CN111205844B - 一种油田驱油剂鼠李糖脂发酵液的处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种油田驱油剂鼠李糖脂发酵液的处理方法，包括以下步骤：(1)将鼠李糖脂发酵液进行离心，获得发酵液和沉淀层；(2)将步骤(1)中的发酵液利用陶瓷膜过滤浓缩，浓缩结束后，分别获得滤出液和浓缩液；(3)将步骤(1)中的沉淀层和步骤(2)中的浓缩液处理至纳米级，获得10～80nm范围的纳米级颗粒混合物；(4)将步骤(3)中的纳米级颗粒混合物与步骤(2)中的滤出液混合均匀，进行低强度超声波处理；超声波处理后即得到一种复合表面活性剂。该表面活性剂不仅具有较低的表面张力和界面张力、良好的耐温性能和抗盐性能，而且能够显著降低岩石对其的吸附性，作为驱油剂具有较高的驱油效率。

Description

一种油田驱油剂鼠李糖脂发酵液的处理方法

技术领域

本发明涉及一种用于降低油田驱油剂中鼠李糖脂砂岩吸附性，提高驱油剂驱油效率的处理方法，属于油田三次采油工程表面活性剂驱油技术领域。

背景技术

公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的一些理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

鼠李糖脂是一种生物表面活性剂。生物表面活性剂是微生物在一定条件下培养时，代谢过程中分泌的具有表面活性的代谢产物，如糖脂、脂肽、类脂衍生物等，最初发现于20世纪60年代，近几年有了较快发展。生物表面活性剂虽然种类较多，但工业化产品却很单一。鼠李糖脂是目前已经工业化生产的一种重要的生物表面活性剂，其主要的应用领域就是石油开采用驱油剂，但鼠李糖脂的发酵产率低(3％)，生产过程控制难度大(发泡)，分离提纯困难(萃取)，所以成品成本高昂，用于驱油剂，现场多直接使用鼠李糖脂发酵液，但因其成分复杂，固含量高，砂岩吸附多，驱油效果受到了一定影响。

发明内容

针对上述背景技术，本发明对影响鼠李糖脂发酵液应用于油藏砂岩地层驱油的因素进行了研究。研究结果表明，地层砂岩对鼠李糖脂表面活性剂的吸附进一步影响了鼠李糖脂的驱油效果。针对此，发明人进行了深入研究，发现相比于鼠李糖脂，岩石地层中的石英砂更容易吸附纳米级发酵液固含物，本发明将鼠李糖脂发酵液中的固含物制备成为纳米级颗粒，明显提高了驱油效率。该发酵液中的纳米颗粒主要包括菌体、不溶性营养物、其他代谢产物和副产物等，负载有多种功能团及电荷，能够优先吸附于石英砂表面的活性吸附点，因此阻碍了岩石表面对鼠李糖脂的吸附，减少了鼠李糖脂的地层表面吸附量，能够显著提高鼠李糖脂发酵液产品的驱油效果。

具体的，本发明采用以下技术方案：

本发明的第一个目的，提供一种降低鼠李糖脂发酵液中鼠李糖脂在砂岩上吸附量的方法，旨在降低砂岩对作为表面活性剂的鼠李糖脂发酵液的吸附能力。

该方法包括以下步骤：

(1)将鼠李糖脂发酵液进行离心，获得发酵液和沉淀层；

(2)将步骤(1)中的发酵液利用陶瓷膜过滤浓缩，浓缩结束后，分别获得滤出液和浓缩液；

(3)将步骤(1)中的沉淀层和步骤(2)中的浓缩液处理至纳米级，获得10～80nm范围的纳米级颗粒混合物；

(4)将步骤(3)中的纳米级颗粒混合物与步骤(2)中的滤出液混合均匀，进行低强度超声波处理；

超声波处理后即得到一种复合表面活性剂。

在本发明的实施例中，步骤(1)中，所述鼠李糖脂发酵液中鼠李糖脂的含量为30～65g/L。

在本发明的实施例中，步骤(1)中，采用离心分离，优选碟式离心机，转速6000-8000rpm，离心后获固形物主要是菌体、少量未用完的营养成分和少量的代谢产物及副产物的聚集物。

在本发明的实施例中，步骤(2)中，陶瓷膜过滤孔径为50～500nm，优选100～200nm。

在本发明的实施例中，步骤(1)中，沉淀层主要包括大部分菌体和少量代谢产物，生物量大约为20～40g/L。

在本发明的实施例中，步骤(3)中，可采用纳米微生物细胞破碎仪或湿法研磨的方法处理至纳米级(10～80nm)，这一范围是基于其作为驱油剂用以提高驱油效率的角度经试验验证所得。

在本发明的实施例中，步骤(4)中，经过试验验证，采用低强度超声波处理纳米级颗粒混合物和滤出液的混合液，能够使得纳米级颗粒混合物均匀分散在滤出液中，体系稳定均一，能够进一步降低表面张力和界面张力，提高驱油效率，而经本发明人的试验证实高强度的超声处理并不利于提高体系稳定性以及驱油效率。优选的，所述超声波条件为：超声波辐射的功率为100～500W，频率范围为25KHz～50KHz，超声时间10～15min。

本发明的第二个目的，提供一种采用上述方法制备得到的表面活性剂。

本发明的第三个目的，提供上述表面活性剂在制备驱油剂中的应用。

进一步的，所述表面活性剂在砂岩油藏驱油剂中的应用。

更进一步的，所述表面活性剂在低渗高含水透石英砂岩油藏驱油剂中的应用，油藏含水大于80％。

与本发明人知晓的相关技术相比，本发明其中的一个技术方案具有如下有益效果：

(1)经过对鼠李糖脂发酵液进行一定处理，得到一种性能更加优异的表面活性剂，不仅具有较低的表面张力和界面张力、良好的耐温性能和抗盐性能，而且能够显著降低油砂对其的吸附性，作为驱油剂具有较高的驱油效率。

(2)本发明的方法工艺简单、成本低廉、有利于现场推广使用。

附图说明

构成本发明一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1是实施例1和对照组溶液的表面张力。

图2是实施例1和对照组溶液的界面张力。

图3是不同接触时间下石英砂对实施例1的表面活性剂和对照组的吸附量。

图4是实施例1的表面活性剂和对照组的耐温性能。

图5是实施例1的表面活性剂和对照组的耐盐性能。

图6是工作实物图。

图7是室内评价综合数据表格。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作和/或它们的组合。

现有技术中使用的鼠李糖脂发酵液，因有效成分低，杂质颗粒大，而且未做处理，影响驱油效果，而本发明经过对发酵液进行适当处理，可以提高驱油效果，主要表现在可以显著降低对砂岩的吸附性，在石油开采中可单独或复配使用。

为了使得本领域技术人员能够更加清楚地了解本发明的技术方案，以下将结合具体的实施例详细说明本发明的技术方案。

实施例1

一种降低鼠李糖脂发酵液吸附性的方法，包括以下步骤：

以大豆油为碳源的鼠李糖脂发酵液中鼠李糖脂的含量在50g/L左右，使用蝶式离心机分离发酵液，转速6600rpm，获得发酵液和沉淀物；

再利用100nm的陶瓷膜过滤发酵液，获得滤出液和浓缩液；

将沉淀物和浓缩液利用湿法研磨，获得10～80nm纳米级固体混合物；

将纳米级固体混合物、滤出液混合均匀，进行低强度超声波处理15min，超声波条件为：功率为200W、频率为30KHz，即得新型表面活性剂。

实施例2

一种降低鼠李糖脂发酵液吸附性的方法，包括以下步骤：

以玉米油为碳源的鼠李糖脂发酵液中鼠李糖脂的含量在55g/L左右，使用蝶式离心机分离发酵液，转速6600rpm，获得发酵液和沉淀物；

再利用200nm的陶瓷膜过滤发酵液，获得滤出液和浓缩液；

将将沉淀物和浓缩液利用纳米微生物细胞破碎仪，获得10～80nm纳米级固体混合物；

将纳米级固体混合物、滤出液混合均匀，进行低强度超声波处理10min，超声波条件为：功率为300W、频率为40KHz，即得新型表面活性剂。

实施例3

一种降低鼠李糖脂发酵液吸附性的方法，包括以下步骤：

以大豆油为碳源的鼠李糖脂发酵液中鼠李糖脂的含量在45g/L左右，使用蝶式离心机分离发酵液，转速8000rpm，获得发酵液和沉淀物；

再利用500nm的陶瓷膜过滤发酵液，获得滤出液和浓缩液；

将沉淀物和浓缩液利用湿法研磨，获得10～80nm纳米级固体混合物；

将纳米级固体混合物、滤出液混合均匀，进行低强度超声波处理10min，超声波条件为：功率为500W、频率为50KHz，即得新型表面活性剂。

测定实施例1的表面活性剂的性质

以鼠李糖脂作为衡量标准，分别将实施例1的表面活性剂和实施例1的起始发酵液(对照组)进行稀释，稀释至设定浓度，然后在相同条件下测定实施例1和对照组发酵液的表面张力和界面张力(25℃)、石英砂对其的吸附性、耐温性能、耐盐性能(1000mg/L、25℃)。

其中，吸附试验如下：用电子天平称取1g石英砂，将石英砂浸入10mL石油中，置于50℃的恒温箱中，静置10天后10000r/min离心15min，取出浸油的石英砂；然后加入已知浓度的表面活性剂溶液50mL，充分震荡，置于50℃的恒温箱中，静置36h后取出，10000r/min离心15min，滴定法测定吸附量。

试验结果如图1～5。

从图1可以看出，在一定质量浓度下，实施例1得到的表面活性剂的表面张力低于对照组，而且实施例1得到的表面活性剂的拐点(临界胶束浓度)小于对照组。

从图2可以看出，在一定质量浓度下，实施例1得到的表面活性剂的界面张力低于对照组。

从图3可以看出，总体趋势是：不同的表面活性剂都随着时间的延长，溶质的吸附量趋于平稳。其中，在一定时间下，对照组的吸附量显著高于实施例1的表面活性剂，两者差异显著，可见，本发明对发酵液经过适当的处理后能够显著降低石英砂对其的吸附能力。

从图4可以看出，实施例1的表面活性剂的耐温性能(30℃、60℃、90℃)优于对照组。

从图5可以看出，实施例1的表面活性剂的耐盐性能高于对照组。

室内评价

1、试验主要内容：

(1)实验准备工作：岩心样编号、尺寸测量、配置模拟地层水(并测模拟地层水密度ρ、粘度μ)、干燥岩心，部分工作实物图如图6所示。

(2)岩样物性参数测定：岩心干重(m0)、岩心湿重(m1)、气测岩心渗透率(Ka)、孔隙度(Φ)、液测渗透率(K)、建立束缚水饱和度(Sws)等。

(3)配制溶液，进行实验：依据方案配制不同浓度的标准溶液，连接好实验装置并在恒温条件(50℃)下开始实验。

(4)记录数据并分析。

2、试验步骤

(1)把已经测定渗透率的岩芯抽真空后饱和模拟地层水，测量饱和水的体积，计算孔隙度；

(2)用模拟地层水测定岩芯的液测渗透率；

(3)在恒温条件下，油驱水，流量由小到大，每个流量驱至不出水为止，建立束缚水；

(4)以一定的速度用注入水驱油，记录不同驱替孔隙体积油的驱出量；

(5)驱至不同含水率时，以一定的速度注入不同PV的驱油剂溶液，然后水驱至不出油为止；

(6)计算水驱驱油效率和实施例1的表面活性剂溶液的驱油效率，注入浓度以起始发酵液中的鼠李糖脂作为衡量标准。

3、试验数据

见图7中表格。

4、试验结论

从图7中的表格可以看出：

(1)本阶段完成的6个岩心样的表面活性剂的驱油试验，都能起到很好的驱油效果，驱油效率增幅3.5～16.6％。

(2)注入浓度较低(0.3‰)时，能有效提高驱油效率，经济效益好。

(3)实施例1的表面活性剂在含水85％时注入的增油效果大于残余油时的增油效果。

(4)实施例1的表面活性剂不仅可提高驱油效率，而且还可降低水驱压力。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种降低鼠李糖脂发酵液中鼠李糖脂在砂岩上吸附量的方法，其特征是，该方法包括以下步骤：

（1）将鼠李糖脂发酵液进行离心，获得发酵液和沉淀层；所述鼠李糖脂发酵液中鼠李糖脂的含量为30~65g/L；

（2）将步骤（1）中的发酵液利用陶瓷膜过滤浓缩，浓缩结束后，分别获得滤出液和浓缩液；陶瓷膜过滤孔径为50~500nm；

（3）将步骤（1）中的沉淀层和步骤（2）中的浓缩液处理至纳米级，采用纳米微生物细胞破碎仪或湿法研磨的方法处理至纳米级，获得10~80nm范围的纳米级颗粒混合物；

（4）将步骤（3）中的纳米级颗粒混合物与步骤（2）中的滤出液混合均匀，进行低强度超声波处理，超声波辐射的功率为100~500W，频率范围为25KHz~50KHz，超声时间10~15min。

2.如权利要求1所述的方法，其特征是，步骤（1）中，采用碟式离心机离心分离。

3.如权利要求2所述的方法，其特征是，离心转速6000-8000rpm。

4.如权利要求1所述的方法，其特征是，步骤（2）中，所述陶瓷膜过滤孔径为100nm~200nm。

5.采用权利要求1~4中任一项所述的方法制备得到的表面活性剂。

6.权利要求5所述的表面活性剂在制备石英砂岩油藏驱油剂中的应用。

7.如权利要求6所述的应用，其特征是，所述表面活性剂在低渗高含水透石英砂岩油藏驱油剂中的应用，油藏含水大于80%。

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