阅读说明：本技术 一种三元复合驱用驱油剂及三元复合驱油体系 (Oil displacement agent for ternary combination flooding and ternary combination flooding system ) 是由 朱焱 赵嵩 吴昊 刘红娟 陈思安 于 2020-06-17 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种三元复合驱用驱油剂及三元复合驱油体系,其中,所述三元复合驱用驱油剂,包括表面活性剂、聚丙烯酰胺及碱,其特征在于：所述碱中加入盐；所述盐,用于降低垢质的生成；所述三元复合驱油体系,包括所述的三元复合驱用驱油剂；解决现有复合驱生产成本高的问题。(The invention discloses an oil displacement agent for ternary combination flooding and a ternary combination oil displacement system, wherein the oil displacement agent for ternary combination flooding comprises a surfactant, polyacrylamide and alkali, and is characterized in that: adding a salt to the base; the salt is used for reducing the generation of scaling substances; the ternary complex oil displacement system comprises the oil displacement agent for ternary complex flooding; the problem of current combination flooding high in production cost is solved.)

一种三元复合驱用驱油剂及三元复合驱油体系

技术领域

本发明涉及油田化学驱采油技术领域，具体的是一种油田复合驱用驱油剂。

背景技术

三元复合驱在大幅度提高采收率同时，也在生产过程中导致诸多问题，其中生产成本过高是三元复合驱技术推广的最大难题，而药剂费用高和因结垢造成额外维护成本是生产成本高的两大原因。

(1)碱结垢给生产带来诸多难题

在三元复合驱的驱油剂配制过程中，由于配制用污水中含有成垢阳离子Ca²⁺、Mg^{2 +}，有的区块还含有Ba₂ ⁺；水中HCO₃ ^－、CO₃ ^2－与高浓碱相遇后，HCO₃ ^－全部转为CO₃ ^2－；同时体系中又出现了大量的OH^－， CO₃ ^2－和OH^－与Ca²⁺、Mg²⁺、Ba²⁺结合生成不溶于水的碳酸盐和氢氧化物，从而沉积成垢在管线、过滤器、阀组间及井筒。这些垢质的生成主要对油田生产带来以下问题：

①注采两端结垢严重，清防垢费用较高；

②结垢造成油井检泵率升高；

③清防垢工作工作量大，加大环保风险，增大管理难度。

(2)三元复合驱体系药剂费用较高

药剂费用占三元复合驱总生产成本的30％以上。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种油田三元复合驱用驱油剂，解决现有复合驱生产成本高的问题。

另外，本发明还提供一种三元复合驱油体系。

第一方面，所述的一种三元复合驱用驱油剂，包括表面活性剂、聚丙烯酰胺及碱，其特征在于：

所述碱中加入盐；

所述盐，用于降低垢质的生成。

进一步地，所述盐为氯化钠。

进一步地，所述碱为氢氧化钠和/或碳酸钠；

所述氯化钠与所述氢氧化钠和/或碳酸钠的重量比为5：1～9： 1。

进一步地，所述表面活性剂包括芳基脂肪叔胺与石油磺酸盐。

进一步地，所述芳基脂肪叔胺如式(I)所示：

其中：m＝7或8，n＝7或8，m+n＝15，R1、R2互相独立为H或 C₁-C₂的烷基，R₃、R₄相互独立为甲基。

进一步地，所述芳基脂肪叔胺与所述石油磺酸盐的重量比为 3：1～7：1。

进一步地，所述聚丙烯酰胺为抗碱型聚丙烯酰胺。

进一步地，所述抗碱型聚丙烯酰胺，其组分及其重量份数为：丙烯酰胺100-200份，丙烯酸10-30份，非离子单体5-12份，AMPS 5-20份，水200-400份，乙二胺四乙酸二钠0.01～0.04份；

其制备方法包括以下步骤：

(1)将丙烯酰胺、丙烯酸、非离子单体、AMPS、和水混合，搅拌均匀，用质量百分比浓度为10％的氢氧化钠溶液调节pH值为7～ 7.5，加入乙二胺四乙酸二钠进行搅拌均匀；

(2)将步骤(1)配制好的溶液加入反应器中，搅拌速度控制在 680-720r/min，控制反应体系温度在8-12℃，通氮气20min，加入 1#引发剂0.03～0.06重量份，10min后加入2#引发剂0.01～0.04 重量份及3#引发剂0.01～0.04重量份，待体系升温2℃后停止通氮气，反应升至最高温度后熟化4小时，降至室温；

(3)将步骤(2)中得到的聚合物造粒、烘干、粉碎、筛分，制得成品；

其中，所述1#引发剂为偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈或偶氮二异丁基脒盐酸盐中的一种或多种；

所述2#引发剂为过硫酸铵、过硫酸钾或过硫酸钠中的一种或多种；

所述3#引发剂为亚硫酸氢钠、硫代硫酸钠或三乙醇胺中的一种或多种。

第二方面，一种三元复合驱油体系，其特征在于：

包括第一方面任一项所述的三元复合驱用驱油剂。

进一步地，所述表面活性剂的质量浓度为0.3％，所述碱与所述盐之和的质量浓度为1.2％。

本发明具有如下有益效果：

本发明的三元复合驱用驱油剂，与现有技术比较，采用不会导致结垢的氯化钠替代部分碱(氢氧化钠或碳酸钠)配制三元体系，在满足三元体系基本性能及可以承受氯化钠对金属的腐蚀的前提下，有效降低碱的结垢程度，从而降低因结垢造成的额外维护成本，解决了现有复合驱生产成本高的问题。

附图说明

通过以下参考附图对本发明实施例的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优点更为清楚，在附图中：

图1是不同盐/碱对污水中悬浮物含量对比；

图2是不同盐/碱对金属管线腐蚀影响；

图3是作为空白对比的弱碱三元体系界面张力活性图；

图4是本发明实施例1的三元复合驱油体系界面张力活性图；

图5是本发明实施例2的三元复合驱油体系界面张力活性图；

图6是本发明实施例1的三元复合驱油体系弹性情况；

图7是本发明实施例2的三元复合驱油体系TSI图表；

图8是本发明实施例2的三元复合驱油体系抗吸附性图表；

具体实施方式

以下基于实施例对本发明进行描述，但是值得说明的是，本发明并不限于这些实施例。在下文对本发明的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。然而，对于没有详尽描述的部分，本领域技术人员也可以完全理解本发明。

此外，本领域普通技术人员应当理解，所提供的附图只是为了说明本发明的目的、特征和优点，附图并不是实际按照比例绘制的。

同时，除非上下文明确要求，否则整个说明书和权利要求书中的“包括”、“包含”等类似词语应当解释为包含的含义而不是排他或穷举的含义；也就是说，是“包含但不限于”的含义。

实施例1

本实施例的三元复合驱用驱油剂所用的复合盐/碱中，盐是氯化钠，碱是氢氧化钠，盐/碱复配的重量比为氯化钠：氢氧化钠＝7： 1；复合表面活性剂分别为石油磺酸盐与芳基脂肪叔胺，重量比石油磺酸盐：芳基脂肪叔胺＝4：1。

其中，芳基脂肪叔胺是专利号201010609253.0的实施例1得到的N，N-二甲基，甲苯基α十八叔胺。

抗碱聚丙烯酰胺是专利号201810984982.0的实施例1得到的成品。

利用本实施例的三元复合驱用驱油剂配制三元复合驱油体系，其中，三元复合驱用驱油剂的各个药剂的质量百分含量分别为：复合盐/碱浓度1.2％，复合表面活性剂浓度0.3％，抗碱聚丙烯酰胺浓度0.15％，其余为油田污水。

具体配制步骤如下：

使用油田污水分别配制5％质量浓度复合盐/碱溶液，5％质量浓度复合表面活性剂溶液，0.5质量浓度抗碱聚丙烯酰胺溶液；

根据三元复合驱体系中复合盐/碱浓度1.2％，复合表面活性剂浓度0.3％，抗碱聚丙烯酰胺浓度0.15％的要求计算好各药剂加入量，按顺序加入0.5质量浓度抗碱聚丙烯酰胺溶液、5％质量浓度复合表面活性剂溶液、5％质量浓度复合盐/碱溶液，并加入污水进行稀释，形成本实施例1的三元复合驱油体系。

本实施例的三元复合驱油体系与现有的弱碱三元体系的配制方法相同。

实施例2

本实施例的复合盐/碱中，盐是氯化钠，碱是氢氧化钠，盐/碱复配的重量比为氯化钠：氢氧化钠＝7：1；复合表面活性剂中石油磺酸盐与芳基脂肪叔胺的重量比＝4：1。

其中，芳基脂肪叔胺是专利号201010609253.0的实施例1得到的N，N-二甲基，甲苯基α十八叔胺。

抗碱聚丙烯酰胺是专利号201810984982.0的实施例1得到的成品。

利用本实施例的三元复合驱用驱油剂配制三元复合驱油体系，其中，三元复合驱用驱油剂的各个药剂的质量百分含量分别为：复合盐/碱浓度1.2％，复合表面活性剂浓度0.3％，抗碱聚丙烯酰胺浓度0.12％，其余为油田污水。

具体配制步骤同实施例1。

实验例1：复合盐/碱对污水结垢影响及对金属管线腐蚀影响对比实验

一、盐/碱复合对污水结垢影响

以现有三元复合驱油体系现场注入碱浓度1.2％为例，采用在油田污水中分别加入碱及复合盐/碱后悬浮物含量的方式，得到图1所示的实验结果，由图1所示，说明采用复合盐/碱替代碱(氢氧化钠和碳酸钠)，可抑制污水中悬浮物含量，降低结垢程度。

二、复合盐/碱对金属管线腐蚀影响

根据Q/SY DQ0605-2006《大庆油田油藏水驱注水水质指标及分析方法》，应≤0.076mm/a。实验采用油田污水分别配制1.2％浓度的复合盐(复合盐中氯化钠：氢氧化钠的重量比分别为5:1、7:1、 9:1及11:1)溶液及1.2％质量浓度的碳酸钠溶液，进行金属挂片腐蚀实验，得到图2所示的实验结果。

由图2所示，实验中复合盐及碳酸钠平均腐蚀速率均低于 0.076mm/a，数据接近，说明采用少量氢氧化钠与氯化钠复配成复合盐对金属腐蚀程度小。

实验例2：

图3是作为空白对比的弱碱三元体系界面张力活性图，图4是本发明实施例1的三元复合驱油体系界面张力活性图；图5是本发明实施例2的三元复合驱油体系界面张力活性图；其中，弱碱三元体系即现有三元复合驱油体系，弱碱三元体系中各种药剂含量分别为碳酸钠质量浓度1.2％，石油磺酸盐质量浓度0.3％，常规聚丙烯酰胺质量浓度0.2％。

根据图3、图4、图5，采用复合盐/碱替代碱配制的三元复合驱油体系与弱碱三元体系界面活性范围基本一致，说明本实施例1和实施例2的三元复合驱油体系可以有效降低油水界面张力，保证驱油效果。

实验例3：

图6是实施例1的三元复合驱油体系弹性情况，在同粘度情况下，实施例1的三元复合驱油体系第一法向应力差高于弱碱三元体系，说明实施例1的三元复合驱油体系弹性模量较高，有利于驱油效果的提高。

实验例4：

图7是实施例2的三元复合驱油体系TSI图表，TSI即动力学不稳定指数，通过仪器扫描乳状液透射光与背散射光计算而得，累积乳状液内光强变化可从宏观上直接反映乳状液内液滴的稳定程度，当乳状液内液滴运移并发生聚并时，透射光与背散射光也会随之变化，TSI也随之升高，TSI越大说明乳状液越不稳定。图7中与弱碱三元体系相比，本实施例2的三元复合驱油体系TSI变化幅度较小，说明同条件下本实施例2的三元复合驱油体系与原油所形成乳状液较为稳定，证明本实施例2的三元复合驱油体系乳化能力强于弱碱三元体系。

实验例5：

图8是实施例2的三元复合驱油体系抗吸附性图表，同条件下实施例2的三元复合驱油体系经第三次油砂吸附后界面张力依然能够达到超低，比弱碱三元体系多一次，说明实施例2的三元复合驱油体系抗吸附能力强于弱碱三元体系。

对比例1

表1是本发明实施例2的三元复合驱油体系贝雷岩心物模实验，根据5组平行实验结果，同粘度条件下(体系粘度30mPa.s)，实施例2的三元复合驱油体系比弱碱三元体系平均提高采收率10％以上，驱油效果良好。

表1

对比例2

表2是本发明实施例2的三元复合驱油剂与弱碱三元体系药剂成本对比，以某复合驱区块为例，根据油藏方案计算对比该区块全过程药剂成本支出，乳化剂复配石油磺酸盐对表面活性剂成本支出基本无影响，采用复合盐替代碳酸钠可节约单剂成本42.3％，采用抗碱型聚丙烯酰胺替代水解聚丙烯酰胺，按区块聚丙烯酰胺注入浓度为0.18％计算，同粘对比可节约药剂用量25％，节约药剂成本 6.2％；配方优化后的实施例2的三元复合驱油体系与弱碱三元体系相比，药剂成本支出可降低11.4％。

表2

以上所述实施例仅为表达本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形、同等替换、改进等，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。