一种基于有机碱三元复合驱提高原油采收率的方法与流程

本发明涉及油藏化学驱油技术领域，特别涉及一种基于有机碱三元复合驱提高原油采收率的方法。

背景技术：

石油开发工作中，提高原油采收率是一个永恒的主题。从提高采收率途径来讲，主要有两个：一是扩大波及系数，二是提高洗油效率。复合驱是指两种或两种以上驱油成分组合起来的驱动。应用较广泛的一种化学驱是碱/表面活性剂/聚合物(asp)三元复合驱，其是在碱水驱、活性水驱和聚合物驱基础上发展起来的，所使用的各种化学剂的浓度都较低，在国内外得到了广泛应用，矿场采用此方法可提高采收率20％以上。

三元复合驱体系中碱的作用主要有：a.同原油中的有机酸反应生成表面活性物质，并同加入的表面活性剂产生协同作用，增大界面活性，减少表面活性剂的用量。b.碱与石油酸反应产生的表面活性剂与合成的表面活性剂有协同效应，拓宽表面活性剂的活性范围。c.改善岩石颗粒表面电性，降低表面活性剂和聚合物在岩石表面上的吸附量。d.碱可与钙、镁离子反应或与粘土进行离子交换，起牺牲剂的作用，保护了聚合物与表面活性剂。

目前，国内外应用的三元复合驱中使用的碱均为无机碱，主要包括naoh，na2co3，nahco3等，为减缓驱替液同岩石的反应，应尽量避免使用强碱(如naoh和koh等)，而应使用弱碱(如na2co3，nahco3等)。为便于控制ph值和离子强度，常采用强碱和弱碱进行适当比例的复配。

但是，无机碱无论是强碱还是弱碱的存在都给化学驱带来了一些问题：首先，无机碱的存在使注采系统结垢严重，以胜利油田孤岛西区三元复合驱为例，由于注入设备结垢严重，平均20天就要对注入系统进行除垢处理，严重影响了注入进程；其次，无机碱使采出液乳化严重，油水分离困难；而且，无机碱使聚合物水解度增大，使聚合物抗二价离子能力降低，所以相同粘度条件下无机碱三元复合驱使用聚合物的浓度将增加，导致成本增加。

基于胜利油田开展三元复合驱的优势，为了解决上述化学驱无机碱存在引起的问题，胜利油田开展了二元复合驱技术研究，二元复合驱主要是利用表面活性剂提高洗油效率、聚合物提高波及体积，通过两者的协同效应提高原油采收率。胜利油田在2003年开展了 孤东七区西二元复合驱先导试验，取得了明显的降水增油效果，中心井累增油11.3万吨，但是与三元复合驱比，二元复合驱提高采收率幅度小于三元复合驱。因此，亟需在三元复合驱实施中寻找一种替代碱，既要发挥无机碱的优势，同时又能克服无机碱结垢严重的问题。

此外，胜利主力油田先后经过了一次天然能量开采、二次水驱、三次聚合物驱开发阶段，采收率已超过50％，综合含水高达97.5％，这类油藏非均质严重(渗透率、变异系数增加)，水驱效率低。聚合物驱年增油量也由150万吨下降到40万吨，但这类油藏地质储量大，多达3.1亿吨，聚合物驱后仍有近一半的原油滞留在地下采不出来，因此，探索这类油藏进一步大幅提高采收率的技术方法、挑战采收率极限具有重要的现实意义。

技术实现要素：

本发明为了弥补现有技术的不足，针对聚合物驱后油藏提供一种基于有机碱复合驱提高原油采收率方法。该驱油方法能很好的避免注入设备结垢，无需频繁对注入系统进行除垢处理，加快了注入进程，成本低、原油采收率高，解决了现有技术中存在的问题。

本发明是通过如下技术方案实现的：

一种基于有机碱三元复合驱提高原油采收率的方法，包括如下操作步骤：

(1)将超高分子量聚合物加入到油田注入污水中制成浓度为500-2500mg/l的聚合物溶液，备用；

(2)将表面活性剂和有机碱分别加入到油田注入污水中制成浓度为3000-5000mg/l的表面活性剂溶液和浓度为1000-3000mg/l的有机碱溶液，备用；

(3)按表面活性剂溶液：有机碱溶液：聚合物溶液＝2:1:1的重量比，向步骤(1)制得的聚合物溶液中分别加入步骤(2)制得的表面活性剂溶液和有机碱溶液，混配均匀得三元复合驱，备用；

(4)将步骤(1)制得的聚合物溶液以0.05～0.1倍地层孔隙体积的注入量作为前置段塞注入注水井中；

(5)将步骤(3)制得的三元复合驱以0.3-0.5倍地层孔隙体积的注入量继续注入注水井中；

(6)将步骤(1)制得聚合物溶液以0.05-0.1倍地层孔隙体积的注入量作为保护段塞最后注入注水井中；

其中，所述超高分子量聚合物是指特性粘数大于3500ml/g的水溶性部分水解聚丙烯酰胺；

所述表面活性剂为阴离子型表面活性剂、非离子型表面活性剂或阴非两性表面活性剂的复配体系；

所述有机碱为胺类有机碱。

所述阴离子型表面活性剂为烷基苯磺酸盐、烷基苯羧酸盐、石油磺酸盐；所述非离子型表面活性剂为烷醇酰胺、烷基醇聚氧乙烯醚。

步骤(4)所述聚合物溶液的浓度为2000-2500mg/l。

步骤(6)所述聚合物溶液的浓度为500-800mg/l。

所述油田注入污水为黄河水、油田回注污水或黄河水与油田回注污水的混合水。

本发明的有益效果：本发明基于有机碱三元复合驱提高原油采收率的方法非常适用于温度不高于85℃、矿化度低于50000mg/l、钙镁离子浓度低于1000mg/l、原油粘度低于油藏粘度200mpa·s、渗透率为500～10000×10^-3μm²的聚合物驱后油藏及非均质油藏。该方法注井用三元复合驱很好的消除了无机碱三元复合驱给化学驱带来的一系列问题，能避免注采系统结垢，无需频繁的对注入系统进行除垢处理，大大提高了注入进程；采出液处理简单；成本低；大大提高了采收率。通过在三元复合驱注入前于注入井中注入高浓度前置段塞，能够达到强波及、高流度控制的作用，消除了聚合物驱后油藏非均质严重，油藏渗透率、孔喉半径变大的问题。通过在三元复合驱后设置保护段塞，将超高分子量聚合物溶液注入三元复合驱后注入井，防止后续水驱的指进与串流，使主体段塞能够均匀推进。

附图说明：

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1为有机碱三元复合驱油体系界面张力曲线；

图2为有机碱三元复合驱驱替曲线。

具体实施方式：

为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，对本发明进行详细阐述。

实验例1：

针对孤东油田七区ng5⁴-6¹油藏，油藏温度70℃，13-151井原油粘度63mpa.s，东三联注入水(矿化度1072mg/l，ca²⁺、mg²⁺350mg/l)。配置0.2％的乙醇胺复配3000mg/l单一阴非两性表面活性剂烷基醇聚氧乙烯醚羧酸盐、1500mg/l的特性粘数3677ml/g的超高分子量聚合物hj三元复合体系，在孤东油田三四区油藏条件下测的油水界面张力均为1.5×10^-3mn/m(曲线见图1)，粘度均为25.2mpa·s。

采用渗透率极差为1：3的非均质石英砂填充管式模型(模型直径2.5cm，长30cm)进行物理模拟试验，首先开展0.15％聚合物驱，聚合物驱后综合含水94％后开始注入0.2％超高分子量聚合物hj前置段塞0.1pv，然后注入有机碱三元复合驱油体系0.3pv，再注入0.1％聚合物后置保护段塞，最后转水驱到综合含水98％以上结束试验，孤东油田七区油藏条件下有机碱三元复合驱油体系在聚合物驱后提高采收率16.9％(驱替曲线见图2)。

实验例2：

针对孤岛油田b19聚合物驱后油藏，油藏温度68℃，gdn4n8井原油，孤五联注入水(矿化度7075mg/l，钙镁187mg/l)。配置0.1％的乙醇胺复配4000mg/l复合表面活性剂溶液、1500mg/l的hj超高分子量聚合物hj三元复合体系，在孤岛油田b19油藏条件下测的油水测得界面张力均为4.4×10^-3mn/m，粘度均为31.8mpa·s。

采用渗透率极差为1：5的非均质石英砂填充管式模型进行物理模拟试验，水驱后综合含水95％注1500mg/l常规聚合物溶液0.3pv,然后转水驱到综合含水95％后转注上述有机碱三元复合驱体系0.3pv，再转水驱到综合含水98％结束试验，孤岛油田b19聚合物驱后油藏聚合物驱后油藏条件下驱油体系提高采收率15.3％。

实施例3

针对实施例1的油藏，采用渗透率极差为1：3的非均质石英砂填充管式模型(模型直径2.5cm，长30cm)进行物理模拟试验，首先开展0.15％聚合物驱，聚合物驱后综合含水94％，然后采用如下操作步骤：

(1)将特性粘数3677ml/g的超高分子量聚合物加入到油田注入污水中制成浓度为2000mg/l的聚合物溶液，备用；

(2)将表面活性剂和胺类有机碱分别加入到油田注入污水中制成浓度为4000mg/l、界面张力小于5.0×10^-3mn/m的表面活性剂溶液和浓度为2000mg/l的胺类有机碱溶液，备用；

(3)按表面活性剂溶液：胺类有机碱溶液：聚合物溶液＝2:1:1的重量比，向步骤(1)制得的聚合物溶液中分别加入步骤(2)制得的表面活性剂溶液和有机碱溶液，混配均匀得三元复合驱，备用；

(4)将步骤(1)制得的聚合物溶液以0.05倍地层孔隙体积的注入量作为前置段塞注入注水井中；

(5)将步骤(3)制得的三元复合驱以0.4倍地层孔隙体积的注入量继续注入注水 井中；

(6)将步骤(1)制得的聚合物溶液以0.05倍地层孔隙体积的注入量作为保护段塞最后注入注水井中。

步骤(2)中表面活性剂为阴离子型表面活性剂、非离子型表面活性剂或阴非两性表面活性剂的复配体系；阴离子型表面活性剂为烷基苯磺酸盐、烷基苯羧酸盐或石油磺酸盐；非离子型表面活性剂为烷醇酰胺或烷基醇聚氧乙烯醚。

上述操作结束，转水驱到综合含水98％以上结束试验，孤东油田七区油藏条件下有机碱三元复合驱油体系在聚合物驱后提高采收率17.0％。

实施例4

针对实施例1的油藏，采用渗透率极差为1：3的非均质石英砂填充管式模型(模型直径2.5cm，长30cm)进行物理模拟试验，首先开展0.15％聚合物驱，聚合物驱后综合含水94％，然后采用如下操作步骤：

(1)将特性粘数3677ml/g超高分子量聚合物hj加入到油田注入污水中制成浓度为1500mg/l的聚合物溶液，备用；

(2)将表面活性剂和胺类有机碱分别加入到油田注入污水中制成浓度为3000mg/l、界面张力小于5.0×10^-3mn/m的表面活性剂溶液和浓度为1500mg/l的胺类有机碱溶液，备用；

(3)按表面活性剂溶液：胺类有机碱溶液：聚合物溶液＝2:1:1的重量比，向步骤(1)制得的聚合物溶液中分别加入步骤(2)制得的表面活性剂溶液和有机碱溶液，混配均匀得三元复合驱，备用；

(4)将步骤(1)制得的聚合物溶液以0.1倍地层孔隙体积的注入量作为前置段塞注入注水井中；

(5)将步骤(3)制得的三元复合驱以0.35倍地层孔隙体积的注入量继续注入注水井中；

(6)将步骤(1)制得的聚合物溶液以0.05倍地层孔隙体积的注入量作为保护段塞最后注入注水井中。

步骤(2)中表面活性剂为阴离子型表面活性剂、非离子型表面活性剂或阴非两性表面活性剂的复配体系；阴离子型表面活性剂为烷基苯磺酸盐、烷基苯羧酸盐或石油磺酸盐；非离子型表面活性剂为烷醇酰胺或烷基醇聚氧乙烯醚。

上述操作结束，转水驱到综合含水98％以上结束试验，孤东油田七区油藏条件下有机 碱三元复合驱油体系在聚合物驱后提高采收率16.6％。

实施例5

针对实施例1的油藏，采用渗透率极差为1：3的非均质石英砂填充管式模型(模型直径2.5cm，长30cm)进行物理模拟试验，首先开展0.15％聚合物驱，聚合物驱后综合含水94％，然后采用如下操作步骤：

(1)将特性粘数3677ml/g超高分子量聚合物hj加入到油田注入污水中制成浓度为2500mg/l的聚合物溶液，备用；

(2)将表面活性剂和胺类有机碱分别加入到油田注入污水中制成浓度为5000mg/l、界面张力小于5.0×10^-3mn/m的表面活性剂溶液和浓度为3000mg/l的胺类有机碱溶液，备用；

(3)按表面活性剂溶液：胺类有机碱溶液：聚合物溶液＝2:1:1的重量比，向步骤(1)制得的聚合物溶液中分别加入步骤(2)制得的表面活性剂溶液和胺类有机碱溶液，混配均匀得三元复合驱，备用；

(4)将步骤(1)制得的聚合物溶液以0.08倍地层孔隙体积的注入量作为前置段塞注入注水井中；

(5)将步骤(3)制得的三元复合驱以0.3倍地层孔隙体积的注入量继续注入注水井中；

(6)将步骤(1)制得的聚合物溶液以0.1倍地层孔隙体积的注入量作为保护段塞最后注入注水井中。

步骤(2)中表面活性剂为阴离子型表面活性剂、非离子型表面活性剂或阴非两性表面活性剂的复配体系；阴离子型表面活性剂为烷基苯磺酸盐、烷基苯羧酸盐或石油磺酸盐；非离子型表面活性剂为烷醇酰胺或烷基醇聚氧乙烯醚。

上述操作结束，转水驱到综合含水98％以上结束试验，孤东油田七区油藏条件下有机碱三元复合驱油体系在聚合物驱后提高采收率16.8％。

实施例6

针对实施例1的油藏，采用渗透率极差为1：3的非均质石英砂填充管式模型(模型直径2.5cm，长30cm)进行物理模拟试验，首先开展0.15％聚合物驱，聚合物驱后综合含水94％，然后采用如下操作步骤：

(1)将特性粘数3677ml/g超高分子量聚合物hj加入到油田注入污水中制成浓度为600mg/l的聚合物溶液，备用；

(2)将表面活性剂和胺类有机碱分别加入到油田注入污水中制成浓度为4000mg/l、界面张力小于5.0×10^-3mn/m的表面活性剂溶液和浓度为4000mg/l的胺类有机碱溶液，备用；

(3)按表面活性剂溶液：胺类有机碱溶液：聚合物溶液＝2:1:1的重量比，向步骤(1)制得的聚合物溶液中分别加入步骤(2)制得的表面活性剂溶液和胺类有机碱溶液，混配均匀得三元复合驱，备用；

(4)将步骤(1)制得的聚合物溶液以0.06倍地层孔隙体积的注入量作为前置段塞注入注水井中；

(5)将步骤(3)制得的三元复合驱以0.5倍地层孔隙体积的注入量继续注入注水井中；

(6)将步骤(1)制得的聚合物溶液以0.08倍地层孔隙体积的注入量作为保护段塞最后注入注水井中。

步骤(2)中表面活性剂为阴离子型表面活性剂、非离子型表面活性剂或阴非两性表面活性剂的复配体系；阴离子型表面活性剂为烷基苯磺酸盐、烷基苯羧酸盐或石油磺酸盐；非离子型表面活性剂为烷醇酰胺或烷基醇聚氧乙烯醚。

上述操作结束，转水驱到综合含水98％以上结束试验，孤东油田七区油藏条件下有机碱三元复合驱油体系在聚合物驱后提高采收率16.5％。

实施例7

针对实施例2的油藏，采用如下操作步骤：

采用渗透率极差为1：5的非均质石英砂填充管式模型进行物理模拟试验，水驱后综合含水95％，注1500mg/l常规聚合物溶液0.3pv,然后转水驱到综合含水95％，再采用如下操作步骤：

(1)将特性粘数3677ml/g超高分子量聚合物hj加入到油田注入污水中制成浓度为1500mg/l的聚合物溶液，备用；

(2)将表面活性剂和胺类有机碱分别加入到油田注入污水中制成浓度为3000mg/l、界面张力小于5.0×10^-3mn/m的表面活性剂溶液和浓度为1000mg/l的胺类有机碱溶液，备用；

(3)按表面活性剂溶液：胺类有机碱溶液：聚合物溶液＝2:1:1的重量比，向步骤(1)制得的聚合物溶液中分别加入步骤(2)制得的表面活性剂溶液和有机碱溶液，混配均匀得三元复合驱；

(4)将步骤(3)制得的三元复合驱以0.4倍地层孔隙体积的注入量注入注水井中。

步骤(2)中表面活性剂为阴离子型表面活性剂、非离子型表面活性剂或阴非两性表面活性剂的复配体系；阴离子型表面活性剂为烷基苯磺酸盐、烷基苯羧酸盐或石油磺酸盐；非离子型表面活性剂为烷醇酰胺或烷基醇聚氧乙烯醚。

上述操作结束，再转水驱到综合含水98％结束试验，孤岛油田b19聚合物驱后油藏聚合物驱后油藏条件下驱油体系提高采收率15.3％。

实施例8

针对实施例2的油藏，采用如下操作步骤：

采用渗透率极差为1：5的非均质石英砂填充管式模型进行物理模拟试验，水驱后综合含水95％，注1500mg/l常规聚合物溶液0.3pv,然后转水驱到综合含水95％后，再采用如下操作步骤：

(1)将特性粘数3677ml/g超高分子量聚合物hj加入到油田注入污水中制成浓度为2500mg/l的聚合物溶液，备用；

(2)将表面活性剂和胺类有机碱分别加入到油田注入污水中制成浓度为5000mg/l、界面张力小于5.0×10^-3mn/m的表面活性剂溶液和浓度为5000mg/l的胺类有机碱溶液，备用；

(3)按表面活性剂溶液：有机碱溶液：聚合物溶液＝2:1:1的重量比，向步骤(1)制得的聚合物溶液中分别加入步骤(2)制得的表面活性剂溶液和胺类有机碱溶液，混配均匀得三元复合驱；

(4)将步骤(3)制得的三元复合驱以0.3倍地层孔隙体积的注入量注入注水井中。

步骤(2)中表面活性剂为阴离子型表面活性剂、非离子型表面活性剂或阴非两性表面活性剂的复配体系；阴离子型表面活性剂为烷基苯磺酸盐、烷基苯羧酸盐或石油磺酸盐；非离子型表面活性剂为烷醇酰胺或烷基醇聚氧乙烯醚。

上述操作结束，再转水驱到综合含水98％结束试验，孤岛油田b19聚合物驱后油藏聚合物驱后油藏条件下驱油体系提高采收率15.8％。

实施例9

针对实施例2的油藏，采用如下操作步骤：

采用渗透率极差为1：5的非均质石英砂填充管式模型进行物理模拟试验，水驱后综合含水95％，注1500mg/l常规聚合物溶液0.3pv,然后转水驱到综合含水95％后，再采用如下操作步骤：

(1)将特性粘数3677ml/g超高分子量聚合物hj加入到油田注入污水中制成浓度为2000mg/l的聚合物溶液，备用；

(2)将表面活性剂和有机碱分别加入到油田注入污水中制成浓度为4000mg/l、界面张力小于5.0×10^-3mn/m的表面活性剂溶液和浓度为4000mg/l的有机碱溶液，备用；

(3)按表面活性剂溶液：有机碱溶液：聚合物溶液＝2:1:1的重量比，向步骤(1)的聚合物溶液中分别加入步骤(2)制得的表面活性剂溶液和有机碱溶液，混配均匀得三元复合驱；

(4)将步骤(3)的三元复合驱以0.5倍地层孔隙体积的注入量注入注水井中。

步骤(2)中表面活性剂为阴离子型表面活性剂、非离子型表面活性剂或阴非两性表面活性剂的复配体系；阴离子型表面活性剂为烷基苯磺酸盐、烷基苯羧酸盐或石油磺酸盐；非离子型表面活性剂为烷醇酰胺或烷基醇聚氧乙烯醚。

上述操作结束，再转水驱到综合含水98％结束试验，孤岛油田b19聚合物驱后油藏聚合物驱后油藏条件下驱油体系提高采收率15.7％。

实施例10

针对实施例1的油藏，采用渗透率极差为1：3的非均质石英砂填充管式模型(模型直径2.5cm，长30cm)进行物理模拟试验，首先开展0.15％聚合物驱，聚合物驱后综合含水94％，然后采用如下操作步骤：

(1)将特性粘数3677ml/g超高分子量聚合物hj加入到油田注入污水中分别制成浓度为2000mg/l和500mg/l的聚合物溶液，备用；

(2)将表面活性剂和胺类有机碱分别加入到油田注入污水中制成浓度为4000mg/l、界面张力小于5.0×10^-3mn/m的表面活性剂溶液和浓度为4000mg/l的胺类有机碱溶液，备用；

(3)按表面活性剂溶液：胺类有机碱溶液：聚合物溶液＝2:1:1的重量比，取等重量的步骤(1)制得的两种浓度的聚合物溶液，分别加入步骤(2)制得的表面活性剂溶液和胺类有机碱溶液，混配均匀得三元复合驱，备用；

(4)将步骤(1)制得的2000mg/l聚合物溶液以0.06倍地层孔隙体积的注入量作为前置段塞注入注水井中；

(5)将步骤(3)制得的三元复合驱以0.5倍地层孔隙体积的注入量继续注入注水井中；

(6)将步骤(1)制得的500mg/l聚合物溶液以0.08倍地层孔隙体积的注入量作 为保护段塞最后注入注水井中。

步骤(2)中表面活性剂为阴离子型表面活性剂、非离子型表面活性剂或阴非两性表面活性剂的复配体系；阴离子型表面活性剂为烷基苯磺酸盐、烷基苯羧酸盐或石油磺酸盐；非离子型表面活性剂为烷醇酰胺或烷基醇聚氧乙烯醚。

上述操作结束，转水驱到综合含水98％以上结束试验，孤东油田七区油藏条件下有机碱三元复合驱油体系在聚合物驱后提高采收率16.8％。

实施例11

针对实施例2的油藏，采用如下操作步骤：

采用渗透率极差为1：5的非均质石英砂填充管式模型进行物理模拟试验，水驱后综合含水95％，注1500mg/l常规聚合物溶液0.3pv,然后转水驱到综合含水95％，再采用如下操作步骤：

(1)将特性粘数3677ml/g超高分子量聚合物hj加入到油田注入污水中分别制成浓度为2500mg/l和800mg/l的聚合物溶液，备用；

(2)将表面活性剂和胺类有机碱分别加入到油田注入污水中制成浓度为3000mg/l、界面张力小于5.0×10^-3mn/m的表面活性剂溶液和浓度为1000mg/l的胺类有机碱溶液，备用；

(3)按表面活性剂溶液：胺类有机碱溶液：聚合物溶液＝2:1:1的重量比，取等重量的步骤(1)制得的两种浓度的聚合物溶液，分别加入步骤(2)制得的表面活性剂溶液和有机碱溶液，混配均匀得三元复合驱；

(4)将步骤(1)制得的2500mg/l聚合物溶液以0.1倍地层孔隙体积的注入量作为前置段塞注入注水井中；

(5)将步骤(3)制得的三元复合驱以0.3倍地层孔隙体积的注入量继续注入注水井中；

(6)将步骤(1)制得的800mg/l聚合物溶液以0.05倍地层孔隙体积的注入量作为保护段塞最后注入注水井中；

步骤(2)中表面活性剂为阴离子型表面活性剂、非离子型表面活性剂或阴非两性表面活性剂的复配体系；阴离子型表面活性剂为烷基苯磺酸盐、烷基苯羧酸盐或石油磺酸盐；非离子型表面活性剂为烷醇酰胺或烷基醇聚氧乙烯醚。

上述操作结束，再转水驱到综合含水98％结束试验，孤岛油田b19聚合物驱后油藏聚合物驱后油藏条件下驱油体系提高采收率15.9％。