[發(fā)明專利]一種可降低二氧化碳與原油最小混相壓力的超臨界二氧化碳微乳液

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510053933.1
• 申請日: 2015-02-02
• 公開（公告）號: CN104610953B
• 公開（公告）日: 2017-10-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 羅輝;范維玉;王芳;李兆敏;張超;南國枝;李賓飛;李松巖;鹿騰
• 申請（專利權(quán)）人: 中國石油大學(xué)（華東）
• 主分類號: C09K8/594
• 分類號: C09K8/594;C09K8/584
• 代理公司: 北京權(quán)泰知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)11460
• 代理人: 王道川

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于石油開采與油田化學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種降低二氧化碳與原油最小混相壓力的方法，特別涉及一種采用親二氧化碳表面活性劑降低二氧化碳與原油最小混相壓力的方法。

背景技術(shù)

混相驅(qū)是指在多孔介質(zhì)中，一種流體驅(qū)替另外一種流體時(shí)，由于兩種流體之間發(fā)生擴(kuò)散、傳質(zhì)作用，從而使兩種流體能互相溶解而不存在分界面，這樣就完全消除了界面張力，毛細(xì)管準(zhǔn)數(shù)變?yōu)闊o限大，同時(shí)多孔介質(zhì)中的毛細(xì)管力降為0，從而減少了毛管力對被驅(qū)流體的圈閉，理論上可使微觀驅(qū)替效率達(dá)100％。二氧化碳混相驅(qū)油即是在地層高溫條件下，原油中輕質(zhì)烴類分子被二氧化碳析取到氣相中，形成富含烴類的氣相和溶解二氧化碳的液相(原油)兩種狀態(tài)。混合后的流體減小了二氧化碳單相的流動性，同時(shí)使原油的黏度下降，由此帶來的油帶移動是最有效的驅(qū)油過程。因此，混相驅(qū)的驅(qū)替效率遠(yuǎn)高于非混相驅(qū)的，但我國多數(shù)油藏屬于陸相沉積，二氧化碳驅(qū)的最小混相壓力(MMP)大于地層的破裂壓力，無法進(jìn)行混相驅(qū)，導(dǎo)致二氧化碳驅(qū)的驅(qū)油效果受到嚴(yán)重影響。因此，想辦法將二氧化碳驅(qū)的最小混相壓力降低至地層破裂壓力以下，使二氧化碳與原油達(dá)到混相，可明顯改善二氧化碳驅(qū)提高采收率的效果。

目前降低MMP的主要方法為向二氧化碳?xì)怏w中混入大量的烴類氣體，缺少烴類氣體的油田很難開展這方面的應(yīng)用，且注入油藏的烴類氣體在驅(qū)替過程中可能會與二氧化碳發(fā)生分離，導(dǎo)致二氧化碳驅(qū)的MMP上升，達(dá)不到混相驅(qū)的要求。

最近有研究者嘗試采用超臨界二氧化碳微乳液以降低二氧化碳驅(qū)的最小混相壓力。如董朝霞等采用AOT(二-(2-乙基己基)磺基琥珀酸鈉作為表面活性劑，乙醇為助表面活性劑，得到了超臨界二氧化碳微乳液，并研究了超臨界二氧化碳微乳液與烷烴的最小混相壓力，考察了烷烴碳數(shù)、溫度、水和表面活性劑摩爾分?jǐn)?shù)對超臨界二氧化碳微乳液與烷烴的MMP影響。結(jié)果表明，超臨界二氧化碳微乳液能降低烷烴與超臨界二氧化碳間的最小混相壓力，且隨烷烴分子結(jié)構(gòu)中碳數(shù)增加，最小混相壓力降低幅度也越大。隨后，Dong等研究了此超臨界二氧化碳微乳液與大慶重油間的最小混相壓力，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在溫度為45℃的條件下，可將混相壓力從24.55MPa降至22.02MPa，而且超臨界二氧化碳微乳液的密度和黏度均高于超臨界二氧化碳，在降低混相壓力的同時(shí)還可提高波及系數(shù)，因此超臨界二氧化碳微乳液可有效地提高采收率。但是，采用這種超臨界二氧化碳微乳液降低混相壓力的幅度相對較小，且這些研究并沒有涉及到超臨界二氧化碳微乳液與烷烴或原油體系中，表面活性劑、水、與烷烴或原油之間的相互作用關(guān)系，因此其降低混相壓力的機(jī)理或關(guān)鍵影響因素并不清楚。另外，水與油本身是互不相溶的，水的引入可能并不是一個有利的因素。

從本質(zhì)上來說，超臨界二氧化碳與重油混相壓力較高的主要原因是由于二氧化碳為非極性分子，并且具有較弱的范德華力和較低的介電常數(shù)，導(dǎo)致其溶解能力較弱，只有非極性小分子如碳原子數(shù)在20以內(nèi)的脂肪烴、鹵代烴、醛、酮、酯等溶于其中，而對于原油中的膠質(zhì)、瀝青質(zhì)等極性大分子，即使壓力達(dá)到30MPa以上，其溶解度仍然有限。因此，降低二氧化碳驅(qū)最小混相壓力的核心問題是添加合適的表面活性劑或其他添加劑以提高超臨界二氧化碳對原油中膠質(zhì)、瀝青質(zhì)等極性大分子的溶解能力。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種采用親二氧化碳表面活性劑來降低二氧化碳與原油最小混相壓力的方法，使二氧化碳與原油在較低的壓力下實(shí)現(xiàn)混相。

本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：一種可降低二氧化碳與原油最小混相壓力的超臨界二氧化碳微乳液，由親二氧化碳表面活性劑、助溶劑和超臨界二氧化碳組成；在使用的時(shí)候，將親二氧化碳表面活性劑、助溶劑和超臨界二氧化碳按照比例混合均勻，混合時(shí)的壓力為8～20MPa、溫度為40℃～90℃，然后注入油藏中。混合時(shí)的溫度接近地層的溫度(地層的溫度的范圍大都為40℃～90℃)，混合時(shí)的壓力能夠確保表面活性劑溶解。

上述可降低二氧化碳與原油最小混相壓力的超臨界二氧化碳微乳液，所述親二氧化碳表面活性劑為如式(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均為整數(shù)。

上述可降低二氧化碳與原油最小混相壓力的超臨界二氧化碳微乳液，m＝6～8，n＝0～2，i＝13～15。

上述可降低二氧化碳與原油最小混相壓力的超臨界二氧化碳微乳液，所述親二氧化碳表面活性劑為如式(Ⅱ)所示的烷基酚聚氧乙烯聚氧丙烯醚：