本文作者:kaifamei

一種油田開發驅替乳液及其制備方法和應用與流程

更新時間:2025-12-27 18:55:42 0條評論

一種油田開發驅替乳液及其制備方法和應用與流程



1.本發明屬于采油工程領域技術領域,涉及一種油田開發驅替乳液及其制備方法和應用。


背景技術:



2.石油是國民經濟發展的命脈,獲得更多的油氣資源,提高原油的采收率,是全世界石油領域開發的核心問題。我國大部分油田地層中還剩余大約40%~70%原油,因而需要三次采油來對部分剩余原油進行再次開采,與此同時,隨著勘探開發力度的不斷加大,越來越多的低滲、特低滲油藏被發現,但低滲、特低滲油藏的開采難度大、開發效益都不及常規油田,如何利用好低滲、特低滲油藏中的剩余原油成為了關系我國經濟能否繼續快速發展的重要因素。
3.近年來,在我國各大油田低滲透、特低滲油藏提高采收率技術工業化應用取得明顯效果的驅油劑主要是各類表面活性劑及其復配的乳液,利用其降低油、水界面張力的能力等提高原油采收率,表面活性劑水溶液與原油之間的界面張力是判斷表面活性劑驅油體系性能優劣的重要手段之一,三次采油用表面活性劑體系的主要標準之一是降低油水界面達到超低界面張力,即10-3
mn/m數量級,只有在實際油藏中將油水界面張力降低至超低界面張力區,才能使油藏巖層孔隙中的殘余原油形變和流動,大幅提高原油采收率。
4.三次采油工業化應用的第一大類表面活性劑為陰、非離子表活劑及其復配乳液,為避免帶負電的巖層對表面活性劑有效成分的吸附,常使用陰、非離了體系,這些表面活性劑體系降低界面張力的機理,以及該過程中表面活性劑分了在油水界面的分布、與巖層及實際水體系相互作用、乳化作用等方面的微觀機理已經被廣泛研究。以鈉鹽為主的陰離子表面活性劑和非離子表面活性劑復配,陰離子耐鹽性能較差,部分非離子表面活性劑對溫度敏感,并且由于使用濃度高造成經濟效益差,因此,使用時受到一些限制;陰、非離子混合性表面活性劑,它既能保持陰離子和非離子表面活性劑各自的優點,又可以防止譜分離現象的發生,而且大大提高了體系的耐鹽性和耐溫性能,但都難以獲得超低界面張力能力。
5.三次采油工業化應用的第二大類表面活性劑為陰、陽離子表面活性劑復配乳液,陰、陽離了表面活性劑作為一種新型表面活性劑混合體系,由于陰、陽離子對之間強烈的電性吸引作用,使其頭基能夠充分靠近,從而能在油水界面上緊密排列,并具有很好的形成微乳的能力,從而有利于超低界面張力的獲得與穩定,但由于陰離子抗鈣鎂離子及抗高溫性能差,限制了其在高礦化度、高溫油田環境中的使用。
6.進行三次采油工業化應用的第三大類表面活性劑為兩性離子表面活性劑及其復配乳液,一般界面張力能夠達到10-2
mn/m數量級。
7.目前三次采油中應用的表面活性劑,無論是陰離子、非離子表面活性劑復配,還是陰離子、陽離子或兩性離子表活劑復配,由于離了對的結構組成和不同活性基團的相互影響,以及在油田實際應用中的復雜性,很難在實際應用中獲得超低界面張力。陰離子及陰、非離子混合性表活劑中陰離子通常為磺酸根、羧酸根、硫酸根,磺酸根水溶性差、不耐高溫,
硫酸根一般50℃以上很快水解,含羧酸跟的陰、非離子混合性表面活性劑及兩性離子表面活性劑通常有機氯,很難達到小于0.01%的行業應用標準,三次采油中應用的表面活性劑及其復配技術還有待進一步完善發展。
8.烷基多糖苷中糖的聚合度和烷基大小影響其性能。糖的聚合度一般為1.1~3.0,烷基鏈長度一般為c8~c16,其hlb值一般為13~16。烷基多糖苷表面活性劑具有表面張力低、無濁點、濕潤力強、hlb值可調、生物降解迅速、不含有機氯、無毒等突出優點,目前主要應用于民用洗滌用品和工業清洗劑。該類表面活性劑雖然在1991年提出用作驅油用表面活性劑,單純烷基多糖苷由于親水基較大,降低油水界面張力能力不強,在采油工程領域研究一直未受重視。
9.蔣立英將丁基葡萄糖苷、辛基葡萄糖苷分別與羥基丙基季銨鹽陽離子復配(“烷基糖苷季銨鹽表面活性劑復配性能研究”,蔣立英,《日用化學工藝》,2020年,第50卷,第3期,171-176頁)。烷基糖苷直接季銨鹽陽離子表面活性劑復配原理基于增加混合液表面膜強度,其復配摩爾比為1:(0.1~1.0),但復配原理、配制方法不明確,研究方向為復配體系表面性能,但表面張力低,只能應用于日用化工洗滌領域。
10.中國專利申請201910282929.0公開了一種適用于原油采集的生物酶驅油劑,該驅油劑由生物酶、聚氧乙烯醚、烷基糖苷和雙季銨鹽組成。生物酶為主劑,烷基糖苷和雙季銨鹽為附劑,由于雙季銨鹽位阻大,糖苷無法與季銨鹽陽離子配合降低界面張力到超低。


技術實現要素:



11.本發明旨在提供一種主要針對油田采油工程領域的油田開發驅替乳液,解決常規表活劑驅替乳液界面、潤濕、耐礦化度性能差的問題。
12.作為本發明的發明目的之一,本發明提供了一種油田開發驅替乳液,由生物基表面活性劑、離子表面活性劑、有機胺、非離子表活劑及溶劑復配而成;其中,生物基表面活性劑、離子表面活性劑、有機胺、非離子表活劑、溶劑的摩爾比為:n(生物基表面活性劑):n(離子型表面活性劑):n(有機胺):n(非離子表活劑):n(溶劑)=(0.7~0.9):1:(0.3~0.5):(0.5~1.2):(177~250.8)。
13.優選地,生物基表面活性劑為烷基多苷的聚合度n為1.1~3且烷基r為c8~c16的烷基糖苷。
14.優選地,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。
15.優選地,離子表面活性劑為烷基r為c8~c18的季銨鹽陽離子表面活性劑。
16.優選地,離子表面活性劑為c8~c18烷基三甲基氯化銨或溴化銨。
17.優選地,有機胺是指烷基r為c8~c18伯胺。
18.優選地,有機胺為c8~c18烷基伯胺。
19.優選地,非離子表活劑為脂肪醇聚氧乙烯醚aeo-9或十二十四醇聚氧乙烯醚moa-9。
20.優選地,溶劑為水。
21.作為本發明的發明目的之一,本發明提供了上述油田開發驅替乳液的制備方法,在容器中依次加入配比好的溶劑、生物基表面活性劑、離子表面活性劑、有機胺和非離子表
活劑,加熱攪拌至55~60℃,以120~150轉/分鐘的轉速連續攪拌90~120分鐘,即得。
22.作為本發明的發明目的之一,本發明提供了上述油田開發驅替乳液在油田注水井驅油過程中的應用,將所述油田開發驅替乳液配制成濃度為0.2-0.3wt%的水溶液,注入到注水井中。
23.有益效果:本發明的一種油田開發驅替乳液,對原油界面張力低于10-2
mn/m數量級,達到超低界面;對石英玻璃片及油濕石英玻璃片接觸角均小于10
°
,達到超強水濕;耐礦化度高達100000mg/l,耐礦化度高;現場應用驅油效果明顯。
附圖說明
24.圖1為實施例1對原油界面張力變化示意圖;
25.圖2為實施例1進行油濕石英玻璃片接觸角測試的示意圖。
具體實施方式
26.下面結合附圖和實施例對本發明作詳細描述,但本發明的實施不僅限于此。
27.實施例1
28.一種油田開發驅替乳液由烷基糖苷apg0810、十八烷基三甲基氯化銨1831、12伯胺、十二十四醇聚氧乙烯醚moa-9及溶劑水復配而成。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銨1831、0.01mol十二伯胺、0.01mol十二十四醇聚氧乙烯醚moa-9,其摩爾比為:n(烷基糖苷apg0810):n(十八烷基三甲基氯化銨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,加入余量溶劑水使配制乳液質量為100g。加熱攪拌至55~60℃,以120轉/分鐘的轉速連續攪拌90分鐘,得到一種油田開發驅替乳液。
29.配制質量濃度0.2%的上述油田開發驅替乳液的水溶液,在溫度95℃、礦化度100000mg/l條件下,對af油田原油界面張力為2.3
×
10-4
mn/m,檢測結果如圖1所示。
30.配制質量濃度0.025%一種油田開發驅替乳液的水溶液,接觸角測試時間均為35分鐘。對油濕石英玻璃片接觸角為4.1
°
,而清水對油濕石英玻璃片接觸角為80.2
°
,油濕石英玻璃片潤濕性轉變為超強親水。對石英玻璃片接觸角為0
°
,而清水對石英玻璃片接觸角為58.2
°
,石英玻璃片潤濕性轉變為超強親水。
31.配制質量濃度0.00625%一種油田開發驅替乳液的水溶液,測試時間35分鐘。對油濕石英玻璃片接觸角為2.4
°
,如圖2,而清水對油濕石英玻璃片接觸角為80.2
°
,油濕石英玻璃片潤濕性轉變為較強親水。對石英玻璃片接觸角為0
°
,而清水對石英玻璃片接觸角為58.2
°
,石英玻璃片潤濕性轉變為較強親水。
32.實施例2
33.一種油田開發驅替乳液由烷基糖苷apg0816、十六烷基三甲基氯化銨1631、十四伯胺、脂肪醇聚氧乙烯醚aeo-9及溶劑水復配而成。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銨1631、0.008mol十四伯胺、0.016mol脂肪醇聚氧乙烯醚aeo-9,其摩爾比為:n(烷基糖苷apg0816):n(十六烷基三甲基氯化銨1631):n(十四伯胺):n(脂肪醇聚氧乙烯醚aeo-9)=0.8:1:0.4:0.8,加入余量溶劑水使配制乳液質量為100g。加熱攪拌至55~60℃,以120轉/分鐘的轉速連續攪拌90分鐘,得到一種油田開發驅替
乳液。
34.配制質量濃度0.2%的上述油田開發驅替乳液的水溶液,在溫度95℃、礦化度100000mg/l條件下,對af油田原油界面張力為1.8
×
10-3
mn/m。
35.配制質量濃度0.025%的上述油田開發驅替乳液的水溶液,接觸角測試時間均為35分鐘。對油濕石英玻璃片接觸角為1.5
°
,而清水對油濕石英玻璃片接觸角為80.2
°
,油濕石英玻璃片潤濕性轉變為超強親水。對石英玻璃片接觸角為0
°
,而清水對石英玻璃片接觸角為58.2
°
,石英玻璃片潤濕性轉變為超強親水。
36.配制質量濃度0.00625%的上述油田開發驅替乳液的水溶液,測試時間35分鐘。對油濕石英玻璃片接觸角為2.3
°
,而清水對油濕石英玻璃片接觸角為80.2
°
,油濕石英玻璃片潤濕性轉變為較強清水。對石英玻璃片接觸角為0
°
,而清水對石英玻璃片接觸角為58.2
°
,石英玻璃片潤濕性轉變為較強清水。
37.實施例3
38.一種油田開發驅替乳液由烷基糖苷apg1216、十二烷基三甲基溴化銨1231(溴型)、十八伯胺、脂肪醇聚氧乙烯醚aeo-9及溶劑水復配而成。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銨1631、0.006mol十八伯胺、0.024mol脂肪醇聚氧乙烯醚aeo-9,其摩爾比為:n(烷基糖苷apg1216):n(十二烷基三甲基溴化銨1231):n(十八伯胺):n(脂肪醇聚氧乙烯醚aeo-9)=0.9:1:0.3:1.2,加入余量溶劑水使配制乳液質量為100g。加熱攪拌至55~60℃,以150轉/分鐘的轉速連續攪拌120分鐘,得到一種油田開發驅替乳液。
39.配制質量濃度0.2%的上述油田開發驅替乳液的水溶液,在溫度95℃、礦化度100000mg/l條件下,對af油田原油界面張力為2.6
×
10-3
mn/m。
40.配制質量濃度0.025%的上述油田開發驅替乳液的水溶液,接觸角測試時間均為35分鐘。對油濕石英玻璃片接觸角為2.7
°
,而清水對油濕石英玻璃片接觸角為80.2
°
,油濕石英玻璃片潤濕性轉變為超強親水。對石英玻璃片接觸角0
°
,而清水對石英玻璃片接觸角為58.2
°
,石英玻璃片潤濕性轉變為超強親水。
41.配制質量濃度0.00625%的上述油田開發驅替乳液的水溶液,測試時間35分鐘。對油濕石英玻璃片接觸角為3.1
°
,而清水對油濕石英玻璃片接觸角為80.2
°
,油濕石英玻璃片潤濕性轉變為較強清水。對石英玻璃片接觸角為0
°
,而清水對石英玻璃片接觸角為58.2
°
,石英玻璃片潤濕性轉變為較強親水。
42.實施例4
43.g7注水井組含油層系為e1f2,含油面積1.23
㎞2,地質儲量84
×
104t,采出程度為4.5%。儲層埋深2739.8m~2778.8m,溫度96.5℃。儲層孔隙度為9.4%,滲透率為2.6md,為低孔—特低滲儲層。g7塊原油50℃時粘度為9.1~44.0mpa.s,含蠟量為6.5%~33.0%,膠質瀝青質含量為11.0%~30.0%,屬于普通原油。配制質量濃度為0.3%實施例3中的生物基活性乳液的水溶液,對原油界面張力為4.3
×
10-4
mn/m,g7-2\g7-5日注水量為35m3/d,設計注入量為10500m3,階段注入3200m3,增油235.6t,驅油效果明顯。
44.以上已對本發明創造的較佳實施例進行了具體說明,但本發明創造并不限于所述實施例,熟悉本領域的技術人員在不違背本發明創造精神的前提下還可做出種種的等同的變型或替換,這些等同的變型或替換均包含在本技術權利要求所限定的范圍內。

技術特征:


1.一種油田開發驅替乳液,其特征在于,由生物基表面活性劑、離子表面活性劑、有機胺、非離子表活劑及溶劑復配而成;其中,生物基表面活性劑、離子表面活性劑、有機胺、非離子表活劑、溶劑的摩爾比為:n(生物基表面活性劑):n(離子型表面活性劑):n(有機胺):n(非離子表活劑):n(非離子表活劑):n(溶劑)=(0.7~0.9):1:(0.3~0.5):(0.5~1.2):(177~250.8)。2.根據權利要求1所述的一種油田開發驅替乳液,其特征在于,生物基表面活性劑為烷基多苷的聚合度n為1.1~3且烷基r為c8~c16的烷基糖苷。3.根據權利要求2所述的一種油田開發驅替乳液,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.根據權利要求1所述的一種油田開發驅替乳液,其特征在于,離子表面活性劑為烷基r為c8~c18的季銨鹽陽離子表面活性劑。5.根據權利要求4所述的一種油田開發驅替乳液,其特征在于,離子表面活性劑為c8~c18烷基三甲基氯化銨或溴化銨。6.根據權利要求1所述的一種油田開發驅替乳液,其特征在于,有機胺是指烷基r為c8~c18伯胺。7.根據權利要求6所述的一種油田開發驅替乳液,其特征在于,有機胺為c8~c18烷基伯胺。8.根據權利要求1所述的一種油田開發驅替乳液,其特征在于,非離子表活劑為脂肪醇聚氧乙烯醚aeo-9或十二十四醇聚氧乙烯醚moa-9。9.權利要求1-8任一項所述的油田開發驅替乳液的制備方法,其特征在于,在容器中依次加入配比好的溶劑、生物基表面活性劑、離子表面活性劑、有機胺和非離子表活劑,加熱攪拌至55~60℃,以120~150轉/分鐘的轉速連續攪拌90~120分鐘,即得。10.權利要求1-8任一項所述的油田開發驅替乳液在油田注水井驅油過程中的應用,其特征在于,將所述油田開發驅替乳液配制成濃度為0.2-0.3wt%的水溶液,注入到注水井中。

技術總結


本發明公開了一種油田開發驅替乳液,由生物基表面活性劑、離子表面活性劑、有機胺、非離子表活劑、溶劑的摩爾比為:=(0.7~0.9):1:(0.3~0.5):(0.5~1.2):(177~250.8)復配而成。本發明對原油界面張力低于10-2


技術研發人員:

虞建業 呂紅梅 王彪 張鑫

受保護的技術使用者:

中國石油化工股份有限公司江蘇油田分公司

技術研發日:

2022.10.14

技術公布日:

2022/12/19


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