[发明专利]一种热力采油用耐高温的蒸汽化学辅助剂

说明书

技术领域

本发明涉及一种石油工业中用于辅助蒸汽吞吐和蒸汽驱采油的蒸汽化学添加剂，具体地说涉及一种在蒸汽注入地层过程中，伴蒸汽注入的化学助剂。

技术背景

随着对石油的不断开采，世界石油储量尤其是易开采易炼制的常规原油不断减少，然而人们对于石油的需求仍然很大，因此稠油作为一种非常规石油资源越来越受研究者的重视。现如今采用的主要开采方法有掺稀降粘、加热降粘、乳化降粘和聚合物降粘等。其中蒸汽吞吐和蒸汽驱是目前世界上稠油开采应用最广泛的开采方法，采用这两种方法是在注入高温蒸汽后加热油层，使得原油粘度降低进行开采。然而，国内外的实践证明，稠油体系较多沥青、胶质成分导致的粘稠流动困难，以及油藏地质条件复杂性导致的蒸汽汽窜和蒸汽超覆现象，严重制约稠油热采手段的实际效果。

化学驱技术是我国提高原油采油收率的主要技术措施之一，其中水溶性聚合物和表面活性剂是实施化学驱的两种关键化学剂，通过聚合物的增粘性扩大驱替液的波及面积，通过表面活性剂的界面活性提高驱替液的驱油效率，进而实现大幅度提高原油采收油的目的。

如在蒸汽驱热力驱油操作中添加化学助剂，可将化学驱和蒸汽驱有机结合，添加的化学助剂可起到增强稠油流动性、有效抑制汽窜以及增加蒸汽作用面积、降低油水界面张力的作用，将有利于提高热力驱油采收率。事实上，化学助剂广泛应用于油田原油采出上，将化学辅助剂用以辅助热力驱油操作符合正常逻辑，因此在上个世纪80-90年代，美国进行了一系列的原油热采辅助化学剂评估实验，对石油行业通用的阴离子、阳离子及非离子表面活性剂进行了评估，但是不幸的是由于表面活性剂不能耐受蒸汽驱高达350℃的高温，即使采用段塞注入的方式，即在蒸气注入的间歇注入化学辅助剂，以避免化学辅助剂直接接触高温蒸气的操作方式，此系列实验仍然没有达到预期成果，其不耐高温性已经严重影响了化学驱技术在高温热采中的应用及推广。因此在整个90年代和21世纪初期，辅助蒸汽提高采收率的化学剂没有受到重视，化学剂辅助热力采油报道逐渐减少，2000年后在国外文献中的出现则非常罕见。但是2010年开始，随着世界各地油田进入蒸汽吞吐采收原油后期，特别是采用蒸汽吞吐多轮次后，石油开采量下降显著，此项技术逐渐开始受到重视。

由于地层岩石表面一般带负电荷，因此阳离子表面活性剂基本被排除在驱油用表面活性剂之外，目前驱油用表面活性剂主要是阴离子型、非离子型、高分子聚合物和两性型，可单独或复合使用，但均存在耐温性差、用量大，使用成本高等缺点，而且增产效果不显著；此外，由于辅助化学剂耐温性差，即使在热力驱油中使用，也不能直接蒸汽伴注，导致施工复杂，成本较高，目前急需开发有效的热力驱油辅助化学剂，以有效开采稠油油藏。

为此，国内外进行了大量研究和相关报道。CN201210103967.3公开了一种海上稠油热化学采油方法，其采用换热器将注入水加热至150℃-200℃，然后向注入水加入石油酸盐表面活性剂和/或无机盐催化剂后注入稠油油层进行驱油，对稠油有较好的乳化降粘效果，但是耐温性还是达不到蒸汽驱的要求，事实上这是一种助剂加热水驱油方法；CN201210088826.9公开了一种蒸汽驱辅助重力泄油采油方法，其是靠物理辅助手段而非化学驱手段进行采油，其增大了泄油速度，提高了稠油开采的采收率；CN201010144443.X公开了一种稠油型有藏开采方法，向油层中的原油顺利渗流中加入化学剂和热流体，有效解决原油在油层中的沥青质相析出问题，使油层中的原油顺利渗流至油井，然后让原油从油井中升至地面，大幅降低稠油型油藏开采成本，延长油井生产周期，增加油井产量；CN200910011365.3公开了一种底层催化氧化稠油热采方法，其在稠油蒸汽吞吐或蒸汽驱动过程中，注入一种具有催化氧化和裂化双功能的催化剂，并辅助以一定量的空气注入，在焖井或蒸汽驱期间在底层间发生催化氧化和裂化功能，使原油轻质化降粘，同时生成能改善原油流动性的表面活性剂。

然而，上述辅助剂均不能完全适用蒸汽驱采油的高温环境。开发合适的蒸汽辅助化学剂十分困难，其受诸多性能条件和现场油层条件的制约，另外受到蒸汽辅助采油高昂的蒸汽成本限制，要求蒸汽助剂必须成本低廉或使用量低。对于蒸汽助剂，其首先必须能耐受蒸汽操作时350℃左右的高温，而目前油田常用的表面活性剂或化学物质在此条件下，或者分解，或者失效，不能使用，此外并应能在提高蒸汽波及体积、增强稠油流动性、降低油水界面张力三个主要方面中的一个或几个方面起到切实可行的作用。现有技术中还没有研究开发出新型的适应强、功能范围广的稠油热采助剂，使之满足工业要求。

发明内容