用于低渗透油藏的驱油组合物及其制备方法
【专利摘要】本发明涉及一种用于低渗透油藏的驱油组合物及其制备方法，主要解决现有复合驱中的聚合物用于低渗透油藏驱油过程中容易造成地层堵塞，注入困难的问题。本发明通过采用一种长碳链甜菜碱表面活性剂和无机盐组合物，其中长碳链甜菜碱表面活性剂选自长链羧酸甜菜碱、磺酸甜菜碱中的任意一种，碳链为C14~C40的烷基或烯基，无机盐为CaCl2、MgCl2、NaCl，NaHCO3中的任意一种或组合物，长链甜菜碱表面活性剂与无机盐的质量比为1:（1~100）的技术方案在形成油水超低界面张力的同时，具有降压增注，体系简单的优点，较好地解决了该问题，可用于低渗透油藏强化采油过程中。
【专利说明】用于低渗透油藏的驱油组合物及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种用于低渗透油藏的驱油组合物及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 我国陆地上大部分主力油田进入中后期开发阶段，含水量和油田采出程度越来越 高，在这种形势下，动用好和开发好低渗透油藏迫在眉睫。由于低渗透油藏普遍存在着孔喉 细小、非达西渗流和启动压力高的特点，表面分子力和毛细管力作用强烈，只有存在较大的 驱替压力时液体才能流动。因此，降压增注是提高这些油藏采收率至关重要的因素。
[0003] 当前原油开采中应用的驱油方法可分为四大类：一是热力驱，包括蒸汽驱、火 烧油层等；二是混相驱，包括C02混相、烃混相及其他惰性气体混相驱；三是化学驱；四是 微生物采油，包括生物聚合物、微生物表面活性剂驱。其中，化学驱是强化采油中非常重要 并大规模实施的技术，包括聚合物驱、表面活性剂驱、碱水驱等以及聚合物、碱、表面活性 剂的多种组合技术。
[0004] 化学驱的效果是物理作用和化学作用的结果，物理作用是指驱替液的波及作用， 而化学作用是指驱替液的微观驱油作用。化学作用的核心是降低驱替液与原油的界面张 力。表面活性剂由于兼具亲油(疏水）和亲水(疏油）性质，当表面活性剂溶于水时，分子主 要分布在油水界面上，可以显著降低油水界面张力。油水界面张力的降低意味着表面活性 剂体系能够克服原油间的内聚力，将大油滴分散成小油滴，从而提高原油流经孔喉时的通 过率。物理作用是通过聚合物来实现的，高分子量的聚合物可以提高注入液的粘度，改善油 水相的流度比，进而提高波及系数。化学复合驱能够充分发挥各种化学试剂的协同作用，大 幅度提高驱油效率。但是化学复合驱驱油体系存在一些问题，化学驱中的聚合物由于分子 较大，很容易堵塞孔道，造成注入困难，很难在低渗透油藏中成功应用。因此，低渗透油藏开 发是一大难题，中国石化已开发低渗透油藏单元的平均采收率为22. 2%，比国外同类型油藏 的平均采收率低4. 1%。
[0005] 目前，改善低渗透油藏开发状况通常采用几种方法：一是物理机械办法，即加密井 网，和/或整体压裂改造和井筒提升技术等；二是气驱，通过实现混相或者非混相把地层中 的原油驱替出来，地层压力、是否存在裂缝等条件给采油率带来很大影响；三是化学驱体 系中加入低分子量的聚合物，分子量通常〈5000000。如在文献《油田化学》2008, vol25中 提到一种带芳环的磺基甜菜碱可以与原油形成超低的界面张力，与低分子量的聚丙烯酰胺 (4800000)复配，采用人造岩心，岩心平均渗透率为29~46mD，表面活性剂1000mg/L，聚合物 400mg/L时，提高采收率10%，表面活性剂1000mg/L，聚合物800mg/L时虽可以提高采收率到 16%，但是注入困难。
[0006] 最近，粘弹性表面活性剂因其分子量小，高剪切下粘度很低，低剪切下粘度上升， 容易返排，不会对地层造成伤害等特点，逐渐引起油田工作者的关注。如专利CN101182411A 提到一种阴离子表面活性剂形成的蠕虫状胶束的驱油组合物，用含钠离子的电解质在碱性 条件下诱导油酸钠制得，可以在一定程度上提高采收率。该组合物中没有聚合物，可以应用 于低渗透油层驱油过程中，文献《中国石油大学学报》2009, V〇133采用油酸甜菜碱在2%HC1 水溶液中可以形成粘性体系，等等。但是上述组合物中含有无机碱或酸，给地层带来伤害， 且报道的粘弹性的组合物均只关注在其在水溶液中的聚集体结构，不能同时与原油形成超 低的界面张力。
[0007] 为此，本发明提供一种长碳链甜菜碱表面活性剂和无机盐组成的无碱的驱油组合 物，通过控制表面活性剂的自组装使体相拥有高的粘度，同时表面活性剂本身具有高的界 面活性，从而提高低渗透油藏的采收率。
【发明内容】
[0008] 本发明所要解决的技术问题之一是现有化学复合驱中的聚合物用于低渗透油藏 驱油过程中容易造成地层堵塞，注入困难的问题，提供用于低渗透油藏的驱油组合物，该驱 油组合物在形成油水超低界面张力的同时，具有降压增注，体系简单的优点。
[0009] 本发明所要解决的技术问题之二是提供一种与解决技术问题之一相对应的驱油 组合物的制备方法。
[0010] 本发明所要解决的技术问题之三是提供一种与上述技术问题之一相对应的驱油 方法。
[0011] 为解决上述技术问题之一，本发明采用的技术方案如下：用于低渗透油藏的驱油 组合物，包括长碳链甜菜碱表面活性剂、无机盐，所述的长碳链甜菜碱表面活性剂选自长链 羧酸盐甜菜碱、磺酸盐甜菜碱中的任意一种，无机盐选自CaCl2、MgCl2、NaCl、NaHC0 3中的至 少一种； 长链羧酸盐甜菜碱分子通式为：
【权利要求】
1. 用于低渗透油藏的驱油组合物，包括长碳链甜菜碱表面活性剂、无机盐，所述的长 碳链甜菜碱表面活性剂选自长链羧酸盐甜菜碱、磺酸盐甜菜碱中的任意一种，无机盐选自 CaCl2、MgCl2、NaCl、NaHC03 中的至少一种； 长链羧酸盐甜菜碱分子通式为：
长链磺酸盐甜菜碱分子通式为：
所述R为(：14飞4(|的烷基、烯基中的任意一种，所述IT为C^C5的亚烷基，R…为C^C 5 的亚烷基、羟基取代亚烷基中的任意一种，所述长链甜菜碱表面活性剂与所述无机盐的质 量比为1:(1?100)。
2. 根据权利要求1所述用于低渗透油藏的驱油组合物，其特征在于所述的R为C16~C3(I 之间烧基或稀基。
3. 根据权利要求1所述用于低渗透油藏的驱油组合物，其特征在于所述长链甜菜碱表 面活性剂与所述无机盐的质量比为1: (2飞0)。
4. 根据权利要求1至3中任一项所述用于低渗透油藏的驱油组合物，其特征是所述组 合物包括水。
5. 根据权利要求4所述的驱油组合物，其特征在于所述驱油组合物中以重量计所述驱 油组合物与水之比为（〇. 55?16) : 100。
6. 根据权利要求4或5所述用于低渗透油藏的驱油组合物的制备方法，包括以下步 骤： a) 将脂肪酸或其酯及所需的酰胺化试剂加入反应釜，于14(Tl70°C反应8~20小时；而 后加入磺化试剂或羧化试剂，于75~95°C继续反应:Γ10小时，得到烷基甜菜碱；按照起始原 料计，脂肪酸或其酯：酰胺化试剂：磺化试剂或羧化试剂的摩尔比为1: (1~3): (1~3); b) 将无机盐及步骤a得到的甜菜碱表面活性剂溶解于水中混合均匀，得到所需的组 合物。
7. 根据权利要求6所述用于低渗透油藏的驱油组合物的制备方法，其特征在于所述的 酰胺化试剂分子通式为
其中IT为C广C5的亚烷基，所述的磺化试剂分子通 式为Cl-R"S03Na，所述的羧化试剂分子通式为Ch-R"COONa，R"为C^C 5的亚烷基、 羟基取代亚烷基中的任意一种。
8. -种低渗透油藏的驱油方法，包括将权利要求4或5中任一项所述驱油组合物注入 低渗透油藏进行驱油。
9. 根据权利要求8所述低渗透油藏的驱油方法，其特征在于所述低渗透油藏的渗透率 为1?40mD。
10. 根据权利要求9所述低渗透油藏的驱油方法，其特征在于所述低渗透油藏的渗透 率为2?30mD。
【文档编号】C09K8/584GK104109518SQ201310129837
【公开日】2014年10月22日 申请日期:2013年4月16日 优先权日:2013年4月16日
【发明者】张卫东, 何秀娟, 张慧, 李应成, 沙鸥 申请人: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