一種用于低滲透油藏的乳化驅(qū)油劑及其應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種用于低滲透油藏的乳化驅(qū)油劑及其應(yīng)用，屬于石油開(kāi)發(fā)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] -般認(rèn)為氣側(cè)滲透率小于IOOmDa的油藏為低滲透油藏，其在我國(guó)的油田開(kāi)發(fā)中 有重要地位。對(duì)低滲透油藏儲(chǔ)層開(kāi)發(fā)原油采收率有重要影響的參數(shù)有：儲(chǔ)層巖石的潤(rùn)濕性 (親水、親油、弱親水、強(qiáng)親水等）和帶電性能、原油的物性(粘度、密度、組成等)、油/水之間 的界面張力、注入水的粘度、界面張力、毛細(xì)管力等。
[0003] 聚合物、表面活性劑和堿三兀復(fù)合驅(qū)油技術(shù)，以及聚合物和表面活性劑二兀復(fù)合 驅(qū)技術(shù)是當(dāng)前化學(xué)驅(qū)提高原油采收率的重要手段。一方面，聚合物可以增加水溶液體系的 粘度，改善油/水流度比，進(jìn)而提高宏觀波及系數(shù)，這有利于提高原油的采收率。此外，聚合 物溶液的粘彈性改變了聚合物溶液在孔道中的受力狀態(tài)，增加了孔道內(nèi)凸起部位流體的流 速，對(duì)油膜的作用力增強(qiáng)，可增加攜帶能力，有利于提高驅(qū)油效率。另一方面，表面活性劑能 在油/水界面上吸附，降低油/水之間的界面張力，這樣也有利于提高原油的采收率。
[0004] 但是當(dāng)前使用的超高分子量的聚合物會(huì)造成在低滲透儲(chǔ)層孔道的堵塞，具有大面 積破壞原油儲(chǔ)層的隱患。此外，所用的驅(qū)油劑體系一般都是多元復(fù)配體系來(lái)降低原油水界 面張力，由于低滲透油藏儲(chǔ)層特殊的地址條件對(duì)多元復(fù)配驅(qū)油劑體系存在強(qiáng)烈的色譜分離 效應(yīng)。具備超低界面張力的驅(qū)油體系對(duì)提高低滲透儲(chǔ)層原油采收率有重要的意義和價(jià)值。
[0005] 表面活性劑部分乳化原油體系不僅能降低原油/水界面張力，而且能提高驅(qū)油體 系的粘度。因此，表面活性劑乳液體系從某種意義上同時(shí)兼?zhèn)淞司酆衔锱c表面活性劑復(fù)合 驅(qū)油劑兩方面的技術(shù)特點(diǎn)。到目前為止，尚無(wú)表面活性劑乳液體系驅(qū)替低滲透油藏儲(chǔ)層的 相關(guān)報(bào)道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的之一是提供一種用于低滲透油藏的乳化驅(qū)油劑。
[0007] 本發(fā)明的又一目的是提供所述乳化驅(qū)油劑的應(yīng)用。
[0008] 本發(fā)明提供的一種用于低滲透油藏的乳化驅(qū)油劑，包括分子式為CH3(CH2) W(C2H4O)niCH(COOH)CH2SO3Na的表面活性劑，其中n= 5~17,m= 4~10。所述表面活性 劑為烷基聚氧乙烯基磺酸鹽羧酸鹽。
[0009] 所述表面活性劑的制備方法包括：將烷基聚氧乙烯醇醚與馬來(lái)酸酐混合反應(yīng)得到 烷基聚氧乙烯醚二酸，然后使所述烷基聚氧乙烯醚二酸與亞硫酸鈉反應(yīng)，得到目標(biāo)產(chǎn)物。其 合成路線如下：
[0010]RO(CH2CH2O)nH+C2H2 (CO) 20 -RO(CH2CH2O)nCH(COOH)CH2COOH;
[0011]RO(CH2CH2O)nCH(COOH)CH2C00H+Na2S03 -RO(C2H4O)nCH(COOH)CH2SO3Na;
[0012] 其中R=CH3(CH2)n,n= 5 ~17,m= 4 ~10。
[0013] 在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述表面活性劑的制備方法包括：在水和異丙醇的混 合溶劑中，將烷基聚氧乙烯醇醚與馬來(lái)酸酐混合，回流反應(yīng)得到烷基聚氧乙烯醚二酸，將所 述烷基聚氧乙烯醚二酸從溶劑中分離，在水中分散溶解并加入亞硫酸鈉，回流反應(yīng)得到目 標(biāo)產(chǎn)物。
[0014] 上述方法中，優(yōu)選所述烷基聚氧乙烯醇醚與馬來(lái)酸酐的摩爾比為1:1-1. 5,所述烷 基聚氧乙烯醚二酸與亞硫酸鈉的摩爾比為1:1-1. 5,烷基聚氧乙烯醇醚與馬來(lái)酸酐的反應(yīng) 條件為在70-KKTC下回流反應(yīng)20-30小時(shí)，烷基聚氧乙烯醚二酸與亞硫酸鈉的反應(yīng)條件為 在60-80°C下回流反應(yīng)4-6小時(shí)。
[0015] 在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述表面活性劑的制備方法的具體步驟為：在水 和異丙醇的混合溶劑中，將烷基聚氧乙烯醇醚和馬來(lái)酸酐以1:1. 1的摩爾比混合，在80°c 下回流反應(yīng)24小時(shí)，得到烷基聚氧乙烯醚二酸，將所述烷基聚氧乙烯醚二酸從溶劑中分 離，在水中分散溶解并加入亞硫酸鈉，所述烷基聚氧乙烯醚二酸與亞硫酸鈉的摩爾比為 1:1，在60°C下回流反應(yīng)5小時(shí)，得到目標(biāo)產(chǎn)物。
[0016] 將所述表面活性劑溶于水，即得到本發(fā)明的乳化驅(qū)油劑。優(yōu)選所述表面活性劑在 乳化驅(qū)油劑中的質(zhì)量濃度為0. 1~0. 5%，更優(yōu)選為0. 2~0. 3%。
[0017] 乳化對(duì)驅(qū)油最主要的作用是乳化攜帶及乳化液調(diào)剖，通過(guò)表活劑溶液降低界面張 力，使被剝蝕下來(lái)的油形成易流動(dòng)的0/W乳狀液，通過(guò)乳狀液對(duì)高滲透層位產(chǎn)生一定的封 堵，使中、低滲透層位啟動(dòng)，從而進(jìn)一步擴(kuò)大驅(qū)油體系的波及效率。化學(xué)驅(qū)中的油水乳化條 件研究首先需要考慮驅(qū)替過(guò)程中體系的乳化情況，油水乳化時(shí)需要克服分散體系熵值的增 加，因此低的界面張力是一個(gè)必要的熱力學(xué)條件。實(shí)驗(yàn)表明當(dāng)表面活性劑濃度高于0. 1% 時(shí)，油水間可獲得較低的界面張力，達(dá)到10 2mN/m數(shù)量級(jí)，接近并部分達(dá)到KT3的超低界面 張力。滿(mǎn)足了油水乳化的熱力學(xué)條件。
[0018] 在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，優(yōu)選所述乳化驅(qū)油劑還包括少量(質(zhì)量濃度〈0. 001%) 的Span-80和/或0P-10。所述Span-80成分是山梨糖醇酐油酸酯，0P-10成分是烷基酚聚 氧乙烯醚，兩者都是乳化劑，與前述表面活性劑協(xié)同作用，可以增強(qiáng)乳化效果。
[0019] 本發(fā)明還提供了所述乳化驅(qū)油劑的應(yīng)用，當(dāng)乳化驅(qū)油劑中表面活性劑濃度為 0. 2~0. 3%時(shí)，可提高采收率20%以上。當(dāng)濃度為0. 2%時(shí)，優(yōu)選其注入速率為0. 1~0. 3mL/ min。此時(shí)可提高采收率15%以上，同時(shí)注入壓力升高不明顯，對(duì)注入性能的影響不大。
[0020] 常規(guī)的驅(qū)油劑都是多元復(fù)配而成，本發(fā)明的驅(qū)油劑只含有一種表面活性劑，就能 得到比較好的驅(qū)油效果。原因是在單一的表面活性劑中結(jié)合了更多的活性基團(tuán)，使其具有 復(fù)配表面活性劑的特性。且所述表面活性劑的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，有利于在油水界面形成更穩(wěn)定的 界面薄膜，增強(qiáng)了對(duì)原油的乳化的效果，提高了原油的采收率。
[0021] 有益效果：對(duì)于低滲透目標(biāo)油藏，使用本發(fā)明提供的乳化驅(qū)油劑可以大幅度提高 原油的采收率，在室內(nèi)實(shí)驗(yàn)中提高原油的采收率達(dá)20%以上。
【附圖說(shuō)明】
[0022] 圖1為實(shí)施例2的注入壓力變化曲線；
[0023] 圖2為表面活性劑濃度與增加的注入壓力關(guān)系曲線，以及表面活性劑濃度與提高 采收率之間的關(guān)系曲線；
[0024] 圖3為表面活性劑濃度注入速度與增加的注入壓力關(guān)系曲線，以及驅(qū)油劑注入速 度與提高采收率之間的關(guān)系曲線。
【具體實(shí)施方式】
[0025] 下面給出的實(shí)施例是為了說(shuō)明本發(fā)明，而不是對(duì)本發(fā)明進(jìn)行限制。
[0026] 實(shí)施例1~6
[0027] 實(shí)施例中的表面活性劑通過(guò)如下方法制備得到：在水和異丙醇(水和異丙醇體 積比為1:1)的混