一种用于低渗透油藏的乳化驱油剂及其应用
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种用于低渗透油藏的乳化驱油剂及其应用，属于石油开发领域。
【背景技术】
[0002] -般认为气侧渗透率小于IOOmDa的油藏为低渗透油藏，其在我国的油田开发中 有重要地位。对低渗透油藏储层开发原油采收率有重要影响的参数有：储层岩石的润湿性 (亲水、亲油、弱亲水、强亲水等）和带电性能、原油的物性(粘度、密度、组成等)、油/水之间 的界面张力、注入水的粘度、界面张力、毛细管力等。
[0003] 聚合物、表面活性剂和碱三兀复合驱油技术，以及聚合物和表面活性剂二兀复合 驱技术是当前化学驱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体系的 粘度，改善油/水流度比，进而提高宏观波及系数，这有利于提高原油的采收率。此外，聚合 物溶液的粘弹性改变了聚合物溶液在孔道中的受力状态，增加了孔道内凸起部位流体的流 速，对油膜的作用力增强，可增加携带能力，有利于提高驱油效率。另一方面，表面活性剂能 在油/水界面上吸附，降低油/水之间的界面张力，这样也有利于提高原油的采收率。
[0004] 但是当前使用的超高分子量的聚合物会造成在低渗透储层孔道的堵塞，具有大面 积破坏原油储层的隐患。此外，所用的驱油剂体系一般都是多元复配体系来降低原油水界 面张力，由于低渗透油藏储层特殊的地址条件对多元复配驱油剂体系存在强烈的色谱分离 效应。具备超低界面张力的驱油体系对提高低渗透储层原油采收率有重要的意义和价值。
[0005] 表面活性剂部分乳化原油体系不仅能降低原油/水界面张力，而且能提高驱油体 系的粘度。因此，表面活性剂乳液体系从某种意义上同时兼备了聚合物与表面活性剂复合 驱油剂两方面的技术特点。到目前为止，尚无表面活性剂乳液体系驱替低渗透油藏储层的 相关报道。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的之一是提供一种用于低渗透油藏的乳化驱油剂。
[0007] 本发明的又一目的是提供所述乳化驱油剂的应用。
[0008] 本发明提供的一种用于低渗透油藏的乳化驱油剂，包括分子式为CH3(CH2) W(C2H4O)niCH(COOH)CH2SO3Na的表面活性剂，其中n= 5~17,m= 4~10。所述表面活性 剂为烷基聚氧乙烯基磺酸盐羧酸盐。
[0009] 所述表面活性剂的制备方法包括：将烷基聚氧乙烯醇醚与马来酸酐混合反应得到 烷基聚氧乙烯醚二酸，然后使所述烷基聚氧乙烯醚二酸与亚硫酸钠反应，得到目标产物。其 合成路线如下：
[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] 在本发明的一个实施例中，所述表面活性剂的制备方法包括：在水和异丙醇的混 合溶剂中，将烷基聚氧乙烯醇醚与马来酸酐混合，回流反应得到烷基聚氧乙烯醚二酸，将所 述烷基聚氧乙烯醚二酸从溶剂中分离，在水中分散溶解并加入亚硫酸钠，回流反应得到目 标产物。
[0014] 上述方法中，优选所述烷基聚氧乙烯醇醚与马来酸酐的摩尔比为1:1-1. 5,所述烷 基聚氧乙烯醚二酸与亚硫酸钠的摩尔比为1:1-1. 5,烷基聚氧乙烯醇醚与马来酸酐的反应 条件为在70-KKTC下回流反应20-30小时，烷基聚氧乙烯醚二酸与亚硫酸钠的反应条件为 在60-80°C下回流反应4-6小时。
[0015] 在本发明的一个优选实施例中，所述表面活性剂的制备方法的具体步骤为：在水 和异丙醇的混合溶剂中，将烷基聚氧乙烯醇醚和马来酸酐以1:1. 1的摩尔比混合，在80°c 下回流反应24小时，得到烷基聚氧乙烯醚二酸，将所述烷基聚氧乙烯醚二酸从溶剂中分 离，在水中分散溶解并加入亚硫酸钠，所述烷基聚氧乙烯醚二酸与亚硫酸钠的摩尔比为 1:1，在60°C下回流反应5小时，得到目标产物。
[0016] 将所述表面活性剂溶于水，即得到本发明的乳化驱油剂。优选所述表面活性剂在 乳化驱油剂中的质量浓度为0. 1~0. 5%，更优选为0. 2~0. 3%。
[0017] 乳化对驱油最主要的作用是乳化携带及乳化液调剖，通过表活剂溶液降低界面张 力，使被剥蚀下来的油形成易流动的0/W乳状液，通过乳状液对高渗透层位产生一定的封 堵，使中、低渗透层位启动，从而进一步扩大驱油体系的波及效率。化学驱中的油水乳化条 件研究首先需要考虑驱替过程中体系的乳化情况，油水乳化时需要克服分散体系熵值的增 加，因此低的界面张力是一个必要的热力学条件。实验表明当表面活性剂浓度高于0. 1% 时，油水间可获得较低的界面张力，达到10 2mN/m数量级，接近并部分达到KT3的超低界面 张力。满足了油水乳化的热力学条件。
[0018] 在本发明的一个实施例中，优选所述乳化驱油剂还包括少量(质量浓度〈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，两者都是乳化剂，与前述表面活性剂协同作用，可以增强乳化效果。
[0019] 本发明还提供了所述乳化驱油剂的应用，当乳化驱油剂中表面活性剂浓度为 0. 2~0. 3%时，可提高采收率20%以上。当浓度为0. 2%时，优选其注入速率为0. 1~0. 3mL/ min。此时可提高采收率15%以上，同时注入压力升高不明显，对注入性能的影响不大。
[0020] 常规的驱油剂都是多元复配而成，本发明的驱油剂只含有一种表面活性剂，就能 得到比较好的驱油效果。原因是在单一的表面活性剂中结合了更多的活性基团，使其具有 复配表面活性剂的特性。且所述表面活性剂的结构稳定，有利于在油水界面形成更稳定的 界面薄膜，增强了对原油的乳化的效果，提高了原油的采收率。
[0021] 有益效果：对于低渗透目标油藏，使用本发明提供的乳化驱油剂可以大幅度提高 原油的采收率，在室内实验中提高原油的采收率达20%以上。
【附图说明】
[0022] 图1为实施例2的注入压力变化曲线；
[0023] 图2为表面活性剂浓度与增加的注入压力关系曲线，以及表面活性剂浓度与提高 采收率之间的关系曲线；
[0024] 图3为表面活性剂浓度注入速度与增加的注入压力关系曲线，以及驱油剂注入速 度与提高采收率之间的关系曲线。
【具体实施方式】
[0025] 下面给出的实施例是为了说明本发明，而不是对本发明进行限制。
[0026] 实施例1~6
[0027] 实施例中的表面活性剂通过如下方法制备得到：在水和异丙醇(水和异丙醇体 积比为1:1)的混