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CN117050741B - 耐温抗盐型普通稠油降黏驱油剂及其制备方法和应用 - Google Patents

耐温抗盐型普通稠油降黏驱油剂及其制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种耐温抗盐型普通稠油降黏驱油剂及其制备方法和应用，属于油田化学技术领域，能够解决现有稠油降黏剂不能有效满足稠油冷采中耐温抗盐的技术问题。本发明提供的耐温抗盐型普通稠油降黏驱油剂按质量百分计，包括非离子表面活性剂20％～25％、阴离子表面活性剂25％～30％、耐高温乳化降黏剂15％～20％、助剂5％，其余为水。该耐温抗盐稠油降黏剂可有效应用于温度≤90℃，地层水矿化度≥100000mg/L，钙镁离子≥5500mg/L的稠油油藏中，其降黏率≥95％，洗油率≥45％，界面张力≤8.2×10‑2，可有效提高高温盐油藏的稠油降黏率，提高稠油采出率。

Description

耐温抗盐型普通稠油降黏驱油剂及其制备方法和应用
技术领域
本发明属于油田化学技术领域，尤其涉及一种耐温抗盐型普通稠油降黏驱油剂及其制备方法和应用。
背景技术
随着注水开发的深入，受注采矛盾加剧、地层能量下降、储层堵塞等因素影响，大部分稠油油藏产量逐渐下降，易开采稠油区块不断减少。高效的稠油开采是近年来研究的重点工作。稠油开采主要技术是热采和冷采，其中稠油冷采提高采收率技术受到越来越多关注，而稠油冷采中化学降黏剂法是较为新颖技术。
目前现有的稠油降黏剂技术普遍耐温差，易水解，在高矿化度下难以形成稳定乳化液，在高温高盐油层中难以扩大波及体积和提高驱油效率，不能满足高温高盐油藏的稠油开采要求。
发明内容
本发明提供了一种耐温抗盐型普通稠油降黏驱油剂及其制备方法和应用，该耐温抗盐稠油降黏驱油剂溶解性好，耐温抗盐性能优异，溶液稳定性强，长时间不易水解，在高温下能有效改变地层润湿性，增大油水波及体积，提高驱油效率。
为了达到上述目的，本发明提供了一种耐温抗盐型普通稠油降黏驱油剂，以质量百分计，包括非离子表面活性剂20％～25％、阴离子表面活性剂25％～30％、耐高温乳化降黏剂15％～20％、助剂5％、其余为水。
作为优选，所述耐高温乳化降黏剂AESO具有如下所示结构式：
CH3CH2CH2-CH2CH2(OCH2CH2)n-SO3Na，其中n为3-5的整数。
作为优选，所述耐高温乳化降黏剂AESO通过以下合成方法得到：
分别称取摩尔比1:1.3的n(脂肪醇聚氧乙烯醚AEO)和n(2-溴乙基磺酸钠)，先将AEO置于反应容器中，加热至全部熔化后，加入适量氢氧化钠，搅拌25-35min，边搅拌边加入2-溴乙基磺酸钠；
反应结束后出现棕色膏状物，将棕色膏状物溶解于无水乙醇中，除掉未反应的2-溴乙基磺酸钠，于80℃下蒸发无水乙醇，最后经无水乙醇重结晶，真空干燥后，得到AESO固体产物。
所用耐高温乳化降黏剂AESO的合成原理如下所示：
R(OCH2CH2)nONa+BrCH2CH2SO3Na→R(OCH2CH2)SO3Na+NaBr
作为优选，所述的阴离子表面活性剂N-酰基肌氨酸钠，其分子通式为：
式中，R为C8-C14的高碳烷基。
作为优选，所述的非离子表面活性剂为月桂酸二乙醇酰胺。
作为优选，所述助剂为乙醇。
本发明还提供了一种根据上述任一项技术方案所述的耐温抗盐型普通稠油降黏驱油剂的制备方法，包括以下步骤：
将耐高温降黏乳化剂AESO加入反应釜中，再加入乙醇，于30℃～40℃下搅拌均匀，依次加入N-酰基肌氨酸钠、月桂酸二乙醇酰胺和水，搅拌30-40min后，得到耐温抗盐型普通稠油降黏驱油剂。
本发明还提供了一种根据上述任一项技术方案所述的耐温抗盐型普通稠油降黏驱油剂在温度≤90℃，地层水矿化度≥100000mg/L，钙镁离子≥5500mg/L稠油油藏开采中的应用。
作为优选，耐温抗盐型普通稠油降黏驱油剂的使用浓度为0.3％的水溶液。
作为优选，所述耐温抗盐型普通稠油降黏驱油剂的在温度≤90℃，地层水矿化度≥100000mg/L，钙镁离子≥5500mg/L的稠油油藏中应用时，降黏率≥95％，洗油率≥45％，界面张力≤8.2×10-2。
与现有技术相比，本发明的优点和积极效果在于：
1、该耐温抗盐稠油降黏驱油剂溶解性好，耐温抗盐性能优异，溶液稳定性强，在地层下长时间不易水解。
2、该耐温抗盐稠油降黏驱油剂高温下能有效改变地层润湿性，增大油水波及体积，提高驱油效率。
3、该耐温抗盐稠油降黏驱油剂生产工艺简单，原料易购不含有机氯，符合绿色环保要求。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
将150kg的耐温乳化降粘剂AESO加入反应釜中，再加入50kg乙醇，在30-40℃下搅拌均匀，依次加入300kg阴离子表面活性剂N-酰基肌氨酸钠、250kg非离子表面活性剂月桂酸二乙醇酰胺和250kg水，搅拌30-40min后，得到耐温抗盐型普通稠油降黏驱油剂。
实施例2
将160kg的耐温乳化降粘剂AESO加入反应釜中，再加入50kg乙醇，在30-40℃下搅拌均匀，依次加入290kg阴离子表面活性剂N-酰基肌氨酸钠、240kg非离子表面活性剂月桂酸二乙醇酰胺和260kg水，搅拌30-40min后，得到耐温抗盐型普通稠油降黏驱油剂。
实施例3
将170kg的耐温乳化降粘剂AESO加入反应釜中，再加入50kg乙醇，在30-40℃下搅拌均匀，依次加入280kg阴离子表面活性剂N-酰基肌氨酸钠、230kg非离子表面活性剂月桂酸二乙醇酰胺和270kg水，搅拌30-40min后，得到耐温抗盐型普通稠油降黏驱油剂。
实施例4
将180kg的耐温乳化降粘剂AESO加入反应釜中，再加入50kg乙醇，在30-40℃下搅拌均匀，依次加入270kg阴离子表面活性剂N-酰基肌氨酸钠、220kg非离子表面活性剂月桂酸二乙醇酰胺和280kg水，搅拌30-40min后，得到耐温抗盐型普通稠油降黏驱油剂。
实施例5
将190kg的耐温乳化降粘剂AESO加入反应釜中，再加入50kg乙醇，在30-40℃下搅拌均匀，依次加入260kg阴离子表面活性剂N-酰基肌氨酸钠、210kg非离子表面活性剂月桂酸二乙醇酰胺和290kg水，搅拌30-40min后，得到耐温抗盐型普通稠油降黏驱油剂。
实施例6
将200kg的耐温乳化降粘剂AESO加入反应釜中，再加入50kg乙醇，在30-40℃下搅拌均匀，依次加入250kg阴离子表面活性剂N-酰基肌氨酸钠、200kg非离子表面活性剂月桂酸二乙醇酰胺和300kg水，搅拌30-40min后，得到耐温抗盐型普通稠油降黏驱油剂。
对比例1
向反应釜中加入50kg乙醇，加入300kg阴离子表面活性剂N-酰基肌氨酸钠、250kg非离子表面活性剂月桂酸二乙醇酰胺和400kg水，搅拌30-40min后，得到耐温抗盐型普通稠油降黏驱油剂。
对比例1为去掉实施例1配方中的耐高温乳化降黏剂AESO得到的耐温抗盐型普通稠油降黏驱油剂，其中，耐高温乳化降黏剂的量由水补齐。
对比例2
将150kg的耐温乳化降粘剂AESO加入反应釜中，再加入50kg乙醇，在30-40℃下搅拌均匀，加入250kg非离子表面活性剂月桂酸二乙醇酰胺和550kg水，搅拌30-40min后，得到耐温抗盐型普通稠油降黏驱油剂。
对比例2为去掉实施例1配方中的阴离子表面活性剂N-酰基肌氨酸钠得到的耐温抗盐型普通稠油降黏驱油剂，其中，阴离子表面活性剂N-酰基肌氨酸钠的量由水补齐。
对比例3
将150kg的耐温乳化降粘剂AESO加入反应釜中，再加入50kg乙醇，在30-40℃下搅拌均匀，加入300kg阴离子表面活性剂N-酰基肌氨酸钠和500kg水，搅拌30-40min后，得到耐温抗盐型普通稠油降黏驱油剂。
对比例3为去掉实施例1配方中的非离子表面活性剂月桂酸二乙醇酰胺得到的耐温抗盐型普通稠油降黏驱油剂，其中，非离子表面活性剂月桂酸二乙纯酰胺的量由水补齐。
对比例4
将140kg的耐高温乳化降黏剂AESO加入反应釜中，再加入50kg乙醇，在30-40℃下搅拌均匀，依次加入300kg阴离子表面活性剂N-酰基肌氨酸钠、250kg非离子表面活性剂月桂酸二乙醇酰胺和260kg水，搅拌30-40min后，得到耐温抗盐型普通稠油降黏驱油剂。
对比例4为实施例1配方中的耐高温乳化降黏剂AESO的量调整为140kg(含量减少为14％)得到的耐温抗盐型普通稠油降黏驱油剂，减少的量由水补齐。
对比例5
将150kg的耐温乳化降粘剂AESO加入反应釜中，再加入50kg乙醇，在30-40℃下搅拌均匀，依次加入300kg阴离子表面活性剂N-酰基肌氨酸钠、190kg非离子表面活性剂月桂酸二乙醇酰胺和310kg水，搅拌30-40min后，得到耐温抗盐型普通稠油降黏驱油剂。
对比例5为实施例1配方中非离子表面活性剂月桂酸二乙醇酰胺的量调整为190kg(含量减少为19％)得到的耐高温乳化降黏剂，减少的量由水补齐。
对比例6
将150kg的耐温乳化降粘剂AESO加入反应釜中，再加入50kg乙醇，在30-40℃下搅拌均匀，依次加入240kg阴离子表面活性剂N-酰基肌氨酸钠、250kg非离子表面活性剂月桂酸二乙醇酰胺和310kg水，搅拌30-40min后，得到耐温抗盐型普通稠油降黏驱油剂。
对比例6为实施例1配方中的阴离子表面活性剂N-酰基肌氨酸钠调整为240kg(含量减少为24％)，减少的量由水补齐。
性能测试
1、测试仪器：DV-3T流变仪，恒温干燥箱，TX-500C型全量程旋转滴界面张力仪
2、实验温度：90℃
3、实验油水：胜利油田某区块脱水原油(油藏温度下粘度3250mPa.s)，区块注入水：100000mg/L，钙镁离子含量：5500mg/L
4、将上述配置的耐温抗盐型普通稠油降黏驱油剂，用胜利油田某区块注入水配制成浓度为0.3％浓度的水溶液。
界面张力测试：
在90℃下测定驱油剂样品溶液与实验油样间的界面张力，记录界面张力最低值。
降黏率测试：
将实验油样置于恒温干燥箱内，在油藏温度下恒温1h。将旋转黏度计的测量温度位置为90℃，将实验油样倒入旋转黏度计的测量筒中，剪切速率设定为60s-1，按照SY/T0520-2008中4.4的规定，测试油藏温度下的实验油样黏度。
配置浓度为3％的耐温抗盐型普通稠油降黏驱油剂100g，称取20g样品溶液放入250mL烧杯中，然后加入80g实验油样，使实验油样与样品溶液的质量比为8:2。密封后置于恒温干燥箱内，在油藏温度下恒温2h。取出样品，以100次/min的速率用玻璃棒连续搅拌油水混合物3min，使油水混合均匀，迅速倒入旋转粘度计的测量筒中，剪切速率设定为60s-1，在90℃下测定油水混合液的黏度。
洗油率测试：
将模拟地层沙与实验油样按4:1(质量比)混合，放入恒温干燥箱中，在90℃下老化7d，每天搅拌一次，使油砂混合均匀，取出待用。称取5g老化好的油砂(质量为m，精确至0.001g)放至锥形瓶中(锥形瓶质量为m1，精确至0.001g)，加入0.3％的驱油剂样品溶液50g，充分混合均匀后在90℃下静置48h。将静置后的样品溶液中漂浮的原油及瓶壁上黏附的原油用干净的棉纱蘸出，倒出样品溶液，用蒸馏水冲洗油砂至没有泡沫，小心倾倒出溶液。将锥形瓶放在105℃恒温干燥箱中烘至恒重，称重(记为m2，精确至0.001g)。用石油醚对烘干后的油砂进行原油洗脱直至石油醚无色，将洗脱尽原油的锥形瓶置于120℃烘箱中烘干2h，称重(记为m3，精确至0.001g)。用石油醚对烘干后的油砂进行原油洗脱直至石油醚无色，将洗脱尽原油的锥形瓶置于120℃烘箱中烘干2h，称重(记为m3，精确至0.001g)
洗油率按下式计算：
δ＝(m+m1-m2)/(m+m1-m3)×100％
δ-洗油率，用百分号表示；
m-老化油砂的质量，单位为克；
m1-锥形瓶的质量，单位为克；
m2-洗油后锥形瓶与油砂的总质量，单位为克；
m3-锥形瓶与洗净后地层沙的总质量，单位为克；
将上述实施例1-6和对比例1-6制备所得到耐温抗盐型普通稠油降黏驱油剂按照上述测试方法进行界面张力、降黏率、洗油率测试，测试结果如表1所示。其中，下述各参数的标准为：界面张力≤9.9×10-2，降黏率≥95％，洗油率≥40％。
表1：耐温抗盐型普通稠油降黏驱油剂性能测试
由上述表1可见，本发明申请所提供的配方在耐温乳化降粘剂、阴离子表面活性剂、非离子表面活性剂及其组分配比的协同作用下，可使所得到的耐温抗盐型普通稠油降黏驱油剂满足界面张力≤9.9×10-2，降黏率≥95％，洗油率≥40％的要求，且性能比其还更有优势，界面张力达到≤8.2×10-2，这是因为AESO能显著在高温高盐下提高降黏率，N-酰基肌氨酸钠能增大油水波及体积，提高驱油效率，月桂酸二乙醇酰胺则能降有效低界面张力，三者协同能有效改变地层润湿性，增大油水波及体积，提高驱油效率，而如果缺少某一组分或组分的使用量不在本发明所限定范围，则会对所检验指标造成影响，致使其不合格。

Claims (6)

1.耐温抗盐型普通稠油降黏驱油剂，其特征在于，以质量百分计，包括非离子表面活性剂20%~30%、阴离子表面活性剂15%~25%、耐高温乳化降黏剂10%~20%、助剂5%~10%、其余为水；
所述耐高温乳化降黏剂AESO具有如下所示结构式：
CH3CH2CH2-CH2CH2（OCH2CH2)n-SO3Na，其中n为3-5的整数；
所述阴离子表面活性剂为N-酰基肌氨酸钠，其分子通式如下所示：
式中，R为C8-C14的高碳烷基；
所述非离子表面活性剂为月桂酸二乙醇酰胺。
2.根据权利要求1所述的耐温抗盐型普通稠油降黏驱油剂，其特征在于，所述助剂为乙醇。
3.根据权利要求1或2所述的耐温抗盐型普通稠油降黏驱油剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将耐高温降黏乳化剂AESO加入反应釜中，再加入乙醇，于30℃~40℃下搅拌均匀，依次加入N-酰基肌氨酸钠、月桂酸二乙醇酰胺和水，搅拌30-40min后，得到耐温抗盐型普通稠油降黏驱油剂。
4.根据权利要求1或2所述的耐温抗盐型普通稠油降黏驱油剂在温度≤90℃，地层水矿化度≥100000mg/L，钙镁离子≥5500mg/L稠油油藏开采中的应用。
5.根据权利要求4所述的应用，其特征在于，耐温抗盐型普通稠油降黏驱油剂的使用浓度为0.3%的水溶液。
6.根据权利要求5所述的应用，其特征在于，所述耐温抗盐型普通稠油降黏驱油剂的在温度≤90℃，地层水矿化度≥100000mg/L，钙镁离子≥5500mg/L的稠油油藏中应用时，降黏率≥95%，洗油率≥45%，界面张力≤8.2×10-2。
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