[发明专利]使用基于含氧化丁烯的烷基烷氧基化物的表面活性剂开采矿物油的方法

说明书

本申请是申请日为2011年3月4日，申请号为201180013092.1，发明名称为“使用基于含氧化丁烯的烷基烷氧基化物的表面活性剂开采矿物油的方法”的专利申请的分案申请。

本发明涉及一种通过Winsor III型微乳液驱油开采矿物油的方法，其中将包含至少一种如下通式的离子型表面活性剂的含水表面活性剂配制剂经由注入井注入矿物油藏中，并经由采出井从所述油藏中抽出原油：

R¹-O-(D)_n-(B)_m-(A)_l-XY^-M⁺

本发明进一步涉及所述通式的离子型表面活性剂及其开采方法。

在天然矿物油藏中，矿物油存在于多孔储集岩的孔隙中，其在朝向地面一侧被不透顶层所密封。所述孔隙可为极细孔隙、毛细管、孔等。细孔颈例如可仅具有约1μm的直径。除了矿物油(包括天然气成分)之外，油藏还包含具有或高或低盐含量的水。

在矿物油开采中，通常分为一次开采、二次开采和三次开采。在一次开采中，矿物油由于油藏的自生压力，在油藏钻探开始后经由钻孔自动流动至表面。

因此在一次开采后使用二次开采。在二次开采中，除了用于开采矿物油的钻孔(所谓的采出井)之外，还在含矿物油的地层中钻入其他钻孔。经由这些所谓的注入井向油藏中注入水以维持压力或使其再次升高。由于注入水之故，矿物油由注入井沿采出井的方向经由孔隙被缓慢压入地层中。然而，这仅在孔隙完全被油填充且更粘稠的油被水推动前进的情况下才起作用。一旦运动的水穿透孔隙，其沿着此时阻力最小的路径流动，即流经形成的通道，且不再推动油前进。

一次开采和二次开采通常仅可开采所述油藏中所存在的矿物油量的约30-35％。

已知矿物油产量可通过三次采油措施进一步提高。三次采用的综述可参见例如“Journal of Petroleum Science of Engineering 19(1998)”，第265-280页。三次采油包括例如热方法，其中将热水或蒸汽注入油藏中。这使油的粘度降低。所用流动介质同样可为气体如CO₂或氮气。

三次矿物油开采还包括其中使用合适的化学品作为采油助剂的方法。这些可用于影响水流动末端的状况，且因此也用于开采牢固保持于岩层中的矿物油。

在邻近二次开采末期，粘性力和毛细力作用于捕集在储集岩孔中的矿物油上，其中这两种力彼此相对的比例取决于微观油分离。这些力借助无量纲参数，即所谓的毛细管数描述。粘性力(速度×驱动相的粘度)对毛细力(油水之间的界面张力×岩石的润湿)的比例：

Nc=μvσcosθ]]>

在该式中，μ为驱使矿物油运动的流体的粘度，ν为达西速度(单位面积的流量)，σ为驱使矿物油运动的液体与矿物油之间的界面张力，且θ为矿物油与岩石之间的接触角(C.Melrose，C.F.Brandner，J.Canadian Petr.Techn.58，1974年10-12月)。毛细管数越高，油的运动性就越高，因此油去除程度也就越大。

已知邻近二次矿物油开采末期的毛细管数为约10^-6，必须使毛细管数升高至约10^-3-10^-2，从而能够使额外的矿物油运动。

为此，可实施特定形式的驱油方法—称为Winsor III型微乳液驱油。在Winsor III型微乳液驱油中，注入的表面活性剂应与油藏中所存在的水相和油相形成Winsor III型微乳液。Winsor III型微乳液并非具有小液滴的乳液，而是水、油和表面活性剂的热力学稳定的液体混合物。其三个优点为：

-由此获得矿物油与水相之间的极低界面张力σ；

-其通常具有极低的粘度且因此不被多孔基体所捕集；

-其甚至在最低的能量输入下形成且可在无限长的时间内保持稳定(与此相反，常规乳液需要通常不在油藏中出现的高剪切力，且仅是动力学稳定化的)。