CN111961457B - 一种用于稠油油藏的驱油复合剂及其制备方法和应用 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种用于稠油油藏的驱油复合剂及其制备方法和应用，属于油田化学品技术领域。该用于稠油油藏的驱油复合剂，其包括下述重量份的组分：1～12份烷基苯磺酸盐、1～20份烷基磺酸盐、1～32份烯烃磺酸盐、1～40份烷醇酰胺聚氧乙烯醚类化合物和2～40份低分子醇；其中，所述低分子醇选自C₃‑C₁₀的烃基醇，所述烷醇酰胺聚氧乙烯醚类化合物选自具有式Ⅰ所示结构式的化合物中的至少一种：式Ⅰ中，m、n选自0～15，但不能同时为0，当m、n均不为0时，m＝n；R1选自C₈～C₂₂的烷基中的一种；R₂选自氢或酯基。该驱油复合剂可以用于稠油油藏的三次采油增产体系中，可以显著降低原油粘度，降低水油流度比，使原油富集，从而降低开采难度，大幅度提高原油采收率。

Description

一种用于稠油油藏的驱油复合剂及其制备方法和应用

技术领域

本申请涉及一种用于稠油油藏的驱油复合剂及其制备方法和应用，属于油田化学品技术领域。

背景技术

稠油在世界油气资源中占有较大的比例。据统计，世界稠油、超稠油和天然沥青的储量超过1000亿吨，稠油资源丰富的国家有加拿大、委内瑞拉、美国、苏联、中国、印度尼西亚等。中国重油沥青资源分布广泛，已在12个盆地发现了70多个重质油田，预计中国重油沥青资源量可达200亿吨以上。在中国能源紧缺的今天，稠油资源无疑是不可忽视的重要能源之一。

中国大部分稠油油藏属于低品位石油资源，原油物性差，开发、采油、地面集输与处理难度都比较大。稠油开采多采用蒸汽吞吐和蒸汽驱的方式，但制备蒸汽过程产生大量的温室气体，随着国家环保政策的收紧，燃煤和燃油锅炉的适用受到限制，由热采开发转为冷采开发成为近几年发展的方向，稠油冷采开发的关键是驱油复合剂。

发明内容

为了解决上述问题，提供了一种用于稠油油藏的驱油复合剂及其制备方法和应用，该驱油复合剂可以用于稠油油藏的三次采油中，可以显著降低原油的粘度，使原油容易流动富集，降低水油流度比，从而降低开采难度，大幅度提高原油采收率。

根据本申请的一个方面，提供了一种用于稠油油藏的驱油复合剂，其包括下述重量份的组分：1～12份烷基苯磺酸盐、1～20份烷基磺酸盐、1～32份烯烃磺酸盐、1～40份烷醇酰胺聚氧乙烯醚类化合物和2～40份低分子醇；

其中，所述低分子醇选自C₃-C₁₀的烃基醇，所述烷醇酰胺聚氧乙烯醚类化合物选自具有Ⅰ所示结构式的化合物中的至少一种：

式Ⅰ中，m、n选自0～15，但不能同时为0，当m、n均不为0时，m＝n； R1选自C₈～C₂₂的烷基中的一种；R₂选自氢或酯基。

优选地，式Ⅰ中，m、n选自0～10，但不能同时为0，当m、n均不为0 时，m＝n；R₁选自C₁₆～C₂₀的烷基中的一种；R₂选自氢或酯基。更优选地，式Ⅰ中，m、n独立的选自1～5，且m＝n；R₁选自C₁₂～C₁₈的烷基中的一种；R₂选自酯基。可选地，其包括下述重量百分含量的组分：1wt％～12wt％的烷基苯磺酸盐、1wt％～20wt％的烷基磺酸盐、1wt％～32wt％的烯烃磺酸盐、1wt％～40wt％的烷醇酰胺聚氧乙烯醚类化合物、2wt％～40wt％的低分子醇和余量为水。

优选地，包括下述重量百分含量的组分：4wt％～7wt％的烷基苯磺酸盐、 5wt％～15wt％的烷基磺酸盐、25wt％～29wt％的烯烃磺酸盐、20wt％～30wt％的烷醇酰胺聚氧乙烯醚类化合物、6wt％～10wt％的低分子醇和余量为水。该组成的复合驱油剂取得更好的明显的降水增油效果，驱油效率高、油藏适应性强，从而降低开采难度，大幅度提高原油采收率，有更良好的推广前景。

更优选地，包括下述重量百分含量的组分：5wt％的烷基苯磺酸盐、10wt％的烷基磺酸盐、27wt％的烯烃磺酸盐、25wt％的烷醇酰胺聚氧乙烯醚类化合物、 8wt％的低分子醇和25wt％的水。该组成的复合驱油剂取得最优的明显的降水增油效果，驱油效率高、油藏适应性强，从而降低开采难度，大幅度提高原油采收率，有更良好的推广前景。

可选地，所述驱油复合剂中的固含量为30wt％～60wt％，pH＝6～10，溶解度不低于10g/100g水。优选地，所述驱油复合剂中的固含量为40wt％～50wt％， pH＝8～10，溶解度不低于10g/100g水。

可选地，所述烷基苯磺酸盐中的烷基选自C₈-C₂₄烷基中的一种，所述烷基磺酸盐中的烷基为C₈-C₂₄烷基，所述烯烃磺酸盐中的烯烃选自C₁₀-C₂₂烯烃基中的一种，所述R₁选自C₁₂-C₂₀烷基中的一种。

优选地，所述烷基苯磺酸盐中的烷基选自C₁₀-C₂₂烷基中的一种，所述烷基磺酸盐中的烷基为C₁₀-C₂₂烷基，所述烯烃磺酸盐中的烯烃选自C₁₂-C₁₆烯烃基中的一种，所述低分子醇选自C₃-C₈的烃基醇。

更优选地，所述烷基苯磺酸盐中的烷基为C₁₂-C₁₈烷基，所述烷基磺酸盐中的烷基为C₁₂-C₁₈烷基，所述烯烃磺酸盐中的烯烃为C₁₂-C₁₆烯烃基，所述R₁选自C₁₂-C₁₈烷基中的一种，所述低分子醇为丙醇。

可选地，所述烷基苯磺酸盐中的烷基、所述烷基磺酸盐中的烷基和R₁独立的选自包含直链、支链和和环状结构的烷基中的至少一种；和/或

所述烷基苯磺酸盐中的烷基、所述烷基磺酸盐中的烷基和R₁独立的选自被一个或多个取代基取代，所述取代基为卤素、烷基或烷氧基。

可选地，所述烷基苯磺酸盐由芳烃在氯代烷环境中与SO₃或氯磺酸磺化，再与碱中和制得；

所述烷基磺酸盐由烷烃在氯代烷环境中与SO₃或氯磺酸磺化，再与碱中和制得；

所述烯烃磺酸盐由烯烃在氯代烷环境中与SO₃或氯磺酸磺化，再与碱中和制得；和/或

所述烷醇酰胺聚氧乙烯醚类化合物由烷醇酰胺与环氧化物聚合制得，或进一步阴离子化制得。

可选地，所述低分子醇为丙醇或辛醇；

所述烷基苯磺酸盐、烷基磺酸盐和烯烃磺酸盐独立的选自钠盐、钾盐或铵盐；和/或

所述R₂为酯基，所述酯基包括羧酸酯基、硫酸酯基和磷酸酯基。所述醇酰胺聚氧乙烯醚类化合物可以为醇酰胺聚氧乙烯醚酯化合物，在碱性条件下所述醇酰胺聚氧乙烯醚酯化合物为醇酰胺聚氧乙烯醚酯盐，所述盐可以为碱金属盐，优选为钠盐、钾盐和铵盐，更优选为钠盐。在碱性条件下，所述酯基为硫酸酯结构式如式Ⅱ，磷酸酯的结构式如式Ⅲ，

根据本申请的另一方面，提供了一种所述的稠油油藏的驱油复合剂的制备方法，其包括以下步骤：

将所述烷基苯磺酸盐、烷基磺酸盐、烯烃磺酸盐以及低分子醇加入水中搅拌不低于20min，再加入烷醇酰胺聚氧乙烯醚类化合物，混合均匀。

根据本申请的又一方面，提供了一种稠油油藏的驱油复合剂在三次采油中的应用，所述的驱油复合制剂选自上述任一项所述的稠油油藏的驱油复合剂，和上述方法制备的驱油复合剂中的一种。

优选地，所述稠油油藏中的原油的相对密度为0.9200～0.9900mg/L，50℃粘度为100～100000mPa.s。

更优选地，所述稠油油藏中的原油的相对密度为0.9300～0.9800mg/L，50℃粘度为1000～50000mPa.s。

可选地，所述稠油油藏的地层水矿化度不低于2000mg/L。优选地，所述稠油油藏的地层水矿化度为3000～30000mg/L。

本申请的有益效果包括但不限于：

1、根据本申请的用于稠油油藏的驱油复合剂，以开采区油藏条件为基础，依据室内试验、数值模拟的结果，本申请的驱油复合剂可以降低油水界面张力，可以降低原油的粘度，取得明显的降水增油效果，驱油效率高、油藏适应性强，从而降低开采难度，大幅度提高原油采收率，有良好的推广前景。

2、根据本申请的用于稠油油藏的驱油复合剂，驱油复合剂可以降低原油的粘度，尤其可以降低稠油原油的粘度，可以提高难以开采的稠油油藏的采油率，驱油复合剂的稳定性高，耐盐性好，用量少。

3、根据本申请的用于稠油油藏的驱油复合剂，可以作为稠油油藏的驱油复合剂，还可适用于稀油油藏，适用范围广。

4、根据本申请的驱油复合剂的制备方法，该制备方法工艺简单，利于操作，生产成本低。

5、根据本申请的稠油油藏的驱油复合剂在三次采油中的应用，驱油复合剂可以降低油水界面张力，可以降低原油的粘度，取得明显的降水增油效果，驱油效率高、油藏适应性强，从而降低开采难度，大幅度提高原油采收率，有良好的推广前景。

具体实施方式

下面结合实施例详述本申请，但本申请并不局限于这些实施例。

如无特别说明，本申请的实施例中的原料和催化剂均通过商业途径购买。

实施例1原料的制备

烷基苯磺酸钠、烷基磺酸钠、烯烃磺酸钠均可通过商业途径购得。

以R1为C18，m＝3，n＝3，R2为硫酸酯钠盐为例说明烷醇酰胺聚氧乙烯醚硫酸酯钠盐化合物的制备方法，制备方法包括下述步骤：

1)抽加C₁₈脂肪酸二乙醇酰胺至聚合釜中，开搅拌升温至70-80℃，加入氢氧化钾，抽真空脱水至少1.5小时至水分脱尽。升温，通入环氧乙烷，保持反应温度125±5℃，反应压力≤0.3MPa。结束后，老化吸收1.5小时，真空 10min。

2)在上述产物中投加混配好的氨基磺酸和尿素溶液(催化剂)，搅拌均匀，加热至95℃，保温搅拌1小时，加入NaOH中和，得到产物1#，产率为87％。

反应路线方程式为：

实施例2驱油复合剂1#

驱油复合剂1#包括下述重量百分含量的组分：C₁₂烷基苯磺酸钠5wt％、 C₁₂烷基磺酸钠10wt％、C₁₂烯烃磺酸钠27wt％、C₁₂烷醇酰胺聚氧乙烯醚25wt％、丙醇8wt％和水25wt％。

C₁₂烷醇酰胺聚氧乙烯醚硫酸酯钠盐的R₁为C₁₂，m＝3，n＝3，R2为硫酸酯钠盐，结构简式为：

驱油复合剂1#的制备方法包括下述步骤：

按比例加水于反应器中，再加入C₁₂烷基苯磺酸钠、C₁₂烷基磺酸钠、C₁₂烯烃磺酸钠及丙醇，搅拌25min，再将C₁₂烷醇酰胺聚氧乙烯醚硫酸酯钠盐加入到反应器中，搅拌均匀，产品为黄色均匀液体，水溶性良好，溶解度不低于 10g/100g水，pH＝8-10。

实施例3驱油复合剂2#

驱油复合剂2#包括下述重量百分含量的组成：C₁₂烷基苯磺酸钠5wt％、 C₁₂烷基磺酸钠10wt％、C₁₆烯烃磺酸钠20wt％、C₁₈烷醇酰胺聚氧乙烯醚硫酸酯钠盐35wt％、丙醇7wt％和水23wt％。

C₁₈烷醇酰胺聚氧乙烯醚硫酸酯钠盐的R₁为C₁₈，m＝5，n＝5，R₂为硫酸酯钠盐，结构简式为：

驱油复合剂2#的制备方法包括下述步骤：

按比例加水于反应器中，再加入C₁₂烷基苯磺酸钠，C₁₂烷基磺酸钠，C₁₆烯烃磺酸钠及丙醇，搅拌25min，再将C₁₈烷醇酰胺聚氧乙烯醚硫酸酯钠盐加入到反应器中，搅拌均匀，产品为黄色均匀液体，水溶性良好，溶解度不低于 10g/100g水，pH＝8-10。

实施例4驱油复合剂3#

驱油复合剂3#包括下述重量百分含量的组成：C₁₈烷基苯磺酸钠12wt％， C₁₈烷基磺酸钠20wt％，C₁₄烯烃磺酸钠15wt％，C₁₂烷醇酰胺聚氧乙烯醚硫酸酯钠盐22wt％，丙醇4wt％和水27wt％。

C₁₂烷醇酰胺聚氧乙烯醚硫酸酯钠盐的R₁为C₁₂，m＝5，n＝5，R₂为硫酸酯钠盐，分子式为：

上述驱油复合剂3#的制备方法包括下述步骤：

按比例加水于反应器中，再加入C₁₈烷基苯磺酸钠，C₁₈烷基磺酸钠，C₁₄烯烃磺酸钠及丙醇，搅拌25min，再将C₁₂烷醇酰胺聚氧乙烯醚硫酸酯钠盐加入到反应器中，搅拌均匀，产品为黄色均匀液体，水溶性良好，溶解度不低于 10g/100g水，pH＝8-10。

实施例5驱油复合剂4#～7#、D1#～D3#

按照实施例2的制备方法，提供不同种类和含量组成的驱油复合剂 1#～12#、D1#～D4#，具体见表1，其中表格中的C_n是指组成中的烷基或烯烃基的碳原子数。

表1

实施例6

测试方法：

界面张力测试方法：用地层水将驱油复合剂配制成0.5％的溶液，在60℃ (模拟地表温度)下，用Texas500C型界面张力计测量溶液与原油之间的界面张力，根据仪器说明书提供的公式计算界面张力值。

降粘率测试方法：用地层水将驱油复合剂配制成0.5％的溶液，在60℃(模拟地表温度)下，按照原油和驱油复合剂溶液的体积比为1:1，将实施例2-5 制备的驱油复合剂1#-12#、D1#-D4#分别加入到原油中，60℃下搅拌1.5小时后，用旋转粘度计测量混合体系的粘度。

提高采收率测试方法：选取渗透率500±50×10^-3μm²的岩心，经钻切洗油后测定空气渗透率，饱和地层水，测定孔隙体积和孔隙度。饱和油，水驱至含水90％，注入0.3PV0.5％的驱油复合剂溶液(实施例2-5制备的驱油复合剂 1#-12#、D1#-D4#)，转水驱至含水99％，计算提高采收率值。

对多种不同密度、粘度和矿化度的稠油原油进行了界面张力、降粘率和采收率的测试，下述表中以测试原油的相对密度为0.9785mg/L，50℃粘度为 54230mPa.s和矿化度为15134mg/L为例进行说明。

驱油复合剂1#-12#、D1#-D4#为例进行说明实施例中的驱油复合剂对于稠油油藏的采油效果，结果如表2所示。

表2

由表2可以看出，加入实施例制得的驱油复合剂1#-12#后，界面张力大幅度降低，粘度大幅度降低，提高采收率效果显著。

表2中数据可分为三组：1#-8#为第一组，m、n均不为0，且m+n较小时效果好；9#-12#号为第二组，m＝0，n变化取值，效果比第一组差；D1#-D4# 为第三组，R₂＝H，m、n比较大，效果最差。对于特定的原油、温度和含盐量条件，最优值为驱油复合剂1#：C₁₂烷基苯磺酸钠5wt％、C₁₂烷基磺酸钠10wt％、 C₁₂烯烃磺酸钠27wt％、C₁₂烷醇酰胺聚氧乙烯醚硫酸酯钠盐25wt％ (m＝3,n＝3,R₂＝硫酸酯钠盐)、丙醇8wt％和水25wt％。

实施例中的驱油复合剂是以开采区油藏条件为基础，依据室内试验、数值模拟的结果，本申请的驱油复合剂的组成的协同效果可以降低油水界面张力，可以降低原油的粘度，取得明显的降水增油效果，驱油效率高、油藏适应性强，从而降低开采难度，大幅度提高原油采收率，有良好的推广前景。

以上所述，仅为本申请的实施例而已，本申请的保护范围并不受这些具体实施例的限制，而是由本申请的权利要求书来确定。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的技术思想和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (15)

1.一种用于稠油油藏的驱油复合剂，其特征在于，其包括下述重量份的组分：1~12份烷基苯磺酸盐、1~20份烷基磺酸盐、1~32份烯烃磺酸盐、1~40份烷醇酰胺聚氧乙烯醚类化合物和2~40份低分子醇；

其中，所述低分子醇选自C3-C10的烃基醇，所述烷醇酰胺聚氧乙烯醚类化合物选自具有Ⅰ所示结构式的化合物中的至少一种：

式Ⅰ

式Ⅰ中，m、n选自1~15，m=n；R1选自C8~C22的烷基中的一种；R2选自氢或酯基。

2.根据权利要求1所述的驱油复合剂，其特征在于，其包括下述重量百分含量的组分：1wt％~12wt％的烷基苯磺酸盐、1wt％~20wt％的烷基磺酸盐、1wt％~32wt％的烯烃磺酸盐、1wt％~40wt％的烷醇酰胺聚氧乙烯醚类化合物、2wt％~40wt％的低分子醇和余量为水。

3.根据权利要求1所述的驱油复合剂，其特征在于，所述驱油复合剂包括下述重量百分含量的组分：4wt％~7wt％的烷基苯磺酸盐、5wt％~15wt％的烷基磺酸盐、25wt％~29wt％的烯烃磺酸盐、20wt％~30wt％的烷醇酰胺聚氧乙烯醚类化合物、6wt％~10wt％的低分子醇和余量为水。

4.根据权利要求1所述的驱油复合剂，其特征在于，所述驱油复合剂包括下述重量百分含量的组分：5wt％的烷基苯磺酸盐、10wt％的烷基磺酸盐、27wt％的烯烃磺酸盐、25wt％的烷醇酰胺聚氧乙烯醚类化合物、8wt％的低分子醇和25wt％的水。

5.根据权利要求2所述的驱油复合剂，其特征在于，所述驱油复合剂中的固含量为30wt％~60wt％，pH=6~10，溶解度不低于10g/100g水。

6.根据权利要求1~5中任一项所述的驱油复合剂，其特征在于，所述烷基苯磺酸盐中的烷基选自C8-C24烷基中的一种，所述烷基磺酸盐中的烷基为C8-C24烷基，所述烯烃磺酸盐中的烯烃选自C10-C22烯烃基中的一种，所述R1选自C12~C20的烷基中的一种。

7.根据权利要求1~5中任一项所述的驱油复合剂，其特征在于，所述烷基苯磺酸盐中的烷基选自C10-C22烷基中的一种，所述烷基磺酸盐中的烷基为C10-C22烷基，所述烯烃磺酸盐中的烯烃选自C12-C16烯烃基中的一种，所述低分子醇选自C3-C8的烃基醇。

8.根据权利要求1~5中任一项所述的驱油复合剂，其特征在于，所述烷基苯磺酸盐中的烷基为C12-C18烷基，所述烷基磺酸盐中的烷基为C12-C18烷基，所述烯烃磺酸盐中的烯烃为C12-C16烯烃基，所述低分子醇为丙醇。

9.根据权利要求6所述的驱油复合剂，其特征在于，所述烷基苯磺酸盐中的烷基、所述烷基磺酸盐中的烷基和R1独立的选自包含直链、支链和环状结构的烷基中的至少一种；和/或

所述烷基苯磺酸盐中的烷基、所述烷基磺酸盐中的烷基和R1独立的选自被一个或多个取代基取代，所述取代基为卤素、烷基或烷氧基。

10.根据权利要求1所述的驱油复合剂，其特征在于，所述烷基苯磺酸盐由芳烃在氯代烷环境中与SO3或氯磺酸磺化，再与碱中和制得；

所述烷基磺酸盐由烷烃在氯代烷环境中与SO3或氯磺酸磺化，再与碱中和制得；

所述烯烃磺酸盐由烯烃在氯代烷环境中与SO3或氯磺酸磺化，再与碱中和制得；和/或

所述烷醇酰胺聚氧乙烯醚类化合物由烷醇酰胺与环氧化物聚合，或进一步阴离子化制得。

11.根据权利要求1所述的驱油复合剂，其特征在于，所述低分子醇为丙醇或辛醇；

所述烷基苯磺酸盐、烷基磺酸盐和烯烃磺酸盐独立的选自钠盐、钾盐或铵盐；和/或

所述R2为酯基，所述酯基为硫酸酯或磷酸酯。

12.一种如权利要求1-11中任一项所述的稠油油藏的驱油复合剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：

将所述烷基苯磺酸盐、烷基磺酸盐、烯烃磺酸盐以及低分子醇加入水中搅拌不低于20min，再加入烷醇酰胺聚氧乙烯醚类化合物，混合均匀。

13.一种稠油油藏的驱油复合剂在三次采油中的应用，其特征在于，所述的驱油复合制剂选自如权利要求1-10中任一项所述的稠油油藏的驱油复合剂，和权利要求12所述的制备方法制备得到的驱油复合剂中的一种。

14.根据权利要求13所述的应用，其特征在于，所述稠油油藏中的原油的相对密度为0.9200~0.9900mg/L，50℃粘度为100~100000mPa.s。

15.根据权利要求13所述的应用，其特征在于，所述稠油油藏的地层水矿化度不低于2000mg/L。