[发明专利]用于改善和强化采油应用的纳米表面活性剂

说明书

本文公开了适用于将含有纳米表面活性剂的流体注入含烃地层以强化采收作业的组合物和方法。该组合物的实施方案包含石油磺酸盐表面活性剂、矿物油以及两性离子型助表面活性剂。

技术领域

本公开涉及在高盐度和高温条件下稳定的纳米颗粒组合物。本公开还涉及制备此类纳米颗粒组合物的方法以及将此类纳米颗粒组合物用于改善和提高的采油应用的用途。

背景技术

目前的水驱作业得到的原位原油的采收率平均为约50％。在常规的基于表面活性剂的强化采油(EOR)应用中，大量表面活性剂用于油的流动和增溶。这主要是由于注入的大部分表面活性剂被吸附到井筒区域附近的岩石上或扩散到充满水的小孔中。为了将特定浓度的表面活性剂输送到远处的油储层，需要注入高浓度的表面活性剂，因为在到达目标油层之前表面活性剂通过吸附或扩散到闭端孔隙(dead-end pores)而产生损失。减少表面活性剂的损失的一种方法是增加表面活性剂在水中的量，通过增加给定段塞尺寸的表面活性剂的浓度或者增加给定浓度的表面活性剂的段塞尺寸这二者中的一者，从而向油/水界面输送充足的表面活性剂。其他方法使用牺牲性化学品以使岩石表面钝化并且使表面活性剂吸附最小化。总体而言，这些方法不能在地层中长时间保持表面活性剂的恒定浓度。这些技术也增加了目前表面活性剂强化采油技术的成本。

发明内容

本文公开和描述的实施方案解决了本领域的缺点，例如EOR组合物在高盐度和高温条件下缺乏长期稳定性。实施方案包括含有纳米表面活性剂的组合物，该组合物适用于注入含烃地层以强化采收作业。在一个实施方案中，EOR组合物包括纳米颗粒，该纳米颗粒含有磺酸盐表面活性剂、两性离子型助表面活性剂和矿物油。将这些纳米表面活性剂作为含有诸如钠、钙、镁和钾之类的阳离子的含水组合物进行输送。磺酸盐表面活性剂和两性离子型助表面活性剂形成粒径范围为约10纳米(nm)至100nm的纳米颗粒。纳米颗粒在高盐度和高温条件下是稳定的。在某些实施方案中，大部分纳米颗粒在至少100摄氏度(℃)的温度下至少三个月是稳定的。磺酸盐表面活性剂可选自由烷基磺酸盐、烷基芳基磺酸盐以及它们的组合所组成的组。在某些实施方案中，磺酸盐表面活性剂为石油磺酸盐。两性离子型助表面活性剂可包括椰油酰胺丙基羟磺基甜菜碱。

本文公开和描述的实施方案包括从含烃地层中采收烃类的方法。一种此类方法包括将含有纳米颗粒的流体引入含烃地层。通过使有效量的磺酸盐表面活性剂、两性离子型助表面活性剂和矿物油混合，从而形成纳米颗粒。该方法进一步包括使流体通过含烃地层以从所述含烃地层中驱替烃类；以及采收驱替出的烃类。磺酸盐表面活性剂和两性离子型助表面活性剂可形成粒径范围为约10nm至100nm的纳米颗粒。该纳米颗粒在高盐度和高温条件下是稳定的。在某些实施方案中，大部分纳米颗粒在至少100℃的温度下至少三个月是稳定的。磺酸盐表面活性剂可选自由烷基磺酸盐、烷基芳基磺酸盐以及它们的组合所组成的组。磺酸盐表面活性剂可包括石油磺酸盐。两性离子型助表面活性剂可包括椰油酰胺丙基羟磺基甜菜碱。