[发明专利]水润湿油湿表面的方法

说明书

本发明涉及通过将包含至少一种润湿性改进剂的含水配制剂施用于油湿表面而水润湿油湿表面的方法，所述润湿性改进剂为烷氧基化糖的水溶性酯。油湿表面可以为任何疏水表面如地下含油地层的岩石。

在天然矿物油沉积层中，矿物油存在于通过不透水顶层而对地球表面密封的多孔储集岩的空穴中。空穴可以为非常细的空穴、毛细管、孔等。细孔岩颈可例如具有仅约1μm的直径。除矿物油，包括天然气馏分外，沉积层包含具有较大或较小盐含量的水。

在矿物油开采中，通常存在初级、二级和三级开采之间的区别。

在初级开采中，矿物油在开始将沉积层钻井以后由于沉积层的自生压力而自动地通过钻孔流向表面。然而，甚至在最好的情况下，沉积层中仅存在的次要量的矿物油，通常不多于约10％，可通过初级开采产生。

在二级开采中，可将水注入沉积层中以保持压力或者将它再次提高。该技术称为水驱。水驱的目的是迫使矿物油在开采钻孔的方向上从注入钻孔出发缓慢地通过空穴进入地层中。

称为强化油回收(EOR)的三级油开采技术包括其中合适的化学品用作油开采助剂的方法。例如，可将包含表面活性剂和/或增稠聚合物的水溶液注入地层中以使地下地层中的油移动使得可从地层中回收另外的油。

适当选择用于强化油开采的合适化学品的一个临界点是矿物油沉积层内表面的性质。

在具有或多或少亲水表面的地下储油层如砂岩储集层中，通常将表面水润湿且如果它们的直径大于流动方向上在孔之后的毛细管直径，疏水油滴可被捕获在地层的孔中。所述情况示意性地显示于图1中。在这种情况下，合适的表面活性剂可用于克服毛细力并降低油-水界面的界面张力使得油滴可能变形并可通过注入的表面活性剂水溶液而从孔中排出。适于该技术的表面活性剂应导致油-水界面上超低的界面张力。

在具有或多或少疏水表面的地下储油层如碳酸盐储集层中，油可作为非常薄的膜吸收在地层的内表面上，即表面时油湿的。这示意性地显示于图2中。具有油湿表面的这类储集层的透水性是低的，这是由于水的负毛细压力，使得水驱的效率低。为增强油回收，需要通过将油与油湿表面分离而将油湿表面改变成水湿表面。

本领域中已知润湿性改进剂在油开采过程中用于某些技术。

US 7,256,160 B2公开了用于将地下地层水力压裂的压裂液，其包含水润湿控制剂。该润湿控制剂可以为例如乙二醇一甲醚、烷基硫酸盐、烷基磺酸盐或烷基糖苷。

M.Salehi，S.J.Johnson和J.Liang，Langmuir 2008，24，14099-14107讨论了几种表面活性剂如肌动蛋白、月桂醇聚醚硫酸钠和十二烷基三甲基溴化铵作为油田储集层的润湿性改进剂的用途。

US 2010/0163234 A1公开了通过将流体注入地层中而处理地下地层的方法，所述流体包含颗粒物和有机硅烷R_nSiX_4-n，其中R为有机官能团，且X为卤素、烷氧基或乙酰氧基，且n为1、2或3。

WO 2011/086360 A1公开了用于多种岩石类型的润湿控制的处理流体，其包含具有电荷的第一表面活性剂、具有相对电荷的第二表面活性剂和相容剂。表面活性剂可以为阳离子表面活性剂如烷基氯化铵和阴离子表面活性剂如烷基醚硫酸盐，且相容剂可选自各种表面活性剂，包括乙氧基化脱水山梨糖醇脂肪酸酯。

A.Karimi，Z.Fakhroueian，A.Bahramian，A.P.Khiabani，J.B.Darabad，R.Azin和S.Arya，Energy & Fuels 2012，26，1028-1036公开了包含ZrO₂纳米颗粒和表面活性组分的纳米流体在碳酸盐中的润湿性改变和强化油回收中的用途。研究的配制剂包含基于脱水山梨糖醇酯的表面活性剂。

几个出版物公开了烷基多葡糖苷在油田应用中的用途。例如WO 92/02594A1、WO 2006/026732 A1、US 4,985,154或WO 2009/124922。

Y.Wu，S.Iglauer，P.Shuler，Y.Tang和W.A.Goddard，Tenside，Surfactants Detergents 47(5)(2010)，280-280公开了用于改进油回收的烷基多葡糖苷和脱水山梨糖醇酯的配制剂。

用于油田应用的润湿性改进剂需要满足基于地下油层中流行的具体条件如高温和具有高盐含量的储集水的存在的大量要求，其中由于二价离子如Mg²⁺或Ca²⁺的存在而产生额外的挑战。