一种采油工程驱替乳液配制方法及其应用

技术领域

本发明属于采油工程技术领域，具体涉及一种采油工程驱替乳液配制方法及其应用。

背景技术

大部分油田原始油藏的总体采出程度只有40％左右，而且随着勘探开发力度的不断加大，越来越多的低渗、特低渗油藏被发现，但开采难度大，如何利用好低渗、特低渗油藏中的剩余原油成为了关系经济能否继续快速发展的重要因素。三次采油技术是提高石油采收率中最有效的一种手段，对于低渗、特低渗油藏，利用表面活性剂乳液通过降低油水界面张力、改变润湿性能够起到提高采收率的目的。

油水间界面张力和油层岩石的润湿性作为驱油过程中涉及的两个重要参数，对原油在地下的分布、流动以及开采程度发挥着关键作用。常规离子型、非离子型表面活性剂都具有降低界面张力、降低喉道处油滴的毛管压力、减小油滴运动阻力、改变岩石表面的润湿性能力，同时还可以提高混合流体的渗流能力，提高驱油效率。

通过改变粘滞力和毛细管力对水润湿岩石的残余油饱和度具有影响。增加驱替相的驱替速度和(或)粘度可以改变粘滞力。减小界面张力，可以改变毛细管力。在通常水驱条件下，岩心中残余油饱和度普遍高，降低界面张力，残余油饱和度也明显下降。

刘建英等2001年在《安塞特低渗透油藏表面活性剂驱油先导研究》中优选了相应复合驱油剂，该驱油剂对于降低界面张力的能力较强，同时具有较强的乳化活性。

杨剑等2018年在《高效驱油表面活性剂的制备与应用研究》中说明在表面活性剂复配体系乳化系统中可将油/水界面张力降低至1.9×10

范华波等2019年在《可提高渗吸效率的阴非离子型表面活性剂制备与性能评价》中以烷基醇聚氧乙烯醚和马来酸酐为原料合成了阴非离子型表面活性剂AN211，其界面张力为3.37mN/m，水溶液在岩心中的渗吸效率可达48％。

在水驱油的过程中，水易于驱净亲水油层内的油，而对亲油油层内的则难以驱净。根据油田开发实践的统计资料，亲油油层的采收率目前只有45％左右，而亲水油层的采收率有的则可达到80％。对于亲油的油层，由于油优先润湿岩石的固体表面，油与固体表面存在较强的附着力，当注入水进入亲油孔道时，油与岩石表面的附着力牵制并阻碍石油在固体表面流动；而水的粘滞阻力较小，常沿孔道中心窜流。若增大注入速度，水窜超越作用将更为显著。注入水从孔隙中心穿过，固体表面就剩留下一层膜，这种油膜就是水驱油后的残余油形式之一。油层表面性质对开发效果的影响是明显的。如果这种不利影响在非均质比较严重的实际油层里出现，就会使层内非均质性对效果的影响更加尖锐地表现出来。

刘中云等2000年在《润湿性对采收率及相对渗透率的影响》中通过水驱实验证明亲水岩石采收率高于亲油岩石,而弱亲水岩石采收率最高，中性润湿性次之。

吴天江等2009年在《低渗透强亲油孔隙壁面对原油有较强的附着张力》中表明复合体系的油水界面张力不能完全活化残余油，因而采收率很低，岩石亲水性增强时采收率则逐渐提高。

党海龙2017在《鄂尔多斯盆地裂缝性低渗透油藏渗吸驱油研究》中表明润湿性是影响渗吸驱油的最主要因素，岩石越亲水，驱油动力增加，驱油效果越好；边界条件对渗吸驱油的影响主要是因为改变了渗吸接触面积，渗吸接触面积越大，渗吸效果越好；黏度对渗吸的影响较大，随黏度的降低渗吸效果明显变好。

赵国玺1991年在《表面活性剂物理化学》中表明，阴离子表面活性剂与非离子表面活性剂复配使用可以获得比单一表面活性剂更优良的洗涤性、润湿性及其他界面活性。刘德新、黄宏度等人研究认为并非所有情况均如此，2007年在《离子表面活性剂对石油氧化皂及其复配体系的界面活性的影响》中就石油羧酸盐及其与烷基苯磺酸盐的复配体系进行过与聚氧乙烯型非离子表面活性剂的复配研究，结果表明不同浓度的OP类和Tween类非离子表面活性剂对石油羧酸盐及其与烷基苯磺酸盐的复配体系和大庆原油的界面活性均有负面影响。

目前三次采油中应用的表面活性剂，无论是阴离子、非离子表面活性剂复配，还是阴离子、阳离子或两性离子表活剂复配，由于离子对的结构组成和不同活性基团的相互影响，以及在油田实际应用中的复杂性，很难在实际应用中同时获得超低界面张力及超强水湿。阴离子及阴、非离子混合性表活剂中阴离子通常为磺酸根、羧酸根、硫酸根，磺酸根水溶性差、不耐高温，硫酸根一般50℃以上很快水解，含羧酸跟的阴、非离子混合性表面活性剂及两性离子表面活性剂通常有机氯很难达到小于0.01％的行业应用标准，三次采油中应用的表面活性剂及其复配技术还有待进一步完善发展。

另外，长期以来存在一种传统观念，认为阳离子表面活性剂和阴离子表面活性剂在水溶液中不能混合，否则将失去表面活性或生成沉淀。但后来的研究表明，适当条件下阴离子表面活性剂和阳离子表面活性剂可以复配使用，不会产生沉淀或失去表面活性。由于阴离子表面活性剂和阳离子表面活性剂在溶液中形成混合胶束时不但没有单一表面活性剂情况下离子头的相同电荷间的斥力，而且正负离子之间的引力促进了两种离子间的缔合。

阴非、阳离子、非离子表活剂、醇及有机碱等复配乳液，具有界面性能、润湿性和渗透性好等优点，而具有超低界面张力、超强水湿是技术研究的关键。

发明内容

本发明的目的在于提供一种采油工程驱替乳液配制方法及其应用，解决三次采油常规表活剂乳液界面、润湿及耐矿化度性能差问题。

本发明的目的之一是提供上述采油工程驱替乳液配制方法，包括以下步骤：在容器中依次加入阴非离子表活剂、阳离子表活剂、表活剂复配增效剂、有机相、有机碱剂、络合剂、乳化剂、有机氯去除剂，其摩尔比为：N(阴非离子表活剂)：N(阳离子表活剂)：N(表活剂复配增效剂)：N(有机相)：N(有机碱剂)：N(络合剂)：N(乳化剂)：N(有机氯去除剂)＝(0.25～1):1:(0.125～0.5):(1～1.5)：(0.75～1.5)：(0.125～0.5)：(1～1.375)：(0.75～1.5)，加入溶剂水配制成质量浓度为0.00625％～0.4％的溶液，加热搅拌至55～65℃，以150～200转/分钟的转速连续搅拌90～120分钟，即得。

优选地，阴非离子表活剂包括脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸钠AEC9Na和烷基酚聚氧乙烯醚羧酸盐及烷基酚聚氧乙烯醚磺酸盐。

优选地，阳离子表面活性剂是指烷基R为C8～C18的季铵盐阳离子表面活性剂，更优选为C8～C18烷基三甲基氯化铵或C8～C18烷基三甲基溴化铵。

优选地，表活剂复配增效剂包括椰油酸二乙醇酰胺和烷基二乙醇胺。

优选地，有机相包括正戊醇、正己醇、正庚醇和正辛醇。

优选地，有机碱剂包括二乙醇胺和三乙醇胺。

优选地，络合剂包括柠檬酸钠和乙二胺四乙酸钠。

优选地，乳化分散剂是指能够使复配的表面活性剂乳液均匀乳化而不沉淀的非离子表面活性剂，更优选地包括脂肪醇聚氧乙烯醚AEO-9和十二十四醇聚氧乙烯醚MOA-9。

优选地，有机氯去除剂为甲酸钠或甲酸钾。

本发明的目的之二是提供了由上述方法制备的采油工程驱替乳液，其对原油界面张力≤10

本发明的目的之三是提供了上述采油工程驱替乳液在储层驱油中的用途，将其配制成质量浓度为0.05％～0.4％时的采油工程驱替水溶液，注入储层。

进一步的，所述采油工程驱替水溶液的浓度为0.2wt％。

本发明具备以下有益效果：

本发明提供的一种主要针对油田采油工程提高采收率领域的一种采油工程驱替乳液，对原油界面张力≤10

附图说明

图1是实施例1制备得到的不同浓度的驱替乳液与原油界面张力示意图；

图2是实施例1制备得到的不同浓度的驱替乳液对油湿石英玻璃片接触角示意图；

图3是实施例2制备得到的不同浓度的驱替乳液与原油界面张力示意图；

图4是实施例2制备得到的不同浓度的驱替乳液对油湿石英玻璃片接触角示意图；

图5是实施例3制备得到的不同浓度的驱替乳液与原油界面张力示意图；

图6是实施例3制备得到的不同浓度的驱替乳液对油湿石英玻璃片接触角示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明确，以下结合实例对其进行具体描述。有必要指出的是，以下实例仅用于本发明进行解释和说明，并不用于限定本发明。本领域技术人员根据上述发明内容所做的一些非本质的改进和调整，仍属于本发明的保护范围。

实施例1

一种采油工程驱替乳液配制方法，由脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸钠AEC9Na、十八烷基三甲基氯化铵、椰油酸二乙醇酰胺、正戊醇、三乙醇胺、柠檬酸钠、十二十四醇聚氧乙烯醚MOA-9、甲酸钠复配而成，在容器中依次加入0.005mol脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸钠AEC9Na、0.02mol十八烷基三甲基氯化铵、0.01mol椰油酸二乙醇酰胺、0.02mol正戊醇、0.015mol三乙醇胺、0.0025mol柠檬酸钠、0.02mol十二十四醇聚氧乙烯醚MOA-9、0.015mol甲酸钠，其摩尔比为：N(脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸钠AEC9Na)：N(十八烷基三甲基氯化铵)：N(椰油酸二乙醇酰胺)：N(正戊醇)：N(三乙醇胺)：N(柠檬酸钠)：N(十二十四醇聚氧乙烯醚MOA-9)：N(甲酸钠)＝0.25:1:0.5:1：0.75：0.125：1：0.75，加入余量溶剂水使配制乳液质量为100g。加热搅拌至55～65℃，以150～200转/分钟的转速连续搅拌90～120分钟，得到一种采油工程驱替乳液。

配制成不同质量浓度0.00625％～0.4％的采油工程驱替乳液水溶液，分别测试界面张力和润湿性。在温度95℃条件下，随着浓度增大，界面张力呈数量级变化，当质量浓度为0.05％时，采油工程驱替乳液与Z13油田原油界面张力即可达到10

在温度95℃条件下，水溶液矿化度达到100000mg/l时无微浑浊现象。

实施例2

一种采油工程驱替乳液配制方法，由烷基酚聚氧乙烯醚羧酸钠AEC9Na、十六烷基三甲基氯化铵、椰油酸二乙醇酰胺、正己醇、二乙醇胺、乙二胺四乙酸四钠、脂肪醇聚氧乙烯醚AEO-9、甲酸钾复配而成，在容器中依次加入0.01mol烷基酚聚氧乙烯醚羧酸钠AEC9Na、0.02mol十六烷基三甲基氯化铵、0.005mol椰油酸二乙醇酰胺、0.03mol正己醇、0.02mol二乙醇胺、0.005mol乙二胺四乙酸四钠、0.025mol脂肪醇聚氧乙烯醚AEO-9、0.02mol甲酸钾，其摩尔比为：N(脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸钠AEC9Na)：N(十六烷基三甲基氯化铵1631)：N(椰油酸二乙醇酰胺6501)：N(正己醇)：N(二乙醇胺)：N(乙二胺四乙酸四钠)：N(脂肪醇聚氧乙烯醚AEO-9)：N(甲酸钾)＝0.5:1:0.25:1.5：1：0.25：1.25：1，加入余量溶剂水使配制乳液质量为100g。加热搅拌至60℃，以150转/分钟的转速连续搅拌90分钟，得到一种采油工程驱替乳液。

配制成不同质量浓度0.00625％～0.4％的采油工程驱替乳液水溶液，分别测试界面张力和润湿性。在温度95℃条件下，随着浓度增大，界面张力呈数量级变化，当质量浓度为0.05％时，采油工程驱替乳液与Z13油田原油界面张力即可达到10

在温度95℃条件下，水溶液矿化度达到100000mg/l时无微浑浊现象。

实施例3

一种采油工程驱替乳液配制方法，由烷基酚聚氧乙烯醚磺酸钠、十二烷基三甲基氯化铵、十二烷基二乙醇胺、正辛醇、二乙醇胺、乙二胺四乙酸四钠、十二十四醇聚氧乙烯醚MOA-9、甲酸钠复配而成，在容器中依次加入0.02mol烷基酚聚氧乙烯醚磺酸钠、0.02mol十二烷基三甲基氯化铵、0.0025mol十二烷基二乙醇胺、0.02mol正辛醇、0.03mol二乙醇胺、0.01mol乙二胺四乙酸四钠、0.0275mol十二十四醇聚氧乙烯醚MOA-9、0.03mol甲酸钠，其摩尔比为：N(烷基酚聚氧乙烯醚磺酸钠)：N(十二烷基三甲基氯化铵)：N(十二烷基二乙醇胺)：N(正辛醇)：N(二乙醇胺)：N(乙二胺四乙酸四钠)：N(十二十四醇聚氧乙烯醚MOA-9)：N(甲酸钠)＝1:1:0.125:1：1.5：0.5：1.375：1.5，加入余量溶剂水使配制乳液质量为100g。加热搅拌至65℃，以200转/分钟的转速连续搅拌120分钟，得到一种采油工程驱替乳液。

配制成不同质量浓度0.00625％～0.4％的采油工程驱替乳液水溶液，分别测试界面张力和润湿性。在温度95℃条件下，随着浓度增大，界面张力呈数量级变化，当质量浓度≥0.05％时，采油工程驱替乳液与Z13油田原油界面张力即可达到10

在温度95℃条件下，水溶液矿化度达到100000mg/l时无微浑浊现象。

实施例4

S5-5井组含油层系为E

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。