专利名称：：一种以造纸黑液作为驱油用碱的采油方法
技术领域：
：本发明设计一种以造纸黑液作为驱油用碱的采油方法，它属于油气田开发工程中对采油技术的改进。它主要是通过采用造纸黑液作为驱油用碱，并与表面活性剂、聚合物构成多元驱油体系，来达到提高原油收率的目的。目前，油气田开发工程中，三次采油的化学法中已发展了聚合物、碱和表面活性剂等驱油体系。为了利用驱油体系间的协同效应还发展了碱/聚合物二元体系、碱/表面活性剂二元体系和聚合物/表面活性剂二元体系和碱/表面活性剂/聚合物三元体系。这些驱油体系分别通过改善驱油体系与油的流度比和(或)驱油体系与油之间的界面张力提高注入水的波及系数和(或)洗油效率，从而提高原油的采收率。在前述的三次采油的化学法中，有4个驱油体系用到碱，其中包括一元体系(只用碱)、二元体系(碱/表面活性剂、碱/聚合物)和三元体系(碱/表面活性剂/聚合物)。驱油用的碱除包括碱(如氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化铵等)外，还包括盐(如碳酸钠、硅酸钠、原硅酸钠、磷酸钠等)，它们都是无机物质。碱主要通过与原油中的天然表面活性物质(如环烷酸)反应，生成能降低油水界面张力的表面活性剂，起提高原油采收率的作用。当将上述驱油用碱配成一元体系、二元体系和三元体系并用于驱油时，都有一个共同的问题，即它们在地层中碱耗很大，碱性很快消失，从而使碱未充分起提高原油采收率作用。因此，需寻找一种新的驱油用碱。本发明的目的就在于避免上述现有技术的不足之处而提供一种新的以造纸黑液作为驱油用碱的采油方法，它主要是采用了碱法造纸厂的废液作为驱油用碱，这是因为黑液中含有大量的碱木素，而碱木素在水中水解后产生氢氧根，起碱的作用。这种碱木素是一种特殊的碱，它有4个特征①它是潜在碱，因碱木素属盐，不属碱，它在水中水解后才起碱的作用，所以是一种潜在碱；②它是有机碱，因碱木素的酸根来自木素，所以它是一种潜在的有机碱；③它是缓冲碱，碱木素的水解反应是可逆反应，若在消耗碱的环境中，它可通过水解反应的平衡移动，持续提供氢氧根，起缓冲作用，由于黑液有缓冲作用，所以它是一种理想的驱油用碱，并可在一个较长的时间内保持碱的作用，并有利于减少碱的消耗；④它是活性碱，黑液的表面张力(22℃，38.95mN.m-1)明显低于同温度下水的表面张力(22℃，72.44mN.m-1)，说明黑液中有表面活性剂存在。这些表面活性剂主要是羧酸盐和亲水亲油比较平衡的碱木素。所以，本发明主要是采用碱法造纸厂的废液——黑液作为驱油用碱，并与表面活性剂、聚合物配制成驱油体系，其主要的技术特点在于用黑液、或黑液与表面活性剂和聚合物组成多元驱油体系，并采用准三组分相图法进行配方优化。为了更好地实现本发明的上述目的，本发明的设计者是将多元体系设计成可以是一元体系，即只用黑液作为单一组分；也可以是二元体系，即由黑液与表面活性剂二组分组成；也可以是三元体系，即由黑液与表面活性剂和聚合物三组分组成。对优化配方所用准三组分相图法则是将等边三角形的三个顶角分别表示黑液、表面活性剂和聚合物；三条边分别表示黑液/表面活性剂二元体系、黑液/聚合物二元体系和表面活性剂/聚合物二元体系；三角坐标内任一点均为黑液/表面活性剂/聚合物三元体系。采用准三组分相图对黑液体系进行优化时，需按下列步骤(1)配方的设计以聚合物为顶点，分别与黑液-表面活性剂边的五等分点联线，再将这些联线加上其余两条边线等分五等分，然后将各点从右向左，从下到上编号，得到1-0、1-1、1-2、1-3、1-4、1-5、……6-4、6-5等31个驱油体系配方点；(2)顶点浓度的决定是①黑液顶点的浓度为从碱法造纸厂流程中取回的原液浓度；②表面活性剂顶点的浓度应为其临界胶束浓度的两倍；③聚合物顶点的浓度应能使溶液产生两倍原油粘度的浓度。(3)驱油试验与采收率增值的计算通过驱油试验装置测注驱油体系前后采收率的增值，在此流程中，驱油试验可这样进行，即岩心饱和水→饱和油→水驱至产出液含水达98％(得水驱采收率)→注驱油体系→水驱至产出液含水再次达98％(得最终采收率)→停止试验；由最终采收率减水驱采收率即可得到注驱油体系前后采收率增值。(4)优化驱油体系配方的选择将31个驱油体系配方点的采收率增值描于准三组分相图中，画出采收率增值等值图，由图决定优化驱油体系配方。多元体系中所采用的表面活性剂和聚合物分别是石油磺酸盐和聚丙烯酰胺。下面将结合实施例来详述本发明的特点。对新疆克拉玛依油田二中区克下组油藏进行黑液驱油体系优化配方的室内试验(1)原料黑液的驱油体系由黑液、石油磺酸盐和(或)聚丙烯酰胺配成。所用的黑液为新疆石河子造纸厂黑液，其基本性质见下表1。表1新疆石河子造纸厂黑液的基本性质所使用的石油磺酸盐为新疆油田提供的代号为KPS-1的石油酸盐，其性质见下表2。表2代号为KPS-1的石油酸盐的性质所用的聚丙烯酰胺为新疆油田提供的代号为3530S的聚丙烯酰胺，该聚丙烯酰胺的性质见表3。表3代号为3530S的聚丙烯酰胺的性质驱油体系的测试采用的是附图1的驱油流程，附图1的图面说明如下1-双向阀；2-油杯；3-油容器；4-水容器；5-阀门；6-油容器；7-环压泵；8-压力表；9-阀门座；10-岩心夹持器；11-岩心；12-量筒；13-过滤器；14-驱油体系容器；15-平流泵(2)．模拟液体用到两种模拟液体，即模拟油和模拟水。模拟油是地面脱气原油加煤油稀释配成粘度与地层油相当的油。模拟油由新疆油田提供的克拉玛依油田二中区T7-14井S27层脱水原油(其性质见表4)与新疆克拉玛依炼厂煤油按质量比55.5∶44.5配成，其性质见表5。表4克拉玛依油田二中区T7-14井S27层脱水原油的性质表5模拟油的性质模拟水是按照新疆油田提供的白杨河水和T7-14井地层水的分析数据(表6)，按照表7所列的方法配制。表6水分析结果表7模拟水的配制(3)准三组分相图的顶点黑液的顶点浓度为新疆石河子造纸厂黑液的组成(碱含量为3.80g.L-1)。石油磺酸盐的顶点浓度应为其临界胶束浓度(0.20％)的两倍(0.40％)。聚丙烯酰胺的顶点浓度应为0.25％，因此时粘度为模拟油粘度(13.7mPa.s)的两倍(27.4mPa.s)。根据准三组分相图的绘制方法，由三种顶点溶液的浓度可得31个驱油体系配方中各成分的含量(表8)。表8驱油体系配方(4)．驱油试验分别在31块新疆克拉玛依露头岩心中进行了31个驱油体系配方的驱油试验，由此得到31个驱油体系配方的采收率增值，数据见表9。表9驱油体系配方的采油率增值<tablesid="table7"num="012"><table>3-210.856-313.713-38.726-48.843-45.0010.166-54.233-55.00</table></tables>根据表9可绘制出黑液驱油体系的采收率增值图，即附图2。由表9和附图2，可以得到两个黑液驱油体系的优化配方用于新疆克拉玛依油田二中区克下组油藏驱油第一配方为1-5配方，即100％黑液第二配方为4-3配方，即0.100％聚丙烯酰胺+0.144％石油磺酸盐+24％黑液这两个黑液驱油体系的优化配方的采收率增值分别为17.81％和17.02％，它们的采收率曲线和含水率曲线见附图3和附图4。由于碱法造纸厂的黑液是环境的重要污染源。而本发明所提出以造纸黑液作为驱油用碱的采油方法所使用的驱油用碱恰恰是自碱法造纸的废液——黑液，既可减小黑液对环境的污染，又可提高原油的采收率。因此，该方法具有极大的推广应用前景。权利要求1．一种以造纸黑液作为驱油用碱的采油方法，它主要是采用碱法造纸厂的废液——黑液作为驱油用碱，并与表面活性剂、聚合物配制成驱油体系，其特征在于用黑液、或黑液与表面活性剂和聚合物组成多元驱油体系，并采用准三组分相图法进行配方优化。2．根据权利要求1所述的一种以造纸黑液作为驱油用碱的采油方法，其特征在于所述的多元体系可以是一元体系，即只用黑液作为单一组分。3．根据权利要求1所述的一种以造纸黑液作为驱油用碱的采油方法，其特征在于所述的多元体系可以是二元体系，即由黑液与表面活性剂二组分组成。4．根据权利要求1所述的一种以造纸黑液作为驱油用碱的采油方法，其特征在于所述的多元体系可以是三元体系，即由黑液与表面活性剂和聚合物三组分组成。5．根据权利要求1所述的一种以造纸黑液作为驱油用碱的采油方法，其特征在于所述的优化配方所用准三组分相图法是将等边三角形的三个顶角分别表示黑液、表面活性剂和聚合物；三条边分别表示黑液/表面活性剂二元体系、黑液/聚合物二元体系和表面活性剂/聚合物二元体系；三角坐标内任一点均为黑液/表面活性剂/聚合物三元体系。6．根据权利要求5所述的一种以造纸黑液作为驱油用碱的采油方法，其特征在于所述的采用准三组分相图对黑液体系配方进行优化，需按下列步骤(1)配方的设计以聚合物为顶点，分别与黑液-表面活性剂边的五等分点联线，再将这些联线加上其余两条边线等分五等分，然后将各点从右向左，从下到上编号，得到1-0、1-1、1-2、1-3、1-4、1-5、……6-4、6-5等31个驱油体系配方点；(2)顶点浓度的决定是①黑液顶点的浓度为从碱法造纸厂流程中取回的原液浓度；②表面活性剂顶点的浓度应为其临界胶束浓度的两倍；③聚合物顶点的浓度应能使溶液产生两倍原油粘度的浓度。(3)驱油试验与采收率增值的计算通过驱油试验装置测注驱油体系前后采收率的增值，在此流程中，驱油试验可这样进行，即岩心饱和水→饱和油→水驱至产出液含水达98％，即水驱采收率→注驱油体系→水驱至产出液含水再次达98％，即最终采收率→停止试验；由最终采收率减水驱采收率即可得到注驱油体系前后采收率增值。(4)优化驱油体系配方的选择将31个驱油体系配方点的采收率增值描于准三组分相图中，画出采收率增值等值图，由图决定优化驱油体系配方。7．根据权利要求1所述的一种以造纸黑液作为驱油用碱的采油方法，其特征在于所述的表面活性剂可以是石油磺酸盐，聚合物可以是聚丙烯酰胺。全文摘要一种以造纸黑液作为驱油用碱的采油方法,它主要是通过采用造纸黑液作为驱油用碱,使其与表面活性剂、聚合物构成多元驱油体系,并通过采用准三组分相图对黑液体系配方进行优化和特定计算公式确定用量来达到提高原油收率的目的。文档编号E21B43/22GK1297100SQ0012938公开日2001年5月30日申请日期2000年12月5日优先权日2000年12月5日发明者赵福麟,高晓勇,张贵才,秦积舜申请人:石油大学(华东)