一种有机复合碱三元复合驱油剂及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种有机复合碱三元复合驱油剂及其制备方法，属于石油工业化学驱 油领域。
【背景技术】
[0002] 三元复合驱油剂主要包含表面活性剂、聚合物以及碱等组成部分。复合驱油技术 发挥了三元复合驱各组分之间协同效应，除能扩大波及体积，还能大幅度提高驱油效率，降 低油藏中剩余油量，提高原油采油率18%左右。
[0003] 三元复合驱油体系使用大约0. 3%的表面活性剂，聚合物浓度和聚合物驱基本等 量，通常还要加入一定浓度的无机碱。在烷基苯磺酸盐和石油磺酸盐组成复合驱体系中，加 入强碱或中强碱组成三元复合体系与原油界面容易达到超低界面张力。碱在三元复合驱中 的作用：首先是原油中酸性组分（弱酸，质子酸，电子酸）反应生成皂类复合物，这些复合物 和加入的表面活性剂在油水界面吸附后，可进一步降低界面张力，同时油水界面在较宽含 盐度条件下达到超低界面张力，更有利于提高微观驱油效率；其次是碱可以改变岩石表面 电性，使表面负电性更强，减低阴离子表面活性剂在油层吸附滞留；第三是通过调节碱的浓 度，改变溶液中离子强度，从而影响表面活性剂在两油水相上的分配和界面上的吸附，使界 面张力降到最低。因此，碱在三元复合驱中占主导作用。
[0004] 在实现本发明的过程中，本发明人发现现有技术中至少存在以下问题：现有三元 复合驱油剂中所用的碱为无机强碱，强碱与油层岩石作用产生严重结垢和油层损害现象； 强碱与油层岩石生成的垢会沉积在井底和螺杆泵上，造成卡泵；此外，使用强碱会增强离子 强度，降低复合驱油剂中聚合物的粘弹性，影响复合驱油剂的流度控制能力。
【发明内容】
[0005] 本发明所要解决的技术问题在于，本发明提供一种有机复合碱三元复合驱油剂及 其制备方法，通过用有机碱和无机弱碱的复合碱替代现有技术中的无机强碱，在保证驱油 效果的前提下，减少结垢和对地层的损害。
[0006] 具体而言，包括以下的技术方案：
[0007] 本发明一方面提供了一种有机复合碱三元复合驱油剂，所述复合驱油剂包括以下 质量分数的组分：表面活性剂〇. 1 %-0.6%、有机碱0. 1 %-0.3%、无机弱碱0.8%-1.2%、 聚合物0· 1 % -0· 3 %以及注入水97. 6 % -98. 9 %。
[0008] 进一步地，所述复合驱油剂包括以下质量分数的组分：表面活性剂0. 2% -0. 3%、 有机碱0. 1 % -0. 2 %、无机弱碱0. 6 % -1. 0 %、聚合物0. 1 % -0. 2 %以及注入水 98. 3% -99. 0%〇
[0009] 具体地，所述表面活性剂为烷基苯磺酸钠；所述烷基苯磺酸钠的分子量为390g/ mol_420g/mol〇
[0010] 具体地，所述有机碱为季胺碱，所述季胺碱分子式为（R4N)+0H，其中，R代表烃基 或羟烷基或它们的组合。
[0011] 具体地，所述季胺碱分子中烃基为烷烃基或芳香烃基或它们的组合。
[0012] 具体地，所述季胺碱分子中烃基、羟烷基的碳原子数为1-15。
[0013] 具体地，所述无机弱碱为碳酸钠、碳酸氢钠以及磷酸钠中的至少一种。
[0014] 具体地，所述无机弱碱同时包括碳酸钠、碳酸氢钠以及磷酸钠。
[0015] 具体地，所述碳酸钠、碳酸氢钠以及磷酸钠的质量比例为：2. 9-3. 1 :0.9-1. 1 : 0. 9-1. 1〇
[0016] 具体地，所述碳酸钠、碳酸氢钠以及磷酸钠的质量比例为：3 :1 :1。
[0017] 具体地，所述聚合物为聚丙烯酰胺。
[0018] 具体地，所述聚丙烯酰胺的数均分子量为2000万g/mol-3000万g/mol，水解度为 18%-25%。水解度的测试标准可以参考中国标准GB 12005. 6-1989进行测试。
[0019] 具体地，所述注入水中含盐量为500mg/L-30000mg/L，Ca2+与Mg 2+总含量小于 50mg/L。含盐量表示1升水中溶解有多少毫克溶解性总固体。
[0020] 本发明另一方面提供了一种本发明第一方面所述的复合驱油剂的制备方法，所述 制备方法包括以下步骤：
[0021] 步骤（1)，聚合物溶液的配制：称取所述聚合物，加入到所述注入水中，在室温下 搅拌使聚合物溶解，得到聚合物溶液；
[0022] 步骤（2)，复合碱溶液的配制：称取所述有机碱，加入到所述注入水中，得到有机 碱溶液；称取所述无机弱碱，加入到所述注入水中，得到无机弱碱溶液；
[0023] 步骤（3)，表面活性剂溶液配制：称取所述烷基苯磺酸钠，加入到所述注入水中， 得到表面活性剂溶液；
[0024] 步骤（4)，复合驱油剂的配制：按照本发明第一方面限定的所述复合驱油剂中各 组分含量，将所述有机碱溶液、无机弱碱溶液以及表面活性剂溶液加入所述聚合物溶液中， 然后添加注入水稀释，在室温下搅拌，使各组分混合均匀。
[0025] 具体地，步骤（1)中所述聚合物溶液的质量分数为0. 4% -0. 6%。
[0026] 具体地，步骤（2)中所述有机碱溶液的质量分数为0. 5% -1. 5%。
[0027] 具体地，步骤（2)中所述无机弱碱溶液的质量分数为4%-6%。
[0028] 具体地，步骤（3)中所述表面活性剂溶液的质量分数为2. 5 % -3. 5 %。
[0029] 本发明的有益效果是：
[0030] 1、通过用有机碱和无机弱碱的复合碱替代现有技术中的无机强碱，有机碱由于带 有烃基与原油中酸性组分反应生成高活性的皂类复合物，这些复合物和加入的表面活性剂 在油水界面吸附后，发挥两者协同效应，可进一步降低界面张力，同时降低复合体系中聚合 物的粘弹性损失，提高驱油效率，提高原油采油率18%以上。
[0031] 2、使用复合碱替代无机强碱，降低了对地层的伤害，使地层内和整个注采系统结 垢量减少，延长设备维修周期和使用寿命。
[0032] 3、有机碱和无机弱碱复合碱可作为牺牲剂，在复合碱和驱油剂中的表面活性剂之 间竞争吸附过程中，减少了驱油剂中的表面活性剂在岩石表面上的吸附，同时有机碱生成 的活性剂也参与吸附，降低驱油剂中的表面活性剂在岩石表面上的吸附，提高表面活性剂 的利用率，降低表面活性剂用量，降低复合驱油剂的成本。
【附图说明】
[0033] 为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使 用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于 本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他 的附图。
[0034] 图1为实施例5中本发明有机复合碱三元复合驱油剂和现有技术三元复合驱油剂 的表面活性剂吸附量对比图；
[0035] 图2为实施例6中本发明有机复合碱三元复合驱油剂和现有技术三元复合驱油剂 的界面张力对比图；
[0036] 图3为实施例9中本发明有机复合碱三元复合驱油剂和现有技术三元复合驱油剂 的流变曲线对比图；
[0037] 图4为实施例12中本发明有机复合碱三元复合驱油剂岩心驱油实验采油曲线图。
【具体实施方式】
[0038] 为使本发明的技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进 一步地详细描述。
[0039] 本发明一方面提供了一种有机复合碱三元复合驱油剂，所述复合驱油剂包括以下 质量分数的组分：表面活性剂〇. 1 %-0.6%、有机碱0. 1 %-0.3%、无机弱碱0.8%-1.2%、 聚合物0· 1 % -0· 3 %以及注入水97. 6 % -98. 9 %。
[0040] 在上述的复合驱油剂中，所述表面活性剂为烷基苯磺酸钠，所述烷基苯磺酸钠的 分子量为390g/m 〇l-420g/m〇l。烷基苯磺酸钠是三元复合驱油剂中常用的表面活性剂。
[0041] 在上述的复合驱油剂中，所述有机碱为带有不同烃基或者羟烷基的季胺碱类化合 物，分子式为分子式为（R4N)+0H。其中R代表的基团可以为烷基或芳烃基或羟烷基或它们 的组合。烃基、羟烷基的碳原子数优选1-15。通过控制烃链长度可以改变碱的强度。复合 碱与原油中酸性组分（弱酸，质子酸，电子酸）反应生成皂类复合物，这类复合物具有表面 活性剂的作用；复合碱中的季胺碱与原油中酸性组分反应后，生成的季铵盐类化合物是强 阳离子表面活性剂，再加