[发明专利]使用表面活性剂混合物的三次矿物油开采方法

说明书

本发明涉及一种矿物油开采方法，其中将包含至少一种具有8-30个乙氧基单元且多分散性为1.01-1.12的非离子表面活性剂和至少一种与其不同的其他表面活性剂的含水表面活性剂配制剂通过注入井注入矿物油藏中，并通过生产井从所述油藏中取出原油。所述方法尤其可为Winsor III型微乳液驱油法。

在天然矿物油藏中，矿物油存在于多孔储集岩的孔隙中，所述储集岩通过不可渗透的覆盖地层与地面隔离。所述孔隙可为非常细的孔隙、毛细孔、微孔等。细孔颈可具有例如仅为约1μm的直径。除含有矿物油(包含一定比例的天然气)之外，油藏还含有具有或高或低盐含量的水。

矿物油开采分为一次采油、二次采油和三次采油。

在一次采油中，在钻入油藏之后，矿物油自身在油藏的自生压力下通过油井流至表面。

因此，在一次采油之后，使用二次采油。在二次采油中，除用于生产矿物油的井(所谓的生产井)之外，还在携带矿物油的地层中钻入其他井。将水通过这些所谓的注入井注入油藏中以维持压力或使其再次升高。通过注入水，矿物油缓慢经由地层中的孔隙由注入井进入生产井。然而，这仅在孔隙完全充满油且更为粘稠的油由水向前推进的条件下才起作用。一旦低粘度的水穿透孔隙，从此时起其沿阻力最小的路径，即经由最终流道流动，且不再推动处于其前方的油。

通常仅约30-35%量的油藏中所存在的矿物油可通过一次和二次开采采出。

已知矿物油产量可通过三次采油措施进一步提高。三次采油的综述参见例如Journal of Petroleum Science and Engineering，19(1998)，265-280。三次采油包括热方法，其中将热水或过热流注入油藏中。其结果是降低油的粘度。气体如CO₂和氮气也可用作驱油介质。

三次采油进一步包括其中将合适化学品用作采油助剂的方法。这些化学品可影响水驱结束时的状况，由此也可采出此时保持于岩层中的矿物油。

例如，矿物油与水相之间的界面张力σ可通过加入合适的表面活性剂而降低。该技术也称为“表面活性剂驱油”。可将σ值降低至<10^-2mN/m(超低界面张力)的表面活性剂尤其适于该目的。以此方式可使油滴形状发生变化且可借助驱油水强制通过毛细管开口。

然后，油滴可合并形成连续油层。这具有如下两方面的优点：首先，当连续油层通过新的多孔岩石时，存在于其中的油滴可与所述层聚结。此外，由于油滴合并形成油层，大大降低了油-水界面，因此释放出不再需要的表面活性剂。然后，释放出的表面活性剂可推动残留于地层中的油滴。

对三次矿物油开采用表面活性剂的要求与对用于其他应用中的表面活性剂的要求之间存在很大的不同：适用于三次矿物油开采的表面活性剂应将油与水之间的界面张力(通常为约20mN/m)降至小于10^-2mN/m的特别低的值，以允许矿物油充分运动。这必须在约30-约130°C的常见油藏温度，且在具有高盐含量的水存在下，尤其是也在高比例钙和/或镁离子存在下进行；因此，所述表面活性剂还必须可溶于具有高盐含量的油层水中。

已提出表面活性剂的混合物，尤其是阴离子和非离子表面活性剂的混合物以满足这些要求。

US3,811,505公开了一种用于其油层水包含0.5-0.9重量%多价离子的油藏中的阴离子和非离子表面活性剂的混合物。所述阴离子表面活性剂为在每种情况下具有5-25个碳原子的链烷磺酸盐或烷基磷酸盐、或者其烷基在每种情况下具有5-25个碳原子的烷基芳基磺酸盐或烷基芳基磷酸盐。所述非离子表面活性剂为具有6-20个乙氧基且其烷基具有5-20个碳原子的聚乙氧基化烷基酚，或者具有6-20个碳原子和6-20个乙氧基的聚乙氧基化脂族醇。

US3,811,504公开了一种用于其油层水包含0.15-1.2%钙和镁离子的油藏中的2种不同阴离子表面活性剂和非离子表面活性剂的混合物。第一种阴离子表面活性剂包括链烷磺酸盐或烷基芳基磺酸盐，且第二种阴离子表面活性剂包括烷基聚乙氧基硫酸盐。所述非离子表面活性剂可为具有6-20个乙氧基且其烷基具有5-20个碳原子的聚乙氧基化烷基酚，或者具有6-20个碳原子和6-20个乙氧基的聚乙氧基化的脂族醇。