本發(fā)明屬于油田化學(xué)領(lǐng)域，涉及一種生物源復(fù)合驅(qū)油體系及其驅(qū)油方法。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)化學(xué)驅(qū)油劑易于提高水驅(qū)效率，但其存在無(wú)法克服的缺陷。大量化學(xué)驅(qū)油劑注入地層后，不易生物降解，傷害儲(chǔ)層，污染地下水資源，破壞油藏生態(tài)環(huán)境。另外，化學(xué)驅(qū)油劑對(duì)儲(chǔ)層條件要求高。地層水礦化度和鈣鎂二價(jià)金屬離子含量高，溫度高的油層與化學(xué)驅(qū)油劑配伍差，驅(qū)油效果大幅度降低。生物源驅(qū)油劑作為一種綠色高效驅(qū)油劑，具有傳統(tǒng)化學(xué)驅(qū)無(wú)可比擬的優(yōu)勢(shì)：1、無(wú)毒或低毒、可生物降解，對(duì)地層無(wú)傷害，綠色環(huán)保。2、高溫高礦化度條件下仍具有優(yōu)越的乳化和降低油水界面張力性能，對(duì)于熱降解、剪切降解和鹽賈敏效應(yīng)的穩(wěn)定性高，粘度保留率高。生物源驅(qū)油劑適用油藏范圍廣，在低高溫低高礦化度油藏中均具有良好的驅(qū)油效果。
目前，以生物來(lái)源的脂肽類生物表面活性劑與多糖聚合物威蘭膠為主劑，以可生物降解的化學(xué)表面活性劑sas-60為助劑，復(fù)配成綠色環(huán)保、耐高溫高礦化度驅(qū)油體系的相關(guān)研究未有報(bào)道。近年來(lái)對(duì)于生物源類驅(qū)油劑的研究主要集中于鼠李糖脂。例如，專利cn104673262a公布的驅(qū)油體系中主劑雖為鼠李糖脂，但助劑為石油磺酸鹽和聚丙烯酸等傳統(tǒng)表面活性劑與聚合物，由于陰離子型表面活性劑和傳統(tǒng)化學(xué)聚合物耐高溫高礦化度差、耐剪切性能差，該驅(qū)油劑體系不具有在高溫高礦化度油藏應(yīng)用的潛力。專利cn103254883a發(fā)明的驅(qū)油劑可用于超過(guò)100℃，總礦化度(10～15)×104mg/l的高溫高鹽油藏，但該驅(qū)油劑含有氧化胺型兩性表面活性劑和烷基酚聚氧乙烯醚羧酸鹽。烷基酚聚氧乙烯醚系列表面活性劑及其生物降解物具有毒性、皮膚刺激性、致癌性、對(duì)水生物危害嚴(yán)重，其綠色環(huán)保性遠(yuǎn)不及生物表面活性劑等生物源驅(qū)油劑。專利cn102373258公布的脂肽類生物表面活性劑未復(fù)配其他表面活性劑或聚合物，驅(qū)油效率僅有5～12％。
針對(duì)化學(xué)合成驅(qū)油劑對(duì)環(huán)境危害嚴(yán)重，耐溫耐鹽性能差，而單一生物表面活性劑驅(qū)或單一生物聚合物驅(qū)效率低等問(wèn)題。為滿足國(guó)內(nèi)油田綠色高效開發(fā)的需求，有必要提供一種綠色環(huán)保高效的生物源復(fù)合驅(qū)油體系及其驅(qū)油方法。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于提供一種綠色環(huán)保、耐高溫高礦化度、驅(qū)油效率高的生物源復(fù)合驅(qū)油體系及制備方法和驅(qū)油方法。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案：
一種生物源復(fù)合驅(qū)油體系，以質(zhì)量百分比計(jì)包括以下組份：0.04～0.06％的威蘭膠，0.40～0.60％的脂肽類生物表面活性劑，0.03～0.05％的sas-60，余量為地層水。
本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于，所述地層水的總礦化度為30000～50000mg/l，鈣鎂二價(jià)金屬離子含量為3000～7500mg/l。
一種生物源復(fù)合驅(qū)油體系的制備方法，向威蘭膠溶液中加入脂肽類生物表面活性劑和sas-60，攪拌均勻，得到生物源復(fù)合驅(qū)油體系；其中，生物源復(fù)合驅(qū)油體系中威蘭膠的質(zhì)量百分比為0.04～0.06％，脂肽類生物表面活性劑質(zhì)量百分比為0.40～0.60％，sas-60質(zhì)量百分比為0.03～0.05％。
本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于，威蘭膠溶液是通過(guò)將威蘭膠加入到地層水中溶解制得，并且威蘭膠溶液的質(zhì)量濃度為0.4～0.6％。
本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于，地層水的總礦化度為30000～50000mg/l，鈣鎂二價(jià)金屬離子含量為3000～7500mg/l。
一種生物源復(fù)合驅(qū)油體系的驅(qū)油方法，在油藏溫度為75～100℃、地層水總礦化度為30000～50000mg/l、鈣鎂二價(jià)金屬離子含量為3000～7500mg/l的條件下，在水驅(qū)后的巖心中依次注入威蘭膠溶液、0.01～0.02pv地層水以及0.3～0.5pv復(fù)合驅(qū)油體系，使殘余油與復(fù)合驅(qū)油體系接觸，將殘余油充分驅(qū)替出來(lái)。
本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于，威蘭膠溶液注入過(guò)程為：先注入0.03～0.05pv質(zhì)量濃度為0.04～0.06％的威蘭膠溶液，再注入0.1～0.2pv質(zhì)量濃度為0.25～0.30％的威蘭膠溶液。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有的有益效果：
本發(fā)明的生物源復(fù)合驅(qū)油體系中所使用的威蘭膠是一種新型生物多糖類聚合物，是產(chǎn)堿桿菌利用葡萄糖經(jīng)發(fā)酵產(chǎn)生的高分子多糖類聚合物，無(wú)味、無(wú)臭，無(wú)毒。威蘭膠的濾餅不抗微生物，可生物降解。相比黃原膠、結(jié)冷膠等其他生物高分子多糖聚合物，威蘭膠具有更優(yōu)越的流變性、增粘作用、高溫高礦化度穩(wěn)定性、酸堿穩(wěn)定性、耐鹽性和剪切穩(wěn)定性。脂肽類生物表面活性劑是芽孢桿菌利用葡萄糖經(jīng)發(fā)酵產(chǎn)生，是由脂肪酸和脂肽組成具兩親結(jié)構(gòu)的表面活性劑。與化學(xué)表面活性劑相比，其分子量小，可進(jìn)入低滲低孔儲(chǔ)層中發(fā)揮表面活性，不堵塞地層，無(wú)毒或低毒，可生物降解，耐高溫高礦化度，適用油藏范圍更廣。sas-60，即仲烷基磺酸鈉，在高溫高堿環(huán)境下有較好的表面活性和乳化性，在化妝品、餐具洗滌劑等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。sas-60可經(jīng)微生物降解，生物自然降解率達(dá)98％以上，對(duì)人體和環(huán)境無(wú)害，是一種適用于提高原油采收率的綠色表面活性劑。本發(fā)明以多糖聚合物威蘭膠和脂肽類生物表面活性劑為主劑，以綠色表面活性劑sas-60為助劑進(jìn)行復(fù)配，形成一種綠色環(huán)保，可生物降解的復(fù)合驅(qū)油體系。生物安全性評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)表明，該驅(qū)油體系具有較高的生物安全性，對(duì)眼睛和皮膚等生物組織無(wú)刺激性和毒性。
本發(fā)明中的復(fù)合驅(qū)油體系的主劑均屬生物源性，無(wú)毒或低毒，助劑sas-60生物降解性良好，綠色環(huán)保。該復(fù)合驅(qū)油體系耐高溫高礦化度，各組分協(xié)同驅(qū)油效果較為顯著，可滿足油田綠色高效開發(fā)的需求。本發(fā)明的制備方法簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)。
本發(fā)明上述復(fù)合驅(qū)油體系耐高溫高礦化度，在地層溫度為75～100℃，地層水總礦化度為30000～50000mg/l，鈣鎂二價(jià)金屬離子含量為3000～7500mg/l的油藏條件下，可將油水界面張力降至超低(0.0024mn/m)。室內(nèi)巖心物理模擬驅(qū)替實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，其可提高水驅(qū)效率18.1％，效果較為顯著，符合各大油田綠色高效開發(fā)的理念和需求。
具體實(shí)施方式
下面通過(guò)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步闡述。
本發(fā)明中威蘭膠的生產(chǎn)廠家為河北鑫合生物化工有限責(zé)任公司，脂肽類生物表面活性劑的生產(chǎn)廠家為大慶華理能源生物技術(shù)有限公司，sas-60(仲烷基磺酸鈉)的生產(chǎn)廠家為科萊恩化工有限公司。
實(shí)施例1生物安全性評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)
(1)驅(qū)油體系配比：按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計(jì)，包括威蘭膠0.06％，脂肽類生物表面活性劑0.60％，sas-600.05％，其余為地層水。
(2)驅(qū)油體系配制方法：將威蘭膠加入到地層水中，配制質(zhì)量濃度為0.60％的威蘭膠溶液，室溫下攪拌溶解3小時(shí)，然后將脂肽類生物表面活性劑和sas-60依次加入到上述威蘭膠溶液中，再加入地層水至威蘭膠質(zhì)量百分比為0.06％，脂肽類生物表面活性劑質(zhì)量百分比為0.60％，sas-60質(zhì)量百分比為0.05％，在室溫下攪拌溶解1小時(shí)，得到驅(qū)油體系。
(3)皮膚刺激實(shí)驗(yàn)：剪去小鼠背毛，在正常皮膚和損傷表皮的皮膚部位分別擦上上述驅(qū)油體系，使復(fù)合驅(qū)油體系與皮膚接觸4小時(shí)后，用水徹底清洗。在30、60分鐘以及24、48、72小時(shí)后，小鼠皮膚均未出現(xiàn)潰爛、紅斑和浮腫現(xiàn)象，說(shuō)明該復(fù)合驅(qū)油體系無(wú)皮膚刺激性或刺激性極小。
(4)眼粘膜刺激實(shí)驗(yàn)：將所述復(fù)合驅(qū)油體系涂在小鼠下眼瞼上，閉合眼瞼5秒鐘，以防損失。另一只眼不涂復(fù)合驅(qū)油體系作為對(duì)照。將一半授試小鼠在60秒后洗眼1分鐘。在24、48、72小時(shí)以及第4、7天記錄眼損傷情況。試驗(yàn)結(jié)果表明，只有在眼部刺激后不用水清洗的情況下，眼粘膜出現(xiàn)紅腫現(xiàn)象，否則無(wú)不良反應(yīng)，說(shuō)明該復(fù)合驅(qū)油體系刺激眼部后，及時(shí)清洗，對(duì)眼粘膜無(wú)毒性或毒性極低。
實(shí)施例2與高溫高礦化度地層條件配伍性實(shí)驗(yàn)
(1)驅(qū)油劑配比和配制方法如實(shí)施例1所述。
(2)將上述復(fù)合驅(qū)油劑體系于碘量瓶中密封，置于100℃的恒溫箱，48小時(shí)后，在高溫高礦化度的油藏條件下未出現(xiàn)沉淀、絮凝或產(chǎn)生懸浮物，說(shuō)明與油藏條件配伍性良好，不會(huì)堵塞地層。
實(shí)施例3不同組分濃度條件下，復(fù)合驅(qū)油體系的界面張力和粘度
(1)驅(qū)油體系配比：按照質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計(jì)，包括威蘭膠0.04～0.06％、脂肽類生物表面活性劑0.40～0.60％、sas-600.03～0.05％，其余為地層水。具體各組分質(zhì)量百分比見表1。
(2)驅(qū)油體系配制方法如實(shí)施例1所述。
(3)將上述復(fù)合驅(qū)油劑體系于碘量瓶中密封，置于100℃的恒溫箱，48小時(shí)后，測(cè)定驅(qū)油體系的粘度及與脫水原油(100℃粘度0.501mpa.s，密度0.848g/cm3)的油水界面張力。界面張力由美國(guó)德克薩斯大學(xué)生產(chǎn)的tx-500型旋轉(zhuǎn)滴界面張力儀測(cè)定。表觀粘度由美國(guó)熱電公司的haakers6000型旋轉(zhuǎn)流變儀測(cè)定，剪切速率為10s-1，測(cè)試溫度為100℃。表1為復(fù)合驅(qū)油體系的油水界面張力。從表1可以看出，復(fù)配驅(qū)油體系可將油水界面張力降至0.0024mn/m。復(fù)配體系的粘度在10～20mpa.s之間。
表1復(fù)合驅(qū)油體系的油水界面張力
實(shí)施例4整體非均質(zhì)并聯(lián)巖心中復(fù)合驅(qū)油體系物理模型驅(qū)替實(shí)驗(yàn)
(1)驅(qū)油體系配比：按質(zhì)量百分比計(jì)，威蘭膠0.06％、脂肽類生物表面活性劑0.60％、sas-600.05％，其余為地層水。
(2)驅(qū)油體系配制方法如實(shí)施例1所述。
(3)100℃的恒溫箱中，在平均滲透率分別為154.3×10-3μm2(分層滲透率為302.0×10-3μm2、6.65×10-3μm2)、130.46×10-3μm2(分層滲透率為252.95×10-3μm2、7.96×10-3μm2)和95.4×10-3μm2(分層滲透率為159.7×10-3μm2、31.1×10-3μm2)三組整體非均質(zhì)并聯(lián)巖心中，先水驅(qū)巖心至含水率達(dá)98％，測(cè)得水驅(qū)效率，再依次注入0.03～0.05pv質(zhì)量濃度為0.04～0.06％的威蘭膠溶液，0.1～0.2pv質(zhì)量濃度為0.25～0.30％的威蘭膠溶液；0.01～0.02pv地層水；0.3～0.5pv復(fù)合驅(qū)油體系，轉(zhuǎn)水驅(qū)至含水率達(dá)到98％，測(cè)得可以提高水驅(qū)效率18.1％。驅(qū)替結(jié)果見表2所示。
表2驅(qū)替結(jié)果
本發(fā)明的生物源復(fù)合驅(qū)油體系，以質(zhì)量百分比為0.04～0.06％的威蘭膠、0.40～0.60％的脂肽類生物表面活性劑和0.03～0.05％的sas-60以及地層水復(fù)配而成，可用于地層溫度75～100℃、地層水總礦化度30000～50000mg/l，鈣鎂二價(jià)金屬離子含量3000～7500mg/l的高溫高礦化度油藏。生物安全性評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)證明該驅(qū)油體系具有較高的生物安全性，測(cè)定該驅(qū)油體系與脫水原油之間的界面張力值，可達(dá)0.0024mn/m的超低界面張力，采用復(fù)合段塞調(diào)驅(qū)方法，段塞組合為0.03～0.05pv質(zhì)量濃度為0.04～0.06％的威蘭膠溶液；0.1～0.2pv質(zhì)量濃度為0.25～0.30％的威蘭膠溶液；0.01～0.02pv地層水；0.3～0.5pv復(fù)合驅(qū)油體系；將復(fù)合驅(qū)油體系注入水驅(qū)后的巖心中，使復(fù)合驅(qū)油體系和殘余油充分接觸并充分驅(qū)替出來(lái)，可提高水驅(qū)效率18.1％，效果較為顯著，符合各大油田綠色高效開發(fā)的理念和需求。