高效提高原油采收率的方法技术

本发明专利技术涉及高效提高原油采收率的方法，主要解决现有技术中驱油效率低、驱油剂成本高的问题。本发明专利技术通过采用高效提高原油采收率的方法，包括以下步骤：(1)将驱油剂与水混合得到驱油体系；(2)将驱油体系在驱油温度25～150℃、总矿化度>0毫克/升地层水条件下与含油地层接触，将含油地层中的原油驱替出来；其中的驱油剂，以质量份数计，包括以下组分：1份式(I)所示的阳离子表面活性剂、式(II)所示的阴离子表面活性剂、短碳链醇和盐以摩尔比(0.01～1)：1：(1～30):(1～30)形成的复合表面活性剂，0～20份聚合物，0～30份的碱的技术方案，较好地解决了该问题，可用于油田提高原油采收率生产中。

High efficiency method for improving oil recovery

The invention relates to a method for efficiently improving the oil recovery factor, which mainly solves the problems of low oil displacement efficiency and high oil displacement agent cost in the prior art. The method includes the following steps: (1) mixing the oil displacement agent and water to get the oil displacement system; (2) the oil displacement system is exposed to oil bearing stratum under the oil displacement temperature 25~150 C and the total salinity >0 mg / L formation water, and the oil in the oil-bearing stratum is displaced, and the oil displacement of the oil displacement system is displaced. Agents, including the following components: the following components: 1 copies (I) of cationic surfactants, type (II) anionic surfactants, short carbon chain alcohols and salts in the molar ratio (0.01 to 1):1: (1~30): (1~30) composite surfactants, 0~20 polymers, 0~30 copies of the alkali technology, better The problem can be solved and can be applied to the production of enhanced oil recovery in the oilfield.

【技术实现步骤摘要】
高效提高原油采收率的方法
本专利技术涉及一种高效提高原油采收率的方法。
技术介绍
化学驱是通过水溶液中添加化学剂，改变注入流体的物理化学性质和流变学性质以及与储层岩石的相互作用特征而提高采收率的一种强化措施，在我国得以快速发展，其主要原因是我国储层为陆相沉积非均质性较强，陆相生油原油黏度较高，在EOR方法中更适合于化学驱。耐温抗盐聚合物的使用是提高原油采收率的一个关键因素。早期常用于强化石油开采(EOR)的聚合物驱的工业产品仅有部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)，它依赖于高分子量和聚合物分子链上的离子和强极性侧基的排斥作用达到增黏效果。但是，高分子量聚合物当受到较大的拉伸和剪切应力时，易于发生机械降解而丧失黏度，在低渗透率岩层中注入聚合物时尤为明显。水溶液中的阳离子，尤其是二价离子，会屏蔽聚合物中的离子基团，使聚合物分子链卷曲，流体力学体积减小甚至沉淀，从而使增黏性大大降低。当地层油层温度较高时(＞93℃)，聚丙烯酰胺(PAM)中的酰胺基在高温水溶液中易水解，使聚合物溶液的抗盐性急剧下降。近年来，有关耐温抗盐型聚丙烯酰胺的研究主要通过在聚合物主链上引入大侧基或刚性侧基提高聚合物的热稳定性、引入抑制水解的单体或对盐不敏感的单体进行共聚来提高聚合物的耐水解及抗盐性能，或通过疏水基团的疏水缔合作用来改善聚合物的耐温抗盐性能。表面活性剂作为驱油剂使用的关键是表面活性剂的成本和性能，特别是制备成本直接制约了其在油田提高采收率方面的应用。美国德克萨斯大学申请的专利US8211837，报道了采用简单廉价的线性醇在高温下催化二聚反应得到支链化的长碳醇，与环氧丙烷、环氧乙烷聚合后进行硫酸酯化反应，相对于昂贵的磺酸盐型表面活性剂，低成本合成了大亲水基聚醚硫酸盐表面活性剂，由于大亲水基团的存在，从而使得该硫酸盐表面活性剂在碱性条件下高温稳定性能优良，0.3％的支链醇聚醚硫酸盐(C32-7PO-6EO硫酸盐)与0.3％的内烯烃磺酸盐(C20～24IOS)盐水溶液在85℃与相同量的原油混合，其增溶参数为14。尽管通过支链化可以提高硫酸盐的使用温度，但其在更高温度环境的稳定性能有待进一步研究。不同类型表面活性剂相互复配后往往可以克服单一表面活性剂的缺点，发挥各组分的优点，从而赋予复合表面活性剂更加优越的性能。MiltonJ.Rosen和JoyT.Kunjapp等列举了不同类型表面活性剂的相互作用参数β(《表面活性剂和界面现象》第11章，原著第四版，崔正刚等译，化学工业出版社)，β为负值说明两者具有协同效应，且负值越低，相互作用越强。阴离子表面活性剂和阳离子表面活性剂具有优良的协同效应，但两者接近等比例混合时其水溶液容易形成沉淀，从而导致阴阳离子表面活性剂混合体系在应用中收到限制，如北京大学化学与分子工程学院赵国玺等(见《日用化学工业》1997年第2期，1～3)研究认为阴阳离子表面活性剂混合体系普遍具有浊点现象，显示非离子表面活性剂的特点，阎云等(见《物理化学学报》2002年第9期，830～834)研究了规则溶液理论应用于bola型两亲分子[(Me)3N+(CH2)6OC6H4O(CH2)6N+(Me)3]2Br-与异电性传统表面活性剂十二烷基硫酸钠(SDS)的相互作用，bola分子与SDS混合体系中的协同作用主要是由亲水基之间的静电相互作用产生的，而bola分子结构中疏水部分对相互作用没有显著影响，中国石化胜利油田分公司曹绪龙(见《物理化学学报》2014年第7期，1297～1302)研究了阴阳离子表面活性剂混合体系对原油的乳化及增黏行为，对油水体积比、浓度、温度、pH值、离子强度对乳化增黏的影响进行了系统的研究，得到了具有最佳增黏效果的配方体系,与原油黏度相比，实现了80倍左右的黏度上升。表面活性剂制备方法中，阴-非离子表面活性剂往往是由非离子表面活性剂通过羧甲基化改性而来的，如美国专利US4818440报道了脂肪酰胺聚氧乙烯醚乙酸的制备及应用，其中羧甲基化反应采用的是分批次加入氢氧化钠和氯乙酸钠固体，最终聚醚转化率达到75～80％，合成的粗产品经过酸化提纯得到纯度较高的脂肪酰胺聚氧乙烯醚乙酸，作为主要成分应用于香波等日化产品中。该报道中，聚醚羧酸盐需经过提纯，合成工艺复杂，产生的三废多，制备成本较高，且未涉及在提高原油采收率方面的应用。上述结果表明，低成本制备驱油组合物是提高原油采收率的关键。但由于驱油剂中高含量阳离子表面活性剂价格较高，高纯度的阴离子羧酸盐表面活性剂往往需经过复杂的提纯步骤才能得到，从而大大增加了制备成本。采用烷基醇或烷基胺聚醚与卤代羧酸酯在过量碱金属氢氧化物或碱金属醇盐催化下生成聚醚羧酸酯，无需分离直接进行皂化反应得到聚醚羧酸盐，加入所需量的阳离子水或低碳醇水溶混合，体系中的低碳醇作为助剂可以在油水两相分配，改善油相和水相的性质，有利于油水界面张力的降低和微乳液的形成，生成的无机盐对界面性能有促进作用亦无需去除，可能过量的碱金属氢氧化物还可以中和原油中的酸性物质形成皂进一步提高表面活性剂对原油的增溶能力，提高驱油剂的洗油效率，而驱油剂中的耐温抗盐聚合物可以有效扩大驱油剂的波及体积。本专利技术所述的正是这种高效驱油剂、制备方法及其在强化采油中的应用。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是现有技术中驱油剂成本高、驱油效果差的问题，提供一种新的高效提高原油采收率的方法。该方法将含表面活性剂的水溶液，或者表面活性剂和聚合物的水溶液，或含表面活性剂和聚合物和碱的水溶液作为驱油剂用于驱油过程中，具有制备成本低、增溶原油能力强、界面活性高、驱油效率佳的优点。为了解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案如下：一种低成本提高原油采收率的方法，包括以下步骤：(1)将驱油剂与水混合得到驱油体系；(2)将所述驱油体系在驱油温度25～150℃、总矿化度>0毫克/升地层水条件下与含油地层接触，将所述含油地层中的原油驱替出来；其中，所述的驱油剂，以质量份数计，包括以下组分：1)1份复合表面活性剂；2)0～20份聚合物；3)0～30份碱；所述聚合物和碱的量不同时为0，进一步优选聚合物的量大于0；所述复合表面活性剂为阳离子表面活性剂、阴离子表面活性剂、短碳链醇和盐形成的表面活性剂组合物；所述聚合物为适用于油田采油的聚合物；所述碱为碱金属氢氧化物、碱土金属氢氧化物、碱金属碳酸盐或有机碱中的至少一种；所述驱油体系中，以占所述驱油剂和水总的质量百分数计，含所述复合表面活性剂的浓度为0.001～1.0wt％，含所述聚合物的浓度为0～1.5wt％，含所述碱的浓度为0～1.5wt％。上述技术方案中，所述复合表面活性剂为包括式(I)所示的阳离子表面活性剂、式(II)所示的烃基醇聚醚羧酸盐或烃基胺聚醚羧酸盐阴离子表面活性剂、短碳链醇和盐以摩尔比(0.01～1)：1：(1～30):(1～30)形成的表面活性剂组合物；式(I)中，R1为C4～C32的烷基，R2、R3独立选自(CH2)dOH或(CH2)eCH3中的一种；a＝1、b＝0，R4选自(CH2)dOH、(CH2)eCH3中的一种，d＝2～4中的任一整数，e＝0～5中的任一整数；或a＝1、b＝1，R4选自CH2(CH2)fCH2，f＝0～5中的任一整数；Yk-为负电荷数为k的阴离子；R5X[本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种提高原油采收率的方法，包括以下步骤：(1)将驱油剂与水混合得到驱油体系；(2)将所述驱油体系在驱油温度25～150℃、总矿化度>0毫克/升地层水条件下与含油地层接触，将所述含油地层中的原油驱替出来；其中，所述的驱油剂，以质量份数计，包括以下组分：1)1份复合表面活性剂；2)0～20份聚合物；3)0～30份碱；其中，所述聚合物和碱的量不同时为0；所述复合表面活性剂为阳离子表面活性剂、阴离子表面活性剂、短碳链醇和盐形成的表面活性剂组合物；所述聚合物为适用于油田采油的聚合物；所述碱为碱金属氢氧化物、碱土金属氢氧化物、碱金属碳酸盐或有机碱中的至少一种；所述驱油体系中，以占所述驱油剂和水总的质量百分数计，含所述复合表面活性剂的浓度为0.001～1.0wt％，含所述聚合物的浓度为0～1.5wt％，含所述碱的浓度为0～1.5wt％。

【技术特征摘要】
1.一种提高原油采收率的方法，包括以下步骤：(1)将驱油剂与水混合得到驱油体系；(2)将所述驱油体系在驱油温度25～150℃、总矿化度>0毫克/升地层水条件下与含油地层接触，将所述含油地层中的原油驱替出来；其中，所述的驱油剂，以质量份数计，包括以下组分：1)1份复合表面活性剂；2)0～20份聚合物；3)0～30份碱；其中，所述聚合物和碱的量不同时为0；所述复合表面活性剂为阳离子表面活性剂、阴离子表面活性剂、短碳链醇和盐形成的表面活性剂组合物；所述聚合物为适用于油田采油的聚合物；所述碱为碱金属氢氧化物、碱土金属氢氧化物、碱金属碳酸盐或有机碱中的至少一种；所述驱油体系中，以占所述驱油剂和水总的质量百分数计，含所述复合表面活性剂的浓度为0.001～1.0wt％，含所述聚合物的浓度为0～1.5wt％，含所述碱的浓度为0～1.5wt％。2.根据权利要求1所述的提高原油采收率的方法，其特征在于所述复合表面活性剂为式(I)所示的阳离子表面活性剂、式(II)所示的阴离子表面活性剂、短碳链醇和盐以摩尔比(0.01～1):1:(1～30):(1～30)形成的表面活性剂组合物；式(I)中，R1为C4～C32的烷基，R2、R3独立选自(CH2)dOH或(CH2)eCH3中的一种；a＝1、b＝0，R4选自(CH2)dOH、(CH2)eCH3中的一种，d＝2～4中的任一整数，e＝0～5中的任一整数；或a＝1、b＝1，R4选自CH2(CH2)fCH2，f＝0～5中的任一整数；Yk-为负电荷数为k的阴离子；R5X[(CH2CH2O)m1(CH3CHCH2O)n(CH2CH2O)m2R6COOM]j，式(II)；式(II)中：R5为C8～C30的直链或支链的饱和及不饱和烃基；m1、m2为丙氧基团PO的加合数，m1＝0～50、m2＝0～50；n为乙氧基团EO的加合数，n＝0～100；R6为C1～C5的亚烷基或羟基取代亚烷基，M选自氢、碱金属或者由式NR7(R8)(R9)(R10)所示基团中的至少一种，R7、R8、R9、R10为独立选自H、(CH2)dOH或(CH2)eCH3中的一种，d＝2～4、e＝0～5中的任一整数；X为杂原子，j为羧酸根的个数，j＝1或2；所述短碳链醇为C1～C8直链或支链脂肪醇；所述盐为金属卤化物、金属有机酸盐中的至少一种。3.根据权利要求2所述的提高原油采收率的方法，其特征在于所述X为氧原子，j＝1，此时，所述阴离子表面活性剂为烃基醇聚醚羧酸盐；或者，所述X为氮原子，j＝2，此时，所述阴离子表面活性剂为烃基胺聚醚羧酸盐，结构式如式(III)所示：式(III)中，R11为C8～C30的直链或支链的饱和及不饱和烃基；r1、r2、r3或r4独立选自0～50，但r1和r2、r3和r4不能同时为0；s1和s2独立选自0～100，但s1和s2不能同时为0；R12和R′12独立选自C1～C5的亚烷基或羟基取代亚烷基中的至少一种；Z和Z′独立选自COOM或氢中的任意一种且不同时为氢。4.根据权利要求2所述的提高原油采收率的方法，其特征在于所述R1为C8～C24的烷基，R2、R3为甲基、乙基、羟乙基或苄基中的一种；R5和R11为C12～C24的烷基；d＝2，e＝0～1，f＝0～2；Y-为Cl-、Br-、I-、CH3OSO3-或CH3COO-中的至少一种；m1＝0～10，m2＝0～10，n＝0～20，且m1+m2与n不同时为零...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈之芹，李应成，王红艳，李青华，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司上海石油化工研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11