[发明专利]用于强化采油的助表面活性剂泡沫形成组合物

说明书

本发明包括用于强化采油的泡沫形成组合物，和使用所述泡沫形成组合物采油的方法。本发明的泡沫形成组合物包含非离子型表面活性剂，具体地说，醇烷氧基化物；和阴离子型表面活性剂，具体地说，烷基二苯醚(二)磺酸盐，其中所述泡沫形成组合物促进了由CO₂和水形成的稳定泡沫的形成。

技术领域

本发明涉及一种用于泡沫强化采油工艺的表面活性剂泡沫形成组合物和其使用方法。具体地说，助表面活性剂泡沫形成组合物包含非离子型表面活性剂和阴离子型表面活性剂。优选的是，所述非离子型表面活性剂是醇烷氧基化物且所述阴离子型表面活性剂是烷基二苯醚(二)磺酸盐。

背景技术

本发明涉及一种用于强化从含油地层中采油的组合物和方法。

从油层中采油时，使用初次生产技术(即，仅利用初始油层压力采收原油)、随后进行注水的二次采收技术仅回收到了存在于地层中的原油的一部分。此外，所属领域中还已知使用某些三次强化采油(EOR)技术。这些三次采收技术包括经适当定制的任何组成的流体(例如具有定制的盐度的水)的注入、由地层产生的烃气体的再注入、如CO₂、氮气、空气气体的注入，或在重油情况下，可以通过增加所注入流体(例如使用蒸汽)的焓来使用热方法，以及注入化学品，如强化这些回收技术中的任一种的性能的表面活性剂和聚合物。

已经实施数十年的典型程序包括循环交替注入高粘度流体(如水)的射流、随后为如CO₂气体的射流，例如USP 2,623,596中的论述。此外，USP 3,065,790指出如果CO₂射流相对较小，那么这种工艺的使用可以具有较大成本效益。实际上，如USP 3,529,668所说明，这种类型的采收程序典型地通过“水气交替(WAG)”循环进行。然而，WAG策略仅在气注的初始阶段中有效。作为粘性指进、油层异质性和重力偏析的结果，典型地引起体积波及效率降低。在具有异质渗透性分布的油层中，如CO₂气体由于其粘度低而建立了优先连通的路径且大部分波及了高渗透性区域。当气体由于其密度低而偏离水前锋且优先波及油层的顶段时，发生重力偏析。作为这些影响的结果，大量的未波及油被绕过。

与气体绕过油取道相关的这种问题的一个建议解决方案是含有表面活性剂的水和气体交替注入或共注入。所述工艺称为泡沫EOR。具体地说，已提出表面活性剂是一种在地层中产生泡沫或乳液的方式。参见例如USP 4,380,266；4,860,828；以及USP 5,502,538。这种泡沫的目的是使CO₂流分流到油饱和度高的地层部分中。

然而，泡沫EOR工艺中所用的表面活性剂受困于多个缺点。已经证明表面活性剂的吸附占表面活性剂的重大损失之一。过度的吸附有碍于表面活性剂输送到远场且由此有碍于其形成深入油层中的泡沫的可利用性。阴离子型表面活性剂大量地吸附于碳酸盐岩石上，而非离子型表面活性剂吸附于沙岩石上。另外，表面活性剂在地层盐水中必须是稳定的且不应该形成单独的胶束相，所述胶束相可能限制了表面活性剂在油层中的输送。

现有技术中的多种表面活性剂，例如α-烯烃磺酸盐表面活性剂(大部分已知为“良好发泡剂”)，已知受困于许多稳定性问题，例如一些盐水溶液中的溶解性问题，以及表面活性剂稳定化泡沫在油存在下、尤其在较高温度下的不稳定性。更具体地说，就CO₂注气工艺而言，已经证明如果表面活性剂分隔且随同CO₂相一起输送，那么产生了泡沫EOR工艺的最有效输送和实施方法。虽然一些传统的阴离子型表面活性剂(如α-烯烃磺酸盐)较少吸附于沙岩上且在某些油层条件下可以形成泡沫，但是其不能随同CO₂一起输送。非离子型表面活性剂可以通过CO₂相输送，但是其过度吸附于砂岩上，对泡沫EOR实施方案的可行性产生了不利影响。