[发明专利]用于提高油采收率的表面活性剂体系

说明书

技术领域

本发明总的涉及从烃地层中采收烃的方法。更具体地，在本文中描述的实施方式涉及提高烃采收率的方法和在其中使用的组合物，所述组合物专门设计用于其中油藏条件例如盐度、水硬度和温度相对恶劣的烃地层。

背景技术

当油田到达它正常寿命结束时，它的大部分油(多达三分之二)因为采收太难或太昂贵而仍然留在地下。据估计，全世界仅仅多采出1％可能被遗留的油，就将等于200-300亿桶油。

油田采油有三个阶段：第一、第二和第三阶段。第一阶段基本上是钻井和让油藏的天然压力将油推出。第一阶段中的任何干预都较少，例如通过例如使用“采油磕头机(nodding donkeys)”提供人工提升来助长采油井中的流量。在第二阶段中干预增加，主要集中在当油藏自身保持压力的能力不足时用于保持油藏压力的方法。辅助方法包括往油藏中注水或通过再注入所生产的天然气。第三阶段是注入其他流体或气体以增强采油，因此常常被称为EOR。

在化学EOR中，通过表面活性剂实现残余油饱和度的流动，所述表面活性剂产生充分(超)低的原油/水界面张力(IFT)以提供足够大的毛细管数以克服毛细力并使油流动(I.Chatzis and N.R.Morrows，″Correlation of capillary number relationship for sandstone″.SPE Journal，Vol 29，pp 555-562，1989)。然而，油藏具有不同的特征(原油类型、温度和水组成——盐度、硬度)并且希望所添加的表面活性剂的结构与这些条件匹配以实现低IFT。此外，有希望的表面活性剂必须满足其他重要标准，包括低的岩石滞留性(rock retention)、与聚合物的相容性、热和水解稳定性、以及可接受的成本。

利用含有α-烯烃硫酸盐的表面活性剂组分提高烃采收率的组合物和方法是已知的。美国专利4,488,976和4,537,253描述了含有这类组分的提高油采收率的组合物。利用内烯烃磺酸盐提高烃采收率的组合物和方法也是已知的。美国专利4,597,879中描述了这样的表面活性剂组合物。前述专利中描述的组合物的缺点在于，在某些油藏条件下盐水溶解度和二价离子耐受性不足。此外，如果可以改善在相对严格的盐度和硬度条件中能够达到的IFT的话，将是有利的。美国专利4,979,564描述了内烯烃磺酸盐在利用低张力粘性水驱提高油采收率的方法中的用途。被描述为有用的市场上可买到的材料的例子是ENORDET IOS 1720，其是标示为磺化C17-20内烯烃钠盐的壳牌石油公司(Shell Oil Company)的产品。这种材料具有低支化度。美国专利5,068,043描述了用于水驱的含石油酸皂的表面活性剂体系，其中使用了包含C17-20或C20-24内烯烃磺酸盐的助表面活性剂。在Falls等的″Field Test of Cosurfactant-enhanced Alkaline Flooding(助表面活性剂提高碱水驱的油田试验)″，Society of Petroleum Engineers Reservoir Engineering，1994中，作者描述了在水驱组合物中利用C17-20或C20-24内烯烃磺酸盐与醇烷氧基化表面活性剂来保持所述组合物在环境温度下为单相，并且对在油藏温度下的性能没有明显影响。所述水具有约0.4wt％氯化钠的盐度。这些材料单独使用，在相对严格的盐度和硬度条件下也有缺点。

适合于表面活性剂EOR的许多油藏具有高的温度和盐度，即，70℃至超过120℃的温度和具有相当的硬度并且总溶解固体(TDS)量高达约200,000mg/L的盐水。这些条件对于工艺设计是挑战性的，因为注入的表面活性剂在油藏条件下必须在整个工程时期内保持化学稳定，这个时期可能持续数年。而且必须避免沉淀或其它不希望的相分离。除了满足这些条件之外，表面活性剂还应该能够在油藏条件下与原油产生超低的IFT，对油藏岩石具有低吸附性，并且在混合和注入温度、典型为地表温度下形成清澈的单相水溶液。在非水润湿地层中，它们还能够增加孔表面对水的润湿性。

发明概述

在第一方面，本发明提供了烃回收组合物，其包含内烯烃磺酸盐(IOS)与烷氧基缩水甘油基磺酸盐(AGS)的组合。本发明的组合物在改进表面活性剂体系在含水条件下的溶解性方面显示了显著的优势，但又没有损害在高温和高盐度的油藏条件下提高油采收率的能力。