[发明专利]适合高温高含蜡油藏的无碱驱油体系及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种适合高温高含蜡油藏的无碱驱油体系及其应用。

背景技术

随着国民经济的迅速增长，国内石油供求矛盾日益突出，主要表现为油气资源相对较贫乏、石油的勘探开发和探明储量跟不上需求的增长、原油的采出程度比较低。有专家预测，2015年的原油缺口将达到1.84亿吨。这么大的缺口将要靠国际石油市场来解决，势必会对我国经济的持续发展产生重要影响，对国家的能源安全也构成极大威胁。为缓解我国石油资源匮乏、缩小原油产量缺口、保障我国石油安全，需要采取的重要措施之一就是要大幅度提高我国原油的采收率。例如，目前中国石化的平均采收率仅为28%，仍有超过70%的石油资源未能得到有效开发利用，致使大量剩余储量遗留在地下。如何进一步挖潜增效、开展三次采油，已成为亟待解决的课题之一。

在三次采油技术中，化学驱是我国提高采收率的主攻技术和方向，包括碱水驱、表面活性剂驱（胶束驱和微乳液驱）、聚合物驱和复合驱。在这些化学驱技术中，都离不开高效的表面活性剂，通过降低油水界面张力到超低程度（小于10^-2mN/m）使残余油流动以达到提高原油采收率的目的。早在20世纪20年代末30年代初的专利申请中，德格鲁特（De Groot）就曾提出水溶性表面活性剂有助于提高石油的采收率。用于三次采油的表面活性剂有阴离子表面活性剂、非离子表面活性剂、阴-非离子表面活性剂、两性离子表面活性剂、双子表面活性剂以及特种表面活性剂（如氟表面活性剂、硅表面活性剂和生物表面活性剂）等。目前，国内外采用最多的驱油用表面活性剂是以钠盐为主的阴离子表面活性剂，这类表面活性剂具有来源广、数量大、价格低的优点，并在普通油藏获得了成功应用（CN1458219A）。但是，阴离子表面活性剂的耐盐性能较差，难以胜任高矿化度的油藏环境。非离子表面活性剂耐盐、耐硬水的能力较强，具有良好的乳化性能，可产生超低界面张力，但对温度敏感，高温下容易析出，且对环境污染程度大，不宜大量使用。为此，人们开始了阴-非离子表面活性剂的研究，即将两种不同性质的非离子基团和阴离子基团设计在同一个表面活性剂分子中，使其兼具阴离子和非离子表面活性剂的优点，优势互补，具有优良的耐温抗盐性能，显示出良好的应用前景。双子表面活性剂具有区别于传统表面活性剂的特殊结构，赋予它具有超低界面张力、低临界胶束浓度、低Krafft点以及优良的润湿性等一系列独特性质，也引起了人们的极大兴趣。然而，目前国内开发的双子表面活性剂主要是阳离子双季铵盐型，存在吸附损耗大、成本高等缺点，丧失了应用的经济基础。特种表面活性剂由于价格极其昂贵，大部分还停留在室内基础研究阶段，难以在现场推广应用。两性离子表面活性剂分子中既有阴离子亲水基又有阳离子亲水基而呈现出两性，能适应较宽的PH值范围，对金属离子有较强的螯合作用，可用于高矿化度、较高温度的油层驱油，且能大大降低非离子型表面活性剂与阴离子型表面活性剂复配时的色谱分离效应。因此，两性离子表面活性剂的研究开发得到了人们越来越多的重视和关注，尤其是磺基甜菜碱类的两性表面活性剂已经成为三次采油领域研究的热点之一。

随着油田开采程度的日益深入，应用在普通油藏和高温高盐油藏中性能较好的表面活性剂在高温条件下不能与高含蜡原油形成超低界面张力，导致驱油效率变差，严重制约了高温高含蜡油田采收率的提高。为了更大限度地降低油/水界面张力，往往加入高浓度的碱（如氢氧化钠、碳酸钠等），例如，文献CN1439689A公开了一种碱-混合表面活性剂-聚合物的三元复合驱油体系及其应用，其中选用的碱为Na₂CO₃。然而，碱在使用过程中对地层和油井等带来巨大伤害，严重腐蚀设备和管道，在维修、维护上花费大量资金，大大增加了三次采油的经济成本。文献CN1334895A提出了一种采用α-烯烃衍生的烷基芳基磺酸盐表面活性剂采收含蜡原油的方法，所制得的产品是由碳原子数在12-58分布宽的α-烯烃与芳族化合物通过烷基化反应，再经磺化中和而制成的混合物，存在色谱分离效应引起驱油效果变差的问题，同时产品中含有芳基结构不易生物降解，对人体和环境的危害较大。

因此，针对现有技术的不足和单一表面活性剂难以满足高温高含蜡油藏条件下将油水界面张力降至超低、热稳定性好、配伍性好、无色谱分离等驱油要求，急需提供一种在无碱、高温油藏条件下化学结构稳定、能与高含蜡原油形成10^－3～10^－4mN/m超低界面张力、有效提高原油采收率的新型驱油体系，将提高采收率的范围拓展到高温高含蜡等苛刻油田的应用中。

发明内容