專利名稱：活性堿及其在多元化學(xué)復(fù)合驅(qū)中的應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
發(fā)明涉及一種提高油田采收率的復(fù)合驅(qū)活體系領(lǐng)域，更具體地說，是涉及一種活性堿及其在多元化學(xué)復(fù)合驅(qū)中的應(yīng)用。
背景技術(shù)：
早在60年代，國外就已經(jīng)有了復(fù)合驅(qū)的文獻(xiàn)報(bào)道和專利介紹。其主要涉及聚合物/表面活性劑體系、聚合物/堿(碳酸鈉)驅(qū)體系、聚合物/表面活性劑/堿三元體系驅(qū)，其中對聚合物/堿體系進(jìn)行了大量的室內(nèi)研究，并在油田進(jìn)行了先導(dǎo)性試驗(yàn)，取得了一定效果。
我國在復(fù)合驅(qū)方面也開展了大量的室內(nèi)研究和現(xiàn)場試驗(yàn)，并且在大慶、勝利、新疆已經(jīng)進(jìn)行了現(xiàn)場試驗(yàn)，提高了一定的采油效率。但目前普遍使用的堿/聚化學(xué)復(fù)合驅(qū)體系中仍存在著不少問題，例如注入流程管線嚴(yán)重結(jié)垢、體系粘度不穩(wěn)定、乳化效果差以及對油藏的破壞性等諸多問題，這直接影響堿/聚復(fù)合驅(qū)以及將來多元化學(xué)復(fù)合驅(qū)體系在油藏中能有效的控制流度比能力，更不能有效的擴(kuò)大波及效率，達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，同時制約了最佳經(jīng)濟(jì)效果。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種能夠節(jié)省成本、提高油田采收率的活性堿及其在多元化學(xué)復(fù)合驅(qū)中的應(yīng)用。
本發(fā)明活性堿，通過下述技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)，由以下組分按所述重量百分比組成磷酸三鈉45～55％、碳酸鈉40～50％、十二烷基苯磺酸鈉2～15％。
本發(fā)明活性堿的最佳配比為磷酸三鈉50％、碳酸鈉47％、十二烷基苯磺酸鈉3％。
本發(fā)明活性堿應(yīng)用于多元化學(xué)復(fù)合驅(qū)形成多元化學(xué)復(fù)合驅(qū)復(fù)配體系。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比較具有如下有益效果1)解決了碳酸鈉在油井污水條件下不能有效降低油水界面張力的問題，本發(fā)明使用油井污水配制，在較低的濃度(0.2％)時，即可達(dá)到10-3mN/m以下的超低界面張力。
2)本發(fā)明與聚合物復(fù)配后形成復(fù)合驅(qū)體系，復(fù)合體系與原油仍產(chǎn)生了10-3mN/m的超低界面張力。
3)本發(fā)明對油田原油具有很強(qiáng)的乳化作用。
4)本發(fā)明與聚合物復(fù)配后，其熱穩(wěn)定性好。
5)使用本發(fā)明的活性堿解決了工藝流程的結(jié)垢問題。
6)本發(fā)明應(yīng)用于多元化學(xué)復(fù)合驅(qū)形成多元化學(xué)復(fù)合驅(qū)復(fù)配體系在擴(kuò)大試驗(yàn)區(qū)油藏條件下，室內(nèi)物理模擬實(shí)驗(yàn)結(jié)果比水驅(qū)提高采收率17％以上。


圖1是復(fù)合體系界面張力曲線圖；圖2是驅(qū)油效率曲線圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步描述。
實(shí)施例1活性堿由磷酸三鈉45kg、碳酸鈉40kg、十二烷基苯磺酸鈉15kg組成。
實(shí)施例2活性堿由磷酸三鈉55kg、碳酸鈉40kg、十二烷基苯磺酸鈉5kg組成。
實(shí)施例3活性堿由磷酸三鈉48kg、碳酸鈉50kg、十二烷基苯磺酸鈉2kg組成。
實(shí)施例4活性堿由磷酸三鈉50kg、碳酸鈉47kg、十二烷基苯磺酸鈉3kg組成。
下面對本發(fā)明在多元復(fù)合驅(qū)中的應(yīng)用做詳細(xì)描述一、在二元復(fù)合驅(qū)中的應(yīng)用二元復(fù)合驅(qū)提高采收率技術(shù)由兩個核心指標(biāo)組成，一是產(chǎn)生超低油水界面張力，二是具有較好的體系穩(wěn)定性，兩個指標(biāo)缺一不可。
利用本發(fā)明實(shí)施例2(型號NPS-1)、實(shí)施例4(型號NPS-2)、實(shí)施例3(型號NPS-3)在大港羊三木油田三斷塊館二上油組進(jìn)行研究。
(一)、界面張力實(shí)驗(yàn)研究堿與原油中的有機(jī)酸發(fā)生皂化反應(yīng)生成表面活性劑進(jìn)而降低油水界面張力，提高復(fù)合體系的驅(qū)油效率。其界面張力的降低程度是研究活性堿的關(guān)鍵因素，決定了二元復(fù)合驅(qū)是否可行。實(shí)驗(yàn)在羊三木油田三斷塊擴(kuò)大試驗(yàn)區(qū)油水條件下進(jìn)行。
本發(fā)明型號NPS-1、NPS-2、NPS-3；油樣羊12-17井原油；水樣羊三木油田注聚站污水；實(shí)驗(yàn)溫度63℃。
在八十年代末，在清水條件下，用碳酸鈉可使油水界面張力降低到10-2mN/m。
在目前污水條件下，用羊三木污水配制碳酸鈉溶液，在碳酸鈉濃度達(dá)到1.5％時，仍不能有效地降低油水界面張力，這與八十年代實(shí)驗(yàn)測得的結(jié)果相比差距很大。
所以在目前羊三木污水條件下，本發(fā)明(NPS-1、NPS-2、NPS-3)在較低的濃度(0.15％)時，即可達(dá)到超低界面張力。
碳酸鈉及本發(fā)明活性堿與原油界面張力實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù) 表一

在目前羊三木油田原油和注入污水條件下，能夠達(dá)到較為理想的降低油水界面張力的堿的類型為本發(fā)明活性堿，其降低油水界面張力的性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于碳酸鈉。
(二)、乳化實(shí)驗(yàn)研究堿對原油的乳化性能同樣是評價堿能否提高洗油效率的重要指標(biāo)之一。堿與原油產(chǎn)生乳化作用，在油層孔隙中將產(chǎn)生乳化攜帶、乳化夾帶、乳化捕及、乳化分散、乳狀液增粘擴(kuò)大波及體積等全部微乳液驅(qū)油的作用機(jī)理(被稱為在位微乳液驅(qū))，可大幅度提高采收率。所以，堿與原油的乳化性能同樣是評價復(fù)合驅(qū)油體系可行性的重要指標(biāo)之一。
1)實(shí)驗(yàn)條件堿碳酸鈉，型號NPS-1、NPS-2、NPS-3；油樣羊12-17井原油；水樣羊三木油田注聚站污水；實(shí)驗(yàn)溫度63℃。
兩種堿在同等條件下，分別上下?lián)u動20次，靜止30分鐘進(jìn)行觀察描述。
2)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表二。
油水乳化實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表 表二


注-表示不能乳化，油水界面清晰；+表示能夠乳化，油水界面較清晰；++表示乳化效果較好，油水界面模糊；+++表示乳化效果好，基本無油水界面；++++表示油水完全混溶，形成膠束溶液。
對實(shí)驗(yàn)分析可得①碳酸鈉溶液濃度由0.1％至1.5％，在搖動過后的初期，能夠發(fā)生乳化現(xiàn)象，但乳化現(xiàn)象很快消失，油水很快分層，界面清晰可見，乳化效果差。
②NPS-1、NPS-3在低濃度0.1％、0.15％、0.2％條件下，油水分層略明顯，從0.3％濃度以上油水相全部混溶，NPS-2濃度由0.2％至1.5％油水相全部混溶效果最好。
綜上分析可見，本發(fā)明對羊三木原油的乳化性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于碳酸鈉。
(三)、靜吸附性研究二元復(fù)合驅(qū)體系在驅(qū)油過程中，將與油層中的原油和巖石礦物接觸，產(chǎn)生吸附作用。如果吸附量隨堿濃度的增加而升高，將影響堿在油層中的運(yùn)移和驅(qū)油。為此，用羊三木油田實(shí)驗(yàn)區(qū)目的層的油砂進(jìn)行堿靜吸附實(shí)驗(yàn)，以了解堿的吸附狀況。
1)實(shí)驗(yàn)條件堿NPS-2；油砂羊10-36井油砂；水樣羊三木油田注聚站污水；實(shí)驗(yàn)溫度63℃。
2)實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表三。
從實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析可見，隨堿濃度的升高，本發(fā)明的吸附量呈下降的趨勢。該實(shí)驗(yàn)結(jié)果有利于復(fù)合體系驅(qū)油提高采收率。
吸附實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表 表三

二、本發(fā)明在多元化學(xué)復(fù)合驅(qū)中的應(yīng)用
(一)、復(fù)合體系界面張力實(shí)驗(yàn)研究單純的本發(fā)明活性堿溶液與擴(kuò)大試驗(yàn)區(qū)原油可產(chǎn)生超低油水界面張力，但與新型聚合物匹配后，是否仍能降低油水界面張力，取決于兩種物質(zhì)是否相匹配。
用羊三木油田污水配制活性堿(NPS-2)/聚合物(任意一種聚合物)的復(fù)合體系，聚合物濃度1500mg/L，活性堿(NPS-2)的濃度為0.2～1.5％，在63℃條件下，測定其與羊12-17井原油的界面張力，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見圖1。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析聚合物與活性堿(NPS-2)復(fù)配的復(fù)合體系與原油作用，對測定的復(fù)合體系與原油的界面張力產(chǎn)生了一定的影響，都產(chǎn)生了超低界面張力，達(dá)到了10-2mN/m以下，滿足了復(fù)合驅(qū)的低界面張力要求。
(二)、堿與聚合物的匹配性實(shí)驗(yàn)研究一般來說，常規(guī)的聚合物，如法國產(chǎn)聚合物3630S，與堿接觸共存后會產(chǎn)生降粘現(xiàn)象，從而影響復(fù)合體系增粘作用。為此，用聚合物與本發(fā)明活性堿進(jìn)行了匹配性實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
1)實(shí)驗(yàn)條件聚合物油井污水聚合物；堿(NPS-2)；水樣羊三木油田注聚站污水；2)實(shí)驗(yàn)結(jié)果NPS-2對聚合物沒有降粘作用，保持原有濃度粘度值。
(三)、復(fù)合驅(qū)體系熱穩(wěn)定性研究復(fù)合體系的驅(qū)油過程在油層中將經(jīng)歷幾個月或幾年的時間，在漫長的驅(qū)油過程中，復(fù)合體系的熱穩(wěn)定性至關(guān)重要。熱穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)的周期一般為3個月，三個月之內(nèi)曲線平緩后，則認(rèn)為體系是穩(wěn)定的。
1)實(shí)驗(yàn)條件聚合物；堿NPS-2；水羊三木注入污水；實(shí)驗(yàn)溫度63℃；2)實(shí)驗(yàn)條件及步驟①配制聚合物溶液，濃度1500mg/L；②聚合物溶液分別加入活性堿(濃度0.6％)，穩(wěn)定劑(0.03％)；
③分別做除氧與不除氧實(shí)驗(yàn)，放入63℃恒溫箱后測粘度記錄。
3)實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表四。
復(fù)合驅(qū)體系熱穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)表四

從表四分析可見①在未加穩(wěn)定劑的條件下，聚合物的穩(wěn)定性均較差，粘度僅為5mPa.s.。
②在加入穩(wěn)定劑的條件下，聚合物復(fù)合體系的粘度為39.5mPa.s，已經(jīng)處于穩(wěn)定狀態(tài)。
③為保證復(fù)合體系穩(wěn)定性，在聚合物中必須加入穩(wěn)定劑，而且污水需做除氧處理。
(四)、活性堿與碳酸鈉結(jié)垢對比實(shí)驗(yàn)研究堿/聚合物驅(qū)先導(dǎo)試驗(yàn)過程中出現(xiàn)了嚴(yán)重的結(jié)垢現(xiàn)象。結(jié)垢影響了復(fù)合體系地面注入的正常進(jìn)行，嚴(yán)重的還會造成地層結(jié)垢或油井結(jié)垢。解決結(jié)垢的常規(guī)辦法是在體系中加入阻垢劑，但增加了體系的成本。因此，篩選不結(jié)垢的堿型就顯得非常有必要。我們在實(shí)驗(yàn)室用本發(fā)明活性堿和碳酸鈉進(jìn)行結(jié)垢實(shí)驗(yàn)對比。
1)實(shí)驗(yàn)條件堿碳酸鈉、NPS-2；水樣羊三木油田注聚站污水；實(shí)驗(yàn)溫度室內(nèi)常溫。
2)實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表五。
碳酸鈉與活性堿結(jié)垢實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表 表五

從表五可以看出①碳酸鈉明顯結(jié)垢而且濃度越高結(jié)垢越嚴(yán)重，目測觀察到瓶底出現(xiàn)明顯的白色垢質(zhì)，需要用鹽酸清洗。
②本發(fā)明活性堿沒有結(jié)垢跡象。
三、本發(fā)明應(yīng)用于多元化學(xué)復(fù)合驅(qū)形成的復(fù)合驅(qū)體系室內(nèi)物理模擬實(shí)驗(yàn)研究(一)、復(fù)合驅(qū)室內(nèi)巖心驅(qū)油實(shí)驗(yàn)研究1)實(shí)驗(yàn)條件原油羊三木油田三斷塊擴(kuò)大試驗(yàn)區(qū)羊12-17井原油；原油粘度530mPa.s；實(shí)驗(yàn)溫度63℃；復(fù)合體系0.6％NPS-2+1500mg/L A2聚合物，將復(fù)合體系溶液用粉碎機(jī)剪切后，粘度范圍在45mPa.s左右，然后裝入中間容器備用；實(shí)驗(yàn)用水羊三木油田三斷塊的污水處理站污水，用0.45μm微孔濾膜過濾；巖心人造非均質(zhì)巖心，巖心縱向非均質(zhì)級差為1∶2∶4，平均水相滲透率為1.705～3.410μm2，孔隙度為28.19％左右，巖心長20.0cm；驅(qū)替流速5米/天；驅(qū)替步驟水驅(qū)2PV，含水98％時轉(zhuǎn)注→0.6PV化學(xué)劑驅(qū)(0.5PV復(fù)合體系+0.1PV堿或聚合物)→2.4PV水驅(qū)結(jié)束實(shí)驗(yàn)，累計(jì)注入孔隙體積5PV。
2)實(shí)驗(yàn)結(jié)果室內(nèi)巖心驅(qū)油物理模擬實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表 表六


①注入壓力曲線結(jié)果顯示，活性堿/聚合物復(fù)合體系與羊三木污水配伍性良好，在滲透率為3.410μm2的條件下，能建立起較高的阻力系數(shù)和殘余阻力系數(shù)。
②表六和圖2，從圖2驅(qū)油效率曲線結(jié)果顯示，純水驅(qū)從2PV～5PV采收率提高值為7.35％；純聚合物驅(qū)從2PV～5PV采收率提高值為13.71％；碳酸鈉/聚合物復(fù)合體系(聚合物+Na2CO3)/聚合物驅(qū)從2PV～5PV采收率提高值為13.64％；活性堿/聚合物復(fù)合體系(聚合物+NPS)/聚合物]驅(qū)從2PV～5PV采收率提高值為24.69％。表明活性堿復(fù)合體系對羊三木擴(kuò)大試驗(yàn)區(qū)具有較強(qiáng)的提高采收率的功效。
③碳酸鈉與聚合物復(fù)配后，由于油水界面張力不能有效的降低，僅為3～5mN/m，所以，與純聚合物驅(qū)的提高采收率幅度基本相同，堿并沒有發(fā)揮作用。
④活性堿/聚合物復(fù)合驅(qū)油體系由于較強(qiáng)的降低油水界面張力作用及增粘作用，在原油粘度為530mPa.s，巖心滲透率為3μm2條件下，可比水驅(qū)提高采收率17％左右，適合于羊三木油田堿聚合物驅(qū)擴(kuò)大試驗(yàn)區(qū)提高采收率。
權(quán)利要求
1.一種活性堿，其特征是，由以下組分按所述重量百分比組成磷酸三鈉45～55％、碳酸鈉40～50％、十二烷基苯磺酸鈉2～15％。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的活性堿，其特征是，由以下組分按所述重量百分比組成磷酸三鈉50％、碳酸鈉47％、十二烷基苯磺酸鈉3％。
3.權(quán)利要求1所述活性堿在多元化學(xué)復(fù)合驅(qū)中的應(yīng)用。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種能夠節(jié)省成本、提高油田采收率的活性堿及其在多元化學(xué)復(fù)合驅(qū)中的應(yīng)用。本發(fā)明活性堿，由以下組分按所述重量百分比組成磷酸三鈉45～55％、碳酸鈉40～50％、十二烷基苯磺酸鈉2～15％。本發(fā)明活性堿應(yīng)用于多元化學(xué)復(fù)合驅(qū)形成多元化學(xué)復(fù)合驅(qū)復(fù)配體系，在擴(kuò)大試驗(yàn)區(qū)油藏條件下，室內(nèi)物理模擬實(shí)驗(yàn)結(jié)果比水驅(qū)提高采收率17％以上。本發(fā)明對油田原油具有很強(qiáng)的乳化作用；使用本發(fā)明的活性堿解決了工藝流程的結(jié)垢問題。
文檔編號C09K8/58GK1931956SQ20061001614
公開日2007年3月21日 申請日期2006年10月13日 優(yōu)先權(quán)日2006年10月13日
發(fā)明者吳濤 申請人:天津圣弗藍(lán)工貿(mào)有限公司