[发明专利]用支链烷基芳族磺酸盐改善蒸汽驱动及提高原油采收率的方法

说明书

本发明涉及提高油层的原油采收率，特别是涉及将起泡表面活性剂与蒸汽或气体一起经注入井注入油层，改善蒸汽或气体刺激或驱动原油的方法。

本发明的依据是蒸汽或气体和表面活性剂可与地层流体在地层中相互作用，产生泡沫。泡沫趋向于封堵易使蒸汽或气体呈“指进”或“重力超覆”流动进入地层的高渗透性的气体或蒸汽通道。在晚期蒸汽驱工程中，在高渗透性蒸汽超覆流动带或隔离的通道中，残余油的饱和度（Sor）常常低于15%。在这些情况下，总是希望蒸汽由含油饱和度低的高渗透性通道转向进入含油饱和度高的低渗透性层带。最好的起泡表面活性剂在这些情况下能够产生泡沫，阻止蒸汽流入原油枯竭的层带，而不会起泡并堵住蒸汽进入含油饱和高度的层带。具有这些特性的一种表面活性剂实例已由4，556，107号美国专利提出。在另外一些情况下，由于重力泄油作用出现高渗透性通道被原油重新饱和的情况，或者发现上部层带的原油饱和度高于晚期蒸汽驱工程中原油饱和度的情况。在这些情况下，为了改善蒸汽的流度控制和提高原油采收率，希望使用一种既能在低含油饱和度又能在较高含油饱和度二种情况下产生泡沫的表面活性剂。因此，本发明特别涉及改进残余油含量比较高的气体或蒸汽渗透性通道的封堵问题，所用的表面活性剂不仅能在原油枯竭的通道中优先产生泡沫，而且还能在残余油饱和度为15%或更高的地层中产生泡沫。这样产生的泡沫可提供蒸汽流度控制并提高渗透性夹层的原油采收率，同时还可使蒸汽进入周围的地带，增加原油的流动性和周围地层富含油部分的原油采收率。

起泡组合物的一种优选形式是一种表面活性剂溶液，它含有一种支链烷基芳香族表面活性剂组分，该表面活性剂具有至少一个有15～30个碳原子的支链烷基，所述烷基至少有三个仲碳原子和（或）叔碳原子。所述支链烷基芳香族磺酸盐组分还可含有0-2个有0-3个碳原子的正烷基取代基。在另一个优选方案中，该溶液含有一种支链烷基芳香族磺酸盐组分和（1）一种α烯烃磺酸盐二聚物组分，或（2）一种偏硅酸钠组分，或（3）一种氯化钠组分，或（1）、（2）、（3）的混合物。按本发明配制的这些组合物已经证明具有优异的反应时间，可以有效地产生泡沫，封堵和推动原油通过含有大量残余油的岩心。

本发明的特定目的是以水溶液的形式把产生泡沫的表面活性剂组合物注入油层，它能在有大量残余油存在的情况下很有效地封堵高渗透性气体或蒸汽通道，这种起泡组合物不仅能在封堵油藏气体高渗透性部分的同时推动残余油移动，而且能有效地扩大蒸汽或气体与油层富含原油的低渗透性部分的接触。

从定性角度来看，这种新的表面活性剂组合物包括一种产生泡沫的表面活性剂组分，这种表面活性剂组分的选择是因为在存在含有至少某些水和残余油的气体或蒸汽的情况下，作为起泡剂，它具有很高的有效性。一种优选形式是注入的表面活性剂溶液含有一种多支链的烷基芳香族磺酸盐，它具有至少约为400的分子量（一般为400-600），在含有水和可观量残余油的高渗透性通道中能很好地产生泡沫并对蒸汽实施流度控制。如想在油藏条件下使泡沫具有持久性，在注入产生泡沫的各组分之前可在蒸汽中加入诸如氮气、一氧化碳气或甲烷气之类的不可凝缩的气体。

油层或油藏的蒸汽刺激是优先采用的提高原油采收率的方法之一。这是因为蒸汽可以经济有效地为低重度高粘度原油提供热量。热量能在很宽的油层渗透率范围内减小原油自油层流到生产井的阻力。而且，这样注蒸汽可提高油藏的自然压力，由于静水压头或深度-压力梯度的作用，可增 加油藏中原油与生产井井筒之间的压力差。

生产井可以是定期注蒸汽刺激油藏油流的同一口井（俗称蒸汽“吞吐”）。另一种方式是，在一口注入井附近布置一口或更多口生产井，以便注入的蒸汽驱动原油通过油藏流到至少一口生产井中。

几乎所有形成油藏的地层都是沉积岩，其岩石基质随后经过压实或结晶作用。这些具有不同组成的经过漫长地质年代的碎屑物沉积岩是以不同的速度沉积而成的。经压实后储存石油的岩石是渗透性的，但一般来说流道是十分不均质的。据此，由这种岩层形成的油藏，不论就其对原来的（原生的）或者是注入的流体来说，在孔隙度和渗透率二个方面，都本来是非均质的。而且，对于原来的气体、原油和水来讲，其中每一种流体或其混合物的渗透率也是很不相同的。由于在渗透率上存在这些差别，现在的一般做法是随蒸汽注入产生泡沫的表面活性剂，以便封堵在地层中可能发展的对气体更易渗透的通道。期望达到的结果是蒸汽由气体更易渗透的通道转向流入油藏中富含原油的低渗透性层带。产生泡沫的组分通常是有机的表面活性剂物质。