[发明专利]一种二元复合驱油体系及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种包括聚合物和表面活性剂的二元复合驱油体系及其在提高原油采收率方面的应用。

背景技术

石油的开采分为三个阶段：最初是依靠地层的天然能量进行开采，称为一次采油，一般采收率为5％～10％；在天然能量枯竭后，可以通过人工注水或注气来继续开采，称为二次采油，采收率可以提高到30％～40％；二次采油后，仍有60％～70％的剩余油残留在地下，只能依靠物理和化学的方法进行开采，称为三次采油。三次采油方法主要有热力驱、混相驱、化学驱和微生物驱等。

化学驱油，就是通过注入地下的化学剂与油藏流体发生一系列物理化学反应，从而将石油更有效地驱替出来，提高油藏采收率。早在上世纪六七十年代，人们便开始了化学驱三次采油技术的室内研究。先后出现了碱驱、活性水驱、聚合物驱及其发展而来的二元、三元驱油体系。有碱的三元复合驱体系，即“聚合物+表面活性剂+碱”。虽然在提高采收率方面收到明显效果，但由于在适合化学驱的资源中，80％以上的区块地层水中的钙、镁离子含量高，丰富的钙、镁与三元复合驱中的碱结合产生沉淀。严重的结垢问题成为三元复合驱技术推广的致命伤。逐渐人们开始把目光转向“聚合物+表面活性剂”无碱二元复合驱油体系的研究。表面活性剂与聚合物二元复合驱油体系，一方面聚合物能够扩大驱油体系的波及体积，另一方面表面活性剂能够提高驱油效率。如果两者配伍良好，对提高原油采收率将有广阔的应用前景。但二元复合驱较三元少了“碱”的作用，表面活性剂降低界面张力的能力不尽如人意。如何靠表面活性剂使原油水界面张力进一步下降，获得超低界面张力，把残余油“强洗出来”，成为一个难题。

石油磺酸盐是一种常用的驱油用表面活性剂，其通常以富含芳烃的石油馏分油为原料，经磺化处理后，用碱中和而得到。被磺化的是原料中的芳香成分，因此石油磺酸盐是含有磺酸盐、未磺化油和无机盐的粘稠物。常规的石油磺酸盐对不同油田条件的适应性还不理想。

发明内容

本发明提供了一种包括聚合物和表面活性剂的二元复合驱油体系，其中的表面活性剂是一种能将油-水界面张力降至更低并且适应性更强的表面活性剂。

一种二元复合驱油体系，包括质量含量为0.05％～0.6％的表面活性剂、质量含量为0.1％～0.3％的驱油用聚合物和主要量的水；所述表面活性剂是由石油馏分油先经烷基化处理，再经磺化处理，最后用碱中和得到；所述石油馏分油含有烯烃和芳烃，其芳烃的质量含量至少为20％，烯烃与芳烃的质量比为1∶5～1∶15，所述石油馏分油的沸程在50℃～500℃之间。

本发明的石油馏分油是指所有石油炼制工艺获得的馏分油。

所述的石油馏分油既可以是一种石油馏分油，也可以是几种石油馏分油的混合物。优选是焦化馏分油与以下组分中的一种或几种的混合物：减压馏分油、溶剂精制抽出油和溶剂精制抽出油的脱蜡油，更优选是焦化馏分油与溶剂精制抽出油和/或溶剂精制抽出油的脱蜡油的混合物。

所述的焦化馏分油可以为延迟焦化、灵活焦化或者流化焦化的馏分油。

所述的焦化馏分油优选为焦化柴油、焦化蜡油或者焦化分馏塔循环油中的一种或几种。

所述石油馏分油中的芳烃质量含量优选≥30％，更优选≥50％。

所述石油馏分油中，烯烃与芳烃的质量比优选为1∶8～1∶12。

所述石油馏分油的沸程优选为300～480℃，更优选为380～460℃。

本发明中的烷基化是指烯烃与芳烃的烷基化反应。常用的催化剂为三氯化铝、HF、H₂SO₄、分子筛、磷酸硅藻土、改性硅铝、杂多酸、氧离子交换树脂、离子液体等。优选采用三氯化铝为催化剂，反应温度50～80℃，反应时间为1～10小时。

所述的磺化反应可以采用制备石油磺酸盐的常规反应条件。磺化剂可采用发烟硫酸、三氧化硫或氯磺酸。采用发烟硫酸为磺化剂时，反应温度26～120℃，优选为37～93℃，更优选为54～82℃，反应时间1～8小时，优选为2～6小时，油酸质量比1∶1～5∶1，优选为1.25∶1～3.75∶1。

烯烃与芳烃的烷基化反应和芳烃的磺化反应均属于现有技术，本发明不再赘述。

本领域技术人员熟知如何用碱中和磺化反应的产物，本发明优选采用碱金属氢氧化物的水溶液或者氨水来中和磺化反应的产物。

本发明对驱油用聚合物没有特别的限制，可以使用市售的驱油用聚合物。驱油用聚合物为数均分子量为1000万～3000万的水溶性阴离子聚丙烯酰胺时，与本发明的表面活性剂配伍性能优异。