[发明专利]一种可降低二氧化碳与原油最小混相压力的超临界二氧化碳微乳液

说明书

技术领域

本发明属于石油开采与油田化学技术领域，涉及一种降低二氧化碳与原油最小混相压力的方法，特别涉及一种采用亲二氧化碳表面活性剂降低二氧化碳与原油最小混相压力的方法。

背景技术

混相驱是指在多孔介质中，一种流体驱替另外一种流体时，由于两种流体之间发生扩散、传质作用，从而使两种流体能互相溶解而不存在分界面，这样就完全消除了界面张力，毛细管准数变为无限大，同时多孔介质中的毛细管力降为0，从而减少了毛管力对被驱流体的圈闭，理论上可使微观驱替效率达100％。二氧化碳混相驱油即是在地层高温条件下，原油中轻质烃类分子被二氧化碳析取到气相中，形成富含烃类的气相和溶解二氧化碳的液相(原油)两种状态。混合后的流体减小了二氧化碳单相的流动性，同时使原油的黏度下降，由此带来的油带移动是最有效的驱油过程。因此，混相驱的驱替效率远高于非混相驱的，但我国多数油藏属于陆相沉积，二氧化碳驱的最小混相压力(MMP)大于地层的破裂压力，无法进行混相驱，导致二氧化碳驱的驱油效果受到严重影响。因此，想办法将二氧化碳驱的最小混相压力降低至地层破裂压力以下，使二氧化碳与原油达到混相，可明显改善二氧化碳驱提高采收率的效果。

目前降低MMP的主要方法为向二氧化碳气体中混入大量的烃类气体，缺少烃类气体的油田很难开展这方面的应用，且注入油藏的烃类气体在驱替过程中可能会与二氧化碳发生分离，导致二氧化碳驱的MMP上升，达不到混相驱的要求。

最近有研究者尝试采用超临界二氧化碳微乳液以降低二氧化碳驱的最小混相压力。如董朝霞等采用AOT(二-(2-乙基己基)磺基琥珀酸钠作为表面活性剂，乙醇为助表面活性剂，得到了超临界二氧化碳微乳液，并研究了超临界二氧化碳微乳液与烷烃的最小混相压力，考察了烷烃碳数、温度、水和表面活性剂摩尔分数对超临界二氧化碳微乳液与烷烃的MMP影响。结果表明，超临界二氧化碳微乳液能降低烷烃与超临界二氧化碳间的最小混相压力，且随烷烃分子结构中碳数增加，最小混相压力降低幅度也越大。随后，Dong等研究了此超临界二氧化碳微乳液与大庆重油间的最小混相压力，结果发现，在温度为45℃的条件下，可将混相压力从24.55MPa降至22.02MPa，而且超临界二氧化碳微乳液的密度和黏度均高于超临界二氧化碳，在降低混相压力的同时还可提高波及系数，因此超临界二氧化碳微乳液可有效地提高采收率。但是，采用这种超临界二氧化碳微乳液降低混相压力的幅度相对较小，且这些研究并没有涉及到超临界二氧化碳微乳液与烷烃或原油体系中，表面活性剂、水、与烷烃或原油之间的相互作用关系，因此其降低混相压力的机理或关键影响因素并不清楚。另外，水与油本身是互不相溶的，水的引入可能并不是一个有利的因素。

从本质上来说，超临界二氧化碳与重油混相压力较高的主要原因是由于二氧化碳为非极性分子，并且具有较弱的范德华力和较低的介电常数，导致其溶解能力较弱，只有非极性小分子如碳原子数在20以内的脂肪烃、卤代烃、醛、酮、酯等溶于其中，而对于原油中的胶质、沥青质等极性大分子，即使压力达到30MPa以上，其溶解度仍然有限。因此，降低二氧化碳驱最小混相压力的核心问题是添加合适的表面活性剂或其他添加剂以提高超临界二氧化碳对原油中胶质、沥青质等极性大分子的溶解能力。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种采用亲二氧化碳表面活性剂来降低二氧化碳与原油最小混相压力的方法，使二氧化碳与原油在较低的压力下实现混相。

本发明的技术方案是这样实现的：一种可降低二氧化碳与原油最小混相压力的超临界二氧化碳微乳液，由亲二氧化碳表面活性剂、助溶剂和超临界二氧化碳组成；在使用的时候，将亲二氧化碳表面活性剂、助溶剂和超临界二氧化碳按照比例混合均匀，混合时的压力为8～20MPa、温度为40℃～90℃，然后注入油藏中。混合时的温度接近地层的温度(地层的温度的范围大都为40℃～90℃)，混合时的压力能够确保表面活性剂溶解。

上述可降低二氧化碳与原油最小混相压力的超临界二氧化碳微乳液，所述亲二氧化碳表面活性剂为如式(Ⅰ)所示的脂肪醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚：

其中：m＝2～10，n＝0～12，i＝9～17，且m、n和i均为整数。

上述可降低二氧化碳与原油最小混相压力的超临界二氧化碳微乳液，m＝6～8，n＝0～2，i＝13～15。

上述可降低二氧化碳与原油最小混相压力的超临界二氧化碳微乳液，所述亲二氧化碳表面活性剂为如式(Ⅱ)所示的烷基酚聚氧乙烯聚氧丙烯醚：