[发明专利]表面活性剂组合物及其用途

说明书

技术领域

本发明涉及一种表面活性剂组合物及其用途。

背景技术

我国主要油田经过一次和二次开采后已进入高含水期，原油产量逐年下降，为提高原油采收率，最大限度地开发剩余储量，三次采油技术在保证油田稳产高产方面发挥了非常重要的作用。其中使用表面活性剂的三元复合驱(碱-聚合物-表面活性剂)技术由于在低表面活性剂用量的情况下仍能大幅度提高驱油效率，因此它已经成为在经济和技术上都很成功的提高原油采收率的新技术。其主要机理是：在油田进入高含水期后，剩余油以不连续的油膜被圈闭在油藏岩石的孔隙中，作用于油珠上的两个主要力是粘滞力和毛细管力，如果选用合适的表面活性剂体系，降低油水间的界面张力，使储油层油水间的界面张力从20～30毫牛/米降至较低或超低值(10^-3～10^-4亳牛/米)，便能减少使剩余油移动时油珠变形所带来的阻力，从而大幅提高驱油效率。表面活性剂提高原油采收率主要决定于表面活性剂在油层中的波及效率和驱油效率。即

Er＝Eυ·Ed

式中：Er表示采收率，％；Eυ表示波及效率，％；Ed表示驱油效率，％。因此，提高Er必须从提高Ev和Ed入手。活性剂(包括表面活性剂和碱)具有降低油水界面张力等作用，能够提高Ed(驱油效率)。这一效应可由综合效应参数毛管数(N)来描述：

Ed∝N

N＝驱动力/粘滞力∝μ·υ/Y_ow

式中：μ表示注入相粘度；υ表示注入相液流速度；Y_ow表示油水间界面张力。实践已证明：要有效地降低残余油饱和度，必须将毛管数提高3～4个数量级。由于油层注入量和压力有限，因此单靠提高μ和υ是不够的，但可以将油水界面张力Y_ow降低3个或更高的数量级，从而大大提高毛管数并使Ed(驱油效率)显著提高，这也是活性剂主要的驱油机理。而要提高波及效率，主要办法是减小驱替液的流度，这一点可以通过加入聚合物增加驱替液粘度来实现。在三采作业中，运用ASP三元复合驱(表面活性剂/碱/聚合物)驱油体系，通过加入表面活性剂可以使油水间的超低界面张力使驱油效(Ed)率增加，通过注入聚合物以增加注入液粘度提高波及效率(Ev)，注入碱以减少表面活性剂的吸附。充分利用ASP有益的协同组合效应，提高原油采收率(Er)。

目前，在三次采油中，一般使用的表面活性剂为石油磺酸盐、烷基苯磺酸盐或其他含有苯环的表面活性剂。文献CN1458219A公开了一种三次采油应用的表面活性剂聚合物纯二元超低界面张力复合驱配方，其中使用的表面活性剂是石油磺酸盐或以石油磺酸盐为主剂加稀释剂和其它表面活性剂复配的复合表面活性剂，其组份的重量百分比为石油磺酸盐50～100％，烷基磺酸盐0～50％，羧酸盐0～50％，烷基芳基磺酸盐0～35％，低碳醇0～20％。这些表面活性剂具有来源广，数量大的、价格低的优点，对于普通油藏而言，无论是复合驱还是单一表面活性剂驱，都已有规模化产品，在提高采收率方面也已取得理想效果。但随着油田开采程度的日益深入，采油地层越来越深，表面活性剂的使用温度越来越高、水质矿化度也越来越高。以上所述在普通油藏(一、二类油藏)中成功应用的表面活性剂体系，在高温(地层温度大于80℃)高盐(矿化度20000毫克/升以上)条件下(三类油藏)，由于化学结构易改变、复合体系稳定性差在驱油过程中产生严重的色谱分离，导致驱油效率变差。为了更大限度地降低油/水界面张力，往往加入高浓度的碱，如氢氧化钠、碳酸钠等。碱可与原油中的酸性物质反应就地生成新的表面活性剂，与外加表面活性剂起协同效应。文献CN1439689A公开了一种碱-混合表面活性剂-聚合物的三元复合驱油体系及其应用，其中选用的碱为Na₂CO₃。但是在使用过程中，碱不仅对地层和油井等带来巨大伤害，设备和管道腐蚀严重，在维修、维护上花费大量资金；而且由于碱会严重降低聚合物的粘度和粘弹性，为达到所需的粘度只得大大提高聚合物的使用浓度，使采油综合成本提高。

发明内容