一种适用于稠油油藏的乳化降黏型驱油组合物

摘要

本发明提供了一种适用于稠油油藏的乳化降黏型驱油组合物。以重量百分比计，该适用于稠油油藏的乳化降黏型驱油组合物成分组成包括：阴离子型聚合物0.1‑0.3％、非离子型表面活性剂0.01‑0.1％、乳化稳定剂0.02‑0.12％、无机盐适量以及水余量。本发明提供的驱油组合物的组成成分成本较低、配制简单，且生物降解性好、安全环保，使用本发明的驱油组合物对稠油的降黏效果和洗油效果好，驱油效率高。

权利要求

1.一种适用于稠油油藏的乳化降黏型驱油组合物，以重量百分比计，其成分组成包括：阴离子型聚合物0.1-0.3%、非离子型表面活性剂0.01-0.1%、乳化稳定剂0.02-0.04%、无机盐适量以及水余量；

所述阴离子型聚合物为聚丙烯酸钠；

所述非离子型表面活性剂选自烷基糖苷、吐温80和吐温85中的一种或几种的组合；

所述乳化稳定剂为聚丙烯酰胺。

2.根据权利要求1所述的适用于稠油油藏的乳化降黏型驱油组合物，其中，所述烷基糖苷为APG0814和/或APG0810。

3.根据权利要求1所述的适用于稠油油藏的乳化降黏型驱油组合物，其中，所述乳化稳定剂是平均分子量为2400万、水解度为20-25%、耐温75℃的阴离子型聚丙烯酰胺。

4.根据权利要求1所述的适用于稠油油藏的乳化降黏型驱油组合物，其中，所述无机盐的组成及含量是由地层水的离子组成及含量以及矿化度值决定的，所述无机盐选自KCl、NaCl、MgCl2、Na2SO4、CaCl2、Na2CO3和NaHCO3中的一种或几种的组合。

5.根据权利要求1所述的适用于稠油油藏的乳化降黏型驱油组合物，其是通过以下步骤制备得到的：（1）将阴离子型聚合物配制成质量浓度为5-10%的水溶液；

（2）将非离子型表面活性剂配制成质量浓度为1-5%的水溶液；

（3）将乳化稳定剂配制成质量浓度为2-4%的水溶液；

（4）将无机盐根据地层水的离子组成及含量以及矿化度值配制成无机盐水溶液；

（5）将步骤（1）、（2）和（3）得到的水溶液混合后，再用步骤（4）得到的无机盐水溶液稀释至阴离子型聚合物、非离子型表面活性剂、乳化稳定剂以及无机盐的含量满足要求，并搅拌均匀，得到所述的适用于稠油油藏的乳化降黏型驱油组合物。

说明书

一种适用于稠油油藏的乳化降黏型驱油组合物

技术领域

[0001] 本发明涉及一种适用于稠油油藏的乳化降黏型驱油组合物，属于石油开采领域中的化学复合驱技术领域。

背景技术

[0002] 稠油国外又叫“重油”，全球约有10万亿吨剩余石油资源中70％以上是重油资源。所以，稠油的开采在未来能源战略中占有非常重要的位置。我国有丰富的稠油资源，探明和控制储量已达16亿吨，是继美国、加拿大和委内瑞拉之后的世界第四大稠油生产国。重点分布在胜利、辽河、河南、新疆等油田。我国陆上稠油资源约占石油总资源量的20％以上，探明与控制储量约为40亿吨，目前在12个盆地发现了70多个稠油田。国内每年稠油产量约占原油产量的10％，但仍有约7.0亿吨的超稠油地质储量未能动用。我国稠油沥青质含量较低、胶质含量较高，黏度高、相对密度较高。分为普通稠油(黏度50-10000mPa·s)、特稠油(10000-50000mPa·s)和超稠油(>50000mPa·s)几种。一般具有含蜡少、含气少、、易凝固、流动性差等特点。沥青质含量一般30-50％、烷烃和芳烃含量一般小于50％。所以，我国主要采用注热水、注蒸汽、电磁加热、火烧油层等热采技术开采稠油，而长期热采使得生产中经常面临三方面的问题：(1)储层原油因轻质组分大量流失原油黏度更大；(2)储集层岩石润湿性变得更显油湿，毛细管阻力增大；(3)油层单井含水率高，水患严重。目前，热采采收率目前为40-50％，还有一半以上储量稠油需要采取更好的办法开采出来。

[0003] 非热采技术包括冷采、化学法和微生物法等，而化学法中主要是乳化降黏方法，即通过化学剂降低原油黏度使之易于流动来提高采收率的方法。化学降黏法较热力开采具有成本低、工艺简单、设备要求不高、效果好的特点，但试剂的用量和经济性、环保性决定了其应用的前景。单是稠油降黏剂商品种类繁多，有由十二烷基苯磺酸钠和烷基酚聚氧乙烯醚混合而成的稠油降黏剂，有耐温降黏剂N-烷基-γ-双季铵盐阳离子表面活性剂，有减阻降黏剂(由羧甲基聚醚、碳酸钠、烷基硫酸钠和PF-C组成)，有抗盐型稠油降黏剂—聚氧乙烯醚羟基丙磺酸盐等。这些降黏剂降黏效果可以在95％以上，但也存在不足，如烷基酚聚氧乙烯醚类物质的降解中间体被认为对人体或对环境不利而被欧美等地区停用。含有碳酸钠的降黏剂中的CO32-易于与地层中Ca2+/Mg2+离子结垢堵塞地层，有的降黏剂虽兼顾耐温抗盐的性能，但洗油、驱油效果不明显。

发明内容

[0004] 为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种适用于稠油油藏的乳化降黏型驱油组合物。该驱油组合物具有洗油、降黏、乳化、驱油等多种功能。

[0005] 为达到上述目的，本发明提供了一种适用于稠油油藏的乳化降黏型驱油组合物，以重量百分比计，其成分组成包括：阴离子型聚合物0.1-0.3％、非离子型表面活性剂0.01-0.1％、乳化稳定剂0.02-0.12％、无机盐适量以及水余量。

[0006] 在上述的适用于稠油油藏的乳化降黏型驱油组合物中，优选地，所述阴离子型聚合物包括分子中含有羧基(-COOH)的阴离子型聚合物。更优选地，所述阴离子型聚合物包括聚丙烯酸钠(PAAS)。尤为优选地，所述阴离子型聚合物包括分子量2000-3000的低分子量聚丙烯酸钠。该阴离子型聚合物在驱油组合物中主要是起到洗油、驱油的作用。

[0007] 在上述的适用于稠油油藏的乳化降黏型驱油组合物中，优选地，所述非离子型表面活性剂包括烷基糖苷(APG)、吐温80(T80)和吐温85(T85)中的一种或几种的组合。更优选地，所述烷基糖苷包括APG0814和/或APG0810。该非离子型表面活性剂在驱油组合物中主要是起到增强乳化、降黏和洗油的作用。

[0008] 在上述的适用于稠油油藏的乳化降黏型驱油组合物中，优选地，所述乳化稳定剂包括聚丙烯酰胺。更优选地，所述乳化稳定剂包括平均分子量为2400万、水解度为20-25％、耐温75℃的阴离子型聚丙烯酰胺。该阴离子型聚丙烯酰胺在80℃以下具有很好的黏度和乳化稳定的作用。尤为优选地，该乳化稳定剂为北京恒聚化工集团有限公司生产的KY-6A。

[0009] 在上述的适用于稠油油藏的乳化降黏型驱油组合物中，优选地，所述无机盐的组成及含量是由地层水的离子组成及含量以及矿化度值决定的，所述无机盐包括KCl、NaCl、MgCl2、Na2SO4、CaCl2、Na2CO3和NaHCO3中的一种或几种的组合。

[0010] 根据本发明的具体实施方式，优选地，上述的适用于稠油油藏的乳化降黏型驱油组合物是通过以下步骤制备得到的：

[0011] (1)将阴离子型聚合物配制成质量浓度为5-10％的水溶液；

[0012] (2)将非离子型表面活性剂配制成质量浓度为1-5％的水溶液；

[0013] (3)将乳化稳定剂配制成质量浓度为2-4％的水溶液；

[0014] (4)将无机盐根据地层水的离子组成及含量以及矿化度值配制成无机盐水溶液(该步骤配制的无机盐水溶液的浓度需考虑到下一步的稀释，使最终得到的驱油组合物中的无机盐浓度与地层水的离子含量一致)；

[0015] (5)将步骤(1)、(2)和(3)得到的水溶液混合后，再用步骤(4)得到的无机盐水溶液稀释至阴离子型聚合物、非离子型表面活性剂、乳化稳定剂以及无机盐的含量满足要求(各物质含量满足要求即是满足上述的阴离子型聚合物0.1-0.3％、非离子型表面活性剂0.01-0.1％、乳化稳定剂0.02-0.12％以及无机盐与地层水相符的要求)，并搅拌均匀，得到所述的适用于稠油油藏的乳化降黏型驱油组合物。

[0016] 在本发明中，该乳化降黏型驱油组合物采用阴离子型聚合物、非离子型表面活性剂、乳化稳定剂等组分，产生协同作用，在应用时能够与稠油油藏的原油作用较快地形成乳状液而增加原油的流动性，并能够通过在水相中的乳化状态携带出来提高采收率。该驱油组合物形成的乳状液稳定性好、驱油效果好，一方面能够剥离残余油，另外，剥离下来能够与油、水体系形成较为稳定的乳化状态，第三，可以通过降粘增加原油流动性、减小了粘滞阻力提高驱油效率，进而提高采收率。

[0017] 本发明提供的适用于稠油油藏的乳化降黏型驱油组合物能够解决普通稠油和特稠油开采现状和技术中存在的问题，使用绿色环保型水处理剂与商业表面活性剂、聚合物进行组合，得到具有洗油、降黏、乳化、驱油等多功能的采油剂。本发明的驱油组合物具有(1)对普通稠油和特稠油的降黏效果好，(2)对中等粒径油砂的洗油效果好，(3)化学驱驱油效率较高，(4)不含碱，对地层无伤害，成分环保易生物降解等优点。综上所述，该适用于稠油油藏的乳化降黏型驱油组合物对环境友好、对地层无伤害、生物降解性好，经济性好、组成成分易于购买、价廉物美、配制方便，乳化性能好、洗油效率高，效果明显，是一种环保型、降黏型采油剂。

具体实施方式

[0018] 为了对本发明的技术特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，现对本发明的技术方案进行以下详细说明，但不能理解为对本发明的可实施范围的限定。

[0019] 实验材料与方法：实验使用辽河和新疆某区块普通稠油和特稠油。辽河地层温度3
80℃，地层水矿化度为2575.85mg/L，原油密度为0.9235g/cm ，原油黏度4652mPa·s。新疆地层温度为50℃，新疆1#区块地层水矿化度为4648mg/L，新疆2#区块的地层水矿化度为
10895mg/L，原油黏度分别为34268mPa·s和2339mPa·s，原油密度为0.9341g/cm3和
0.9212g/cm3。三种地层水的离子组成及含量与矿化度值(单位均为mg/L)如表1所示。

[0020] 表1

[0021]离子组成 K+ Na+ Ca2+ Mg2+ Cl- SO42- CO32- HCO3- 总矿化度
辽河 15.2 798.9 19.0 9.95 224.4 12.2 0 1496.2 2575.85
新疆1# 44.8 1587.8 135.0 119.2 1171.5 258.5 332.8 998.7 4648.3
新疆2# 1293.1 3896.4 231.6 165.8 3621.7 376.2 284.7 1025.5 10895.0[0022] 洗油效率：采用对应区块的脱水脱气原油与中等粒径(80-100目)石英砂配制而成的油砂，砂油质量比为7:1，在地层温度下老化7天以上待用。洗油过程采用在地层温度下气浴震荡器中先震荡2小时，再恒温箱中保温5小时，测定析出油的量，计算洗油效率(具体步骤参见“二元复合驱用表面活性剂技术规范”Q/SY1583-2013企业标准中相关规定)。

[0023] 乳化稳定性和洗油效率指标：按照企业标准“二元驱用表面活性剂技术规范”(Q/SY1583-2013)中的相关条款中规定内容进行。

[0024] 界面张力：采用美国Texas-500型旋滴界面张力仪，在地层温度下测定。

[0025] 黏度：采用美国LVDV-ⅢU型Brookfield黏度仪，在地层温度下或特定的温度下测定。

[0026] 实施例1

[0027] 采取不同类型的工业活性剂及模拟地层水对辽河某区块原油(原油密度＝d＝0.9137g/cm3)配制油砂(80-100目)的洗油效果。洗油过程：称取一定量油砂放入洗油瓶中、分别注入配制好的各种剂(采用相应的模拟地层水配制)后放入气浴震荡器中保温震荡2小时(震荡速度＝150-160r/min)，然后取出放入恒温箱中保温5小时(55℃)记录结果，计算洗油效率(洗油效率＝析出油的质量/原始油砂含有油的质量×100％)，实验结果如表2所示。

[0028] 表2

[0029]

[0030]

[0031] 从实验结果看出辽河该油区的模拟地层水对该区块的模拟油砂基本没有洗油能力，阳离子表活剂十二烷基三甲基氯甲铵也没有洗油效果。其它的阴-非离子、非离子商业表活剂和聚合物、以及油田工业用驱油剂都有大小不同的洗油效果，但最好的是两种非离子表活剂。

[0032] 实施例2

[0033] 采用80-100目辽河某区块模拟油砂，在80℃下老化20天，乳化实验用原油80℃时黏度为4652mPa·s。分别注入配制好的各种复合剂(PAAS与另一种添加剂，采用相应的模拟地层水配制)，在气浴震荡器中震荡2小时后再保温5小时，进行洗油效率测试实验，结果如表3所示(表3中各种剂的浓度％均指质量浓度，在本文中，如无特别说明，浓度％均指质量浓度)。

[0034] 表3

[0035]

[0036] 复合剂的体系黏度都不高，乳化稳定性较好，洗油效率最好的是PAAS与APG的组合，与T80的组合洗油效率也较高。与辽河某区块油水生成乳液呈棕褐色状，乳化稳定性在20％以上者有3种，使原油降黏率都在98％以上，降黏效果较好。

[0037] 实施例3

[0038] 采用80-100目辽河某区块模拟油砂，在55℃下老化20天，分别注入配制好的各种复合剂(PAAS与质量浓度不同的APG0814，采用相应的模拟地层水配制)，在气浴震荡器中震荡2小时后再保温5小时，进行洗油效率测试实验，结果如表4所示。

[0039] 表4

[0040]

[0041] PAAS含量为0.2％，APG0814含量从0.02％-0.10％，这四组实验结果显示洗油效率都超过60％，是非常好的效果。其中最好的是两者质量比为5:1的组合。

[0042] 实施例4

[0043] 采用80-100目辽河某区块模拟油砂，在80℃下老化20天，分别注入配制好的各种复合剂(采用相应的模拟地层水配制)，在气浴震荡器中震荡(震荡速度＝148-152r/min)2小时后再保温5小时，进行洗油效率测试实验，结果如表5所示。

[0044] 表5

[0045]

[0046] 当吐温80质量含量为0.05％，PAAS含量为0.2％以上时洗油效果也达到了50％以上。而当KY-6A含量一定，PAAS含量增加时洗油效果更好。这说明，PAAS与吐温80和聚丙烯酰胺都有较好的协同性，也需合适的质量比。并且，PAAS与聚合物体系的界面张力有的达到10-3mN/m超低的水平，有3组剂为10-2mN/m。因此这种驱油剂体系的界面张力不一定超低，但乳化性能较好，为乳化型采油剂。

[0047] 实施例5

[0048] 洗油实验采用80-100目新疆模拟油砂(老化25天)，分别注入配制好的各种复合剂(采用相应的模拟地层水配制)，在气浴震荡器中以158-160r/min的速度震荡2小时，再在50℃下保温5小时，进行洗油效率测试实验，结果如表6所示。乳化液中油水质量比为1:7，原油黏度为34268mPa·s，原油密度为0.9341g/cm3。

[0049] 表6

[0050]

[0051] 可见，混合剂对新疆某区块的油砂的洗油效果好、乳化稳定性多在中等以上(30％)，降黏率都在99％以上。

[0052] 实施例6

[0053] 物理模拟实验采用新疆油水(原油黏度为34268mPa·s，原油密度为0.9341g/cm3)。驱油组合物采用模拟地层水的无机盐水溶液(具体离子组成与含量如表1所示)配制，配制得到的驱油组合物(水溶液)的矿化度为4648mg/L。岩心选用美国进口贝雷岩心，实验温度50℃，驱油实验采用常规实验流程。驱替过程采用3个段塞：水驱至含水98％后注入0.2PV的质量浓度0.1％的KY-6A水溶液(模拟地层水配制)，然后注入0.3PV的驱油组合物，最后进行后水驱至含水98％以上结束，实验结果如表7所示。

[0054] 表7

[0055]

[0056]

[0057] 三组岩心驱替实验结果证实，本实施例提供的驱油组合物的乳化性能好，化学驱驱油效率平均为24.99％，均在20％以上，与工业强碱三元复合驱用驱油剂的效果相当。