[发明专利]用改进的采油表面活性剂强化采油的方法

说明书

技术领域

本发明针对地下石油藏的采油，更具体地说，针对强化采油的表面活性剂-聚合物溶液以及其制备和使用方法。

发明背景

地下油藏中原油的生产涉及使用多种驱油方法，因为自然驱动力，它被用在“一次采油”方法，开始变得衰竭。大部分原油必须以“二次采油”或“三次采油”方法从岩层中被驱出。另外，一些油藏甚至不具有一次采油方法原油生产的足够的自然驱动力。使用这样的驱油方法进行原油生产，是强化采油过程的一个实例。

目前，石油工业正再次评估改进从地下油藏开采残留和未开采原油的能力的技术。在通过一次采油方法使油田完全枯竭之前，可以事先开始注入驱油液或驱油气。改进驱油效率或波及效率的方法可以用在首次注入驱油液或驱油气的开始，而不是在二次采油和三次采油的条件下。

地下油藏驱油以生产原油的最容易的方法，是通过将液体或气体注入井中，以驱使原油到地表。水驱是使用最广泛使用的流体。然而，水不能稳定地驱油，因为两种液体之间的高的界面张力，它导致多孔介质内形成高的毛细管压力。

添加化学制品以改进所述驱油液的特性是熟知的改进/提高采收率采油的技术。表面活性剂是一类已经被用在水介质中以提高采收率的化合物。表面活性剂已被发现有效地降低油和水之间的界面张力，并使被困油液通过油藏流动。

烷基芳族磺酸盐已被用作提高采收率的表面活性剂。它们已被单独或与共表面活性剂和/或牺牲剂结合用在表面活性剂驱油中。烷基芳族磺酸盐通常被使用，不仅因为它们能够降低油和水之间的界面张力，而且因为当与各种量的其他盐例如氯化钠结合使用时，它们展示了理想的相行为。根据分子量和分子量分布、芳基在烷基上连接的支链和位置，烷基芳族磺酸盐可以被调整，优先地驻留在不同电解质浓度(即盐度)的水相或油相中。在低盐度下所述烷基芳族磺酸盐留在水中，同时在高盐度下它们分布到油中。在任一情况下，所述含有表面活性剂、油和水的溶胀胶束溶液被称为微乳液。在最优的盐度下，相同体积的油和水溶解在微乳液中。对于调整和匹配良好的烷基芳族磺酸盐，溶解在微乳液中的高体积的油和水导致超低的界面张力，它能提供油藏高的采收率能力。

地下油气藏中水的盐度可能变化很大，例如，印尼的Minas油田的总溶解盐为0.2wt.％-0.3wt.％。其它油藏具有的盐度等于或高于2.0％的氯化钠，以及超过0.5％的氯化钙和氯化镁。经过相行为实验，在油藏环境条件下，通过用本地的油藏盐水和油藏油评估专用型烷基芳族磺酸盐，值得优化用于提高特定油藏采收率的表面活性剂驱油的烷基芳族磺酸盐。除了相行为实验，需要几个界面张力实验来证实界面张力是合适低的。除了用本地油藏盐水测试所述表面活性剂，也要求使用注入液的其他实验，如某些情况下，所述注入盐水不同于本地油藏盐水。

通常，纯烷基芳族磺酸盐，即具有窄范围的分子量的，被用于轻质原油的开采。这样的烷基芳族磺酸盐已经展现了差的相行为，即，对含有高蜡含量的原油的差的采收能力。一般具有高蜡含量的油液通常具有高的当量平均碳数(EACN’s)。当量链烷烃碳数(EACN)是表示烃混合物的平均碳链长度。举例说明，戊烷、己烷和庚烷的烷烃碳数分别为5、6和7。然而，含有1mol戊烷和1mol己烷的混合物的EACN为5.5。油田原油是复杂的混合物，但当与表面活性剂接触时，它们行为像具有一个EACN(其组分的摩尔分率平均值)的单一组分的流体。

烷基上具有广谱碳链长度的烷基芳族磺酸盐更适合用于开采含蜡原油或含有高当量平均碳数(EACN’s)的原油。除了优化烷基芳族磺酸盐的分子量和/或分子量分布以使上述微乳液中的油液量达到最大，其它成分与烷基芳族磺酸盐的结合使用可以改进相行为，例如无机盐、共溶剂、聚合材料和共表面活性剂。强化采油配方的性能也可以通过油液溶解性参数测量，每单位体积表面活性剂溶解的油液的体积。所述油液溶解性反比于界面张力。例外，通过配方快速获得稳定的微乳液和低的界面张力的能力，即在实验室中少于1天，也可以测量性能。

许多专利和专利申请已经讨论了使用表面活性剂驱提高采收率采油的方法。除了使用表面活性剂，有许多讨论使用共表面活性剂和牺牲剂用于提高采收率的专利和专利申请。

Hsu等，在美国专利号6,022,843中公开了改进的浓缩表面活性剂的配方，和从地下油藏采收残留油液的方法，以及尤其是改进的碱式表面活性剂驱油方法，它导致注入材料与残留油液之间超低的界面张力，其中所述浓缩的表面活性剂配方供应的浓度超过、等于或低于其临界胶束浓度，也提供表面活性材料的原位形成，通过自然产生的有机酸组分与注入的碱材料的反应形成，它用于提高采油效率。