[发明专利]粘弹性表面活性剂体系及其在水驱稠油油藏开采中的应用

说明书

本发明公开了粘弹性表面活性剂体系，由阳离子型低聚表面活性剂、阴非离子型表面活性剂、小分子助剂和水组成，阳离子型低聚表面活性剂占0.01%～1%，阴非离子型表面活性剂占0.05%～3%，小分子助剂占0.02%～5%。阴非离子型表面活性剂选自烷基酚聚氧乙烯基醚磺酸盐、烷基醇聚氧乙烯基醚磺酸盐。本发明的该粘弹性表面活性剂体系在水驱稠油油藏开采中的应用。本发明的该粘弹性表面活性剂体系兼具调驱、降粘双重作用，能够有效降低稠油的粘度，大幅降低稠油在岩石空隙中的粘滞力；同时，还能提高水相粘度，降低流度比，增加波及体积，可有效提高水驱效率；还能够使油水界面张力降至超低范围，从而有效提高水驱稠油采收率。

技术领域

本发明涉及一种粘弹性表面活性剂体系，具体涉及一种含有特定低聚阳离子季铵盐表面活性剂的粘弹性表面活性剂体系，以及该粘弹性表面活性剂体系在水驱稠油油藏开采技术中的应用，属于石油开采技术领域。

背景技术

在稠油油藏开发过程中，对于地下原油粘度值高于2000mPa·s的稠油油藏，现在通过蒸汽热采的方式即可将其有效地开发。但对于地下原油粘度值介于150～2000mPa·s之间的稠油油藏，由于其在地下的流动性较好，所以通常会优选水驱稠油方法进行开发。相比蒸汽热采技术，水驱稠油的成本更低，经济效益更好，因此应用前景非常好。

但水驱稠油技术的难点在于地层稠油的粘度高于注入水的粘度，二者存在较大的流度差异，这会导致油水前缘不规则，出现粘性指进和水窜，从而大大降低水驱稠油采收率。同时，储层非均质性进一步加剧了水驱稠油开采难度。受储层非均质影响，原油粘度越高，渗透率级差越大，驱替效率越低。传统聚合物驱能够提高水相粘度，但其仅适宜于低粘稠油油藏，无降粘功能。降粘剂驱虽然能够降低稠油粘度，但易发生粘性指进，变为无效水驱。而二元驱、三元驱则易发生色谱分离，对深部稠油动用程度低。因此，立足现有水驱稠油开采工艺，研发兼具粘弹性和降粘功能的化学剂是实现水驱稠油效益开发的重要方向。

粘弹性表面活性剂是指能在水溶液中形成粘弹性流体的表面活性剂，该类表面活性剂可作为清洁压裂液使用，其性能非常优异。国内目前用于清洁压裂液的粘弹性表面活性剂有VES-A、VES-J、FRK-VES、NGA等，这些表面活性剂以两性表面活性剂居多，兼有阳离子表面活性剂和非离子表面活性剂。但现在市售的传统粘弹性表面活性剂普遍存在耐温性不足的缺点。针对此问题，中国发明专利申请CN 106947455 A公开了一种基于脂肪酸和二甲胺基丙胺的多子粘弹性表面活性剂，该多子型粘弹性表面活性剂分子内含有三个季铵盐头基和两条疏水尾链。以该多子粘弹性表面活性剂为核心得到的清洁压裂液耐温抗剪切性能好，在140℃，170s^-1下粘度仍能达到40mPa·s，且具有用量小、成本低、悬砂性能优异、易破胶、对储层伤害小等优势。中国发明专利申请CN 108047078 A公开了一种三子粘弹性表面活性剂，其分子内含有四个季铵盐头基和三条疏水尾链，该粘弹性表面活性剂形成的清洁压裂液耐温性能更好，能在180℃，170s^-1条件下粘度保持42mPa·s。因此，多子阳离子粘弹性表面活性剂是一种性能优异，应用前景非常好的新一代粘弹性表面活性剂。然而，现有的报道多是将多子粘弹性表面活性剂应用于压裂液体系中，很少应用于稠油开采领域。

另外，粘弹性表面活性剂能够提高特殊条件下的原油采收率。中国发明专利申请CN 102114397 A公开了含有分子量相近的两种小分子两性表面活性剂，表面活性剂分子内都含有单个超长碳链和一个两性头基，这两种表面活性剂在高温高盐条件下形成蠕虫状胶束聚集体，从而使得体系具有高粘度，质量浓度为0.3％时，表观粘度达到29mPa·s；高温高盐条件下，低剪切速率时，体系粘度很高，可达350mPa·s；同时，该体系的油水界面张力可以达到超低界面张力范围，从而可以大大提高采收率。

但是，在稠油开采过程中，如何降低稠油的粘度是关键问题之一，而现有的关于粘弹性表面活性剂的报道鲜有关注此问题。基于此，有必要研发一种能够有效降低稠油粘度的粘弹性表面活性剂。

发明内容