權日:2013年3月28日
【發明者】李道山, 徐國安, 張景春, 伍星, 滕鍾傑, 王正海, 李昭, 程麗晶 申請人:中國石油天然氣股份有限公司