專利名稱：：一種以造紙黑液作為驅油用堿的采油方法
技術領域：
：本發(fā)明設計一種以造紙黑液作為驅油用堿的采油方法，它屬于油氣田開發(fā)工程中對采油技術的改進。它主要是通過采用造紙黑液作為驅油用堿，并與表面活性劑、聚合物構成多元驅油體系，來達到提高原油收率的目的。目前，油氣田開發(fā)工程中，三次采油的化學法中已發(fā)展了聚合物、堿和表面活性劑等驅油體系。為了利用驅油體系間的協同效應還發(fā)展了堿/聚合物二元體系、堿/表面活性劑二元體系和聚合物/表面活性劑二元體系和堿/表面活性劑/聚合物三元體系。這些驅油體系分別通過改善驅油體系與油的流度比和(或)驅油體系與油之間的界面張力提高注入水的波及系數和(或)洗油效率，從而提高原油的采收率。在前述的三次采油的化學法中，有4個驅油體系用到堿，其中包括一元體系(只用堿)、二元體系(堿/表面活性劑、堿/聚合物)和三元體系(堿/表面活性劑/聚合物)。驅油用的堿除包括堿(如氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化銨等)外，還包括鹽(如碳酸鈉、硅酸鈉、原硅酸鈉、磷酸鈉等)，它們都是無機物質。堿主要通過與原油中的天然表面活性物質(如環(huán)烷酸)反應，生成能降低油水界面張力的表面活性劑，起提高原油采收率的作用。當將上述驅油用堿配成一元體系、二元體系和三元體系并用于驅油時，都有一個共同的問題，即它們在地層中堿耗很大，堿性很快消失，從而使堿未充分起提高原油采收率作用。因此，需尋找一種新的驅油用堿。本發(fā)明的目的就在于避免上述現有技術的不足之處而提供一種新的以造紙黑液作為驅油用堿的采油方法，它主要是采用了堿法造紙廠的廢液作為驅油用堿，這是因為黑液中含有大量的堿木素，而堿木素在水中水解后產生氫氧根，起堿的作用。這種堿木素是一種特殊的堿，它有4個特征①它是潛在堿，因堿木素屬鹽，不屬堿，它在水中水解后才起堿的作用，所以是一種潛在堿；②它是有機堿，因堿木素的酸根來自木素，所以它是一種潛在的有機堿；③它是緩沖堿，堿木素的水解反應是可逆反應，若在消耗堿的環(huán)境中，它可通過水解反應的平衡移動，持續(xù)提供氫氧根，起緩沖作用，由于黑液有緩沖作用，所以它是一種理想的驅油用堿，并可在一個較長的時間內保持堿的作用，并有利于減少堿的消耗；④它是活性堿，黑液的表面張力(22℃，38.95mN.m-1)明顯低于同溫度下水的表面張力(22℃，72.44mN.m-1)，說明黑液中有表面活性劑存在。這些表面活性劑主要是羧酸鹽和親水親油比較平衡的堿木素。所以，本發(fā)明主要是采用堿法造紙廠的廢液——黑液作為驅油用堿，并與表面活性劑、聚合物配制成驅油體系，其主要的技術特點在于用黑液、或黑液與表面活性劑和聚合物組成多元驅油體系，并采用準三組分相圖法進行配方優(yōu)化。為了更好地實現本發(fā)明的上述目的，本發(fā)明的設計者是將多元體系設計成可以是一元體系，即只用黑液作為單一組分；也可以是二元體系，即由黑液與表面活性劑二組分組成；也可以是三元體系，即由黑液與表面活性劑和聚合物三組分組成。對優(yōu)化配方所用準三組分相圖法則是將等邊三角形的三個頂角分別表示黑液、表面活性劑和聚合物；三條邊分別表示黑液/表面活性劑二元體系、黑液/聚合物二元體系和表面活性劑/聚合物二元體系；三角坐標內任一點均為黑液/表面活性劑/聚合物三元體系。采用準三組分相圖對黑液體系進行優(yōu)化時，需按下列步驟(1)配方的設計以聚合物為頂點，分別與黑液-表面活性劑邊的五等分點聯線，再將這些聯線加上其余兩條邊線等分五等分，然后將各點從右向左，從下到上編號，得到1-0、1-1、1-2、1-3、1-4、1-5、……6-4、6-5等31個驅油體系配方點；(2)頂點濃度的決定是①黑液頂點的濃度為從堿法造紙廠流程中取回的原液濃度；②表面活性劑頂點的濃度應為其臨界膠束濃度的兩倍；③聚合物頂點的濃度應能使溶液產生兩倍原油粘度的濃度。(3)驅油試驗與采收率增值的計算通過驅油試驗裝置測注驅油體系前后采收率的增值，在此流程中，驅油試驗可這樣進行，即巖心飽和水→飽和油→水驅至產出液含水達98％(得水驅采收率)→注驅油體系→水驅至產出液含水再次達98％(得最終采收率)→停止試驗；由最終采收率減水驅采收率即可得到注驅油體系前后采收率增值。(4)優(yōu)化驅油體系配方的選擇將31個驅油體系配方點的采收率增值描于準三組分相圖中，畫出采收率增值等值圖，由圖決定優(yōu)化驅油體系配方。多元體系中所采用的表面活性劑和聚合物分別是石油磺酸鹽和聚丙烯酰胺。下面將結合實施例來詳述本發(fā)明的特點。對新疆克拉瑪依油田二中區(qū)克下組油藏進行黑液驅油體系優(yōu)化配方的室內試驗(1)原料黑液的驅油體系由黑液、石油磺酸鹽和(或)聚丙烯酰胺配成。所用的黑液為新疆石河子造紙廠黑液，其基本性質見下表1。表1新疆石河子造紙廠黑液的基本性質所使用的石油磺酸鹽為新疆油田提供的代號為KPS-1的石油酸鹽，其性質見下表2。表2代號為KPS-1的石油酸鹽的性質所用的聚丙烯酰胺為新疆油田提供的代號為3530S的聚丙烯酰胺，該聚丙烯酰胺的性質見表3。表3代號為3530S的聚丙烯酰胺的性質驅油體系的測試采用的是附圖1的驅油流程，附圖1的圖面說明如下1-雙向閥；2-油杯；3-油容器；4-水容器；5-閥門；6-油容器；7-環(huán)壓泵；8-壓力表；9-閥門座；10-巖心夾持器；11-巖心；12-量筒；13-過濾器；14-驅油體系容器；15-平流泵(2)．模擬液體用到兩種模擬液體，即模擬油和模擬水。模擬油是地面脫氣原油加煤油稀釋配成粘度與地層油相當的油。模擬油由新疆油田提供的克拉瑪依油田二中區(qū)T7-14井S27層脫水原油(其性質見表4)與新疆克拉瑪依煉廠煤油按質量比55.5∶44.5配成，其性質見表5。表4克拉瑪依油田二中區(qū)T7-14井S27層脫水原油的性質表5模擬油的性質模擬水是按照新疆油田提供的白楊河水和T7-14井地層水的分析數據(表6)，按照表7所列的方法配制。表6水分析結果表7模擬水的配制(3)準三組分相圖的頂點黑液的頂點濃度為新疆石河子造紙廠黑液的組成(堿含量為3.80g.L-1)。石油磺酸鹽的頂點濃度應為其臨界膠束濃度(0.20％)的兩倍(0.40％)。聚丙烯酰胺的頂點濃度應為0.25％，因此時粘度為模擬油粘度(13.7mPa.s)的兩倍(27.4mPa.s)。根據準三組分相圖的繪制方法，由三種頂點溶液的濃度可得31個驅油體系配方中各成分的含量(表8)。表8驅油體系配方(4)．驅油試驗分別在31塊新疆克拉瑪依露頭巖心中進行了31個驅油體系配方的驅油試驗，由此得到31個驅油體系配方的采收率增值，數據見表9。表9驅油體系配方的采油率增值<tablesid="table7"num="012"><table>3-210.856-313.713-38.726-48.843-45.0010.166-54.233-55.00</table></tables>根據表9可繪制出黑液驅油體系的采收率增值圖，即附圖2。由表9和附圖2，可以得到兩個黑液驅油體系的優(yōu)化配方用于新疆克拉瑪依油田二中區(qū)克下組油藏驅油第一配方為1-5配方，即100％黑液第二配方為4-3配方，即0.100％聚丙烯酰胺+0.144％石油磺酸鹽+24％黑液這兩個黑液驅油體系的優(yōu)化配方的采收率增值分別為17.81％和17.02％，它們的采收率曲線和含水率曲線見附圖3和附圖4。由于堿法造紙廠的黑液是環(huán)境的重要污染源。而本發(fā)明所提出以造紙黑液作為驅油用堿的采油方法所使用的驅油用堿恰恰是自堿法造紙的廢液——黑液，既可減小黑液對環(huán)境的污染，又可提高原油的采收率。因此，該方法具有極大的推廣應用前景。權利要求1．一種以造紙黑液作為驅油用堿的采油方法，它主要是采用堿法造紙廠的廢液——黑液作為驅油用堿，并與表面活性劑、聚合物配制成驅油體系，其特征在于用黑液、或黑液與表面活性劑和聚合物組成多元驅油體系，并采用準三組分相圖法進行配方優(yōu)化。2．根據權利要求1所述的一種以造紙黑液作為驅油用堿的采油方法，其特征在于所述的多元體系可以是一元體系，即只用黑液作為單一組分。3．根據權利要求1所述的一種以造紙黑液作為驅油用堿的采油方法，其特征在于所述的多元體系可以是二元體系，即由黑液與表面活性劑二組分組成。4．根據權利要求1所述的一種以造紙黑液作為驅油用堿的采油方法，其特征在于所述的多元體系可以是三元體系，即由黑液與表面活性劑和聚合物三組分組成。5．根據權利要求1所述的一種以造紙黑液作為驅油用堿的采油方法，其特征在于所述的優(yōu)化配方所用準三組分相圖法是將等邊三角形的三個頂角分別表示黑液、表面活性劑和聚合物；三條邊分別表示黑液/表面活性劑二元體系、黑液/聚合物二元體系和表面活性劑/聚合物二元體系；三角坐標內任一點均為黑液/表面活性劑/聚合物三元體系。6．根據權利要求5所述的一種以造紙黑液作為驅油用堿的采油方法，其特征在于所述的采用準三組分相圖對黑液體系配方進行優(yōu)化，需按下列步驟(1)配方的設計以聚合物為頂點，分別與黑液-表面活性劑邊的五等分點聯線，再將這些聯線加上其余兩條邊線等分五等分，然后將各點從右向左，從下到上編號，得到1-0、1-1、1-2、1-3、1-4、1-5、……6-4、6-5等31個驅油體系配方點；(2)頂點濃度的決定是①黑液頂點的濃度為從堿法造紙廠流程中取回的原液濃度；②表面活性劑頂點的濃度應為其臨界膠束濃度的兩倍；③聚合物頂點的濃度應能使溶液產生兩倍原油粘度的濃度。(3)驅油試驗與采收率增值的計算通過驅油試驗裝置測注驅油體系前后采收率的增值，在此流程中，驅油試驗可這樣進行，即巖心飽和水→飽和油→水驅至產出液含水達98％，即水驅采收率→注驅油體系→水驅至產出液含水再次達98％，即最終采收率→停止試驗；由最終采收率減水驅采收率即可得到注驅油體系前后采收率增值。(4)優(yōu)化驅油體系配方的選擇將31個驅油體系配方點的采收率增值描于準三組分相圖中，畫出采收率增值等值圖，由圖決定優(yōu)化驅油體系配方。7．根據權利要求1所述的一種以造紙黑液作為驅油用堿的采油方法，其特征在于所述的表面活性劑可以是石油磺酸鹽，聚合物可以是聚丙烯酰胺。全文摘要一種以造紙黑液作為驅油用堿的采油方法,它主要是通過采用造紙黑液作為驅油用堿,使其與表面活性劑、聚合物構成多元驅油體系,并通過采用準三組分相圖對黑液體系配方進行優(yōu)化和特定計算公式確定用量來達到提高原油收率的目的。文檔編號E21B43/22GK1297100SQ0012938公開日2001年5月30日申請日期2000年12月5日優(yōu)先權日2000年12月5日發(fā)明者趙福麟,高曉勇,張貴才,秦積舜申請人:石油大學(華東)