CN101362937A - 一种应用于低渗透油田的吸附抑制剂 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种应用于低渗透油田的吸附抑制剂。该抑制剂包括下列各组份且各组份按质量百分比计：0.5％～2％双季铵盐、0.2％～1％的单链小阳离子有机聚合物、2％～5％无机盐及0.1％～0.3％螯合剂，余量为水。该不仅抑制粘土的膨胀运移；还可使已膨胀的粘土晶格通过化学反应改性后释放出水分子晶格缩小；该抑制剂吸附性强，抗冲刷，具有一定活性，迅速降低表面张力，改变岩石及粘土矿物表面润湿性，并且能够抑制其他物质在岩石矿物表面的吸附，从而提高地层渗流能力，实现降压增注的目的。

Description

一种应用于低渗透油田的吸附抑制剂

技术领域：

本发明涉及油田采油领域井下注入的一种化学制剂，尤其是一种应用于低渗透油田的吸附抑制剂。

背景技术：

低渗透砂岩油田多为粉砂岩和细砂岩矿物，油层孔隙半径小、发育差，粘土含量及泥质含量高，敏感性严重、渗流阻力大。该类油层在注水开发过程中，地层渗透率迅速下降的两个重要原因：由于粘土膨胀造成孔隙空间的减小；由于粘土分散及随流体运移引起喉孔处搭桥。粘土颗粒的膨胀分散并不是各自独立的过程，本质上是由水分子通过氢键吸附在矿物表面形成水化层引起的。水锁、水敏、水不配伍污染等地层伤害严重，造成注入压力升高，注不进水，完不成配注，导致油井低产。更为严重的是粘土含量高的地层发生膨胀后会造成套管的变形或措断，造成无法生产。目前使用的黏土稳定剂类型基本为高矿化度无机盐水(如KCL、NaCL、NH₄CL等)和有机聚季胺盐，应用于低渗透高黏土泥质储层存在不耐流体冲刷，只有防膨效果不能控制微粒运移，或能控制运移但防膨率不高，造成有效期短等缺点。

发明内容：

本发明开发一种应用于低渗透油田注水井的高效吸附抑制剂。该剂不仅抑制粘土的膨胀运移；还可使已膨胀的粘土晶格通过化学反应改性后释放出水分子晶格缩小；该抑制剂吸附性强，抗冲刷，具有一定活性，迅速降低表面张力，改变岩石及粘土矿物表面润湿性，并且能够抑制其他物质在岩石矿物表面的吸附，从而提高地层渗流能力，实现降压增注的目的。

本发明采用的技术方案是：该应用于低渗透油田的吸附抑制剂包括下列各组份且各组份按质量百分比计：0.5％～2％双季铵盐、0.2％～1％的单链小阳离子有机聚合物、2％～5％无机盐及0.1％～0.3％螯合剂，余量为水。

上述的螯合剂为1，3二胺基丙醇N—甲基磷酸钠、磷酸二氢钾或六偏磷酸钠；双季铵盐是具有双头基极性基团的阳离子表面活性剂，为乙二亚甲基—双十六烷基溴化铵；单链小阳离子有机聚合物为单链小阳离子有机聚合物为三甲胺与烯丙基氯合成的季胺盐小阳离子；无机盐氯化钠、氯化钾或氯化铵。

本发明所具有的有益效果是：本发明涉及粘土含量超过10％的低渗透油层的粘土矿物膨胀抑制剂，经室内试验和现场应用评价，该吸附抑制剂不仅抑制粘土的膨胀运移；还可使已膨胀的粘土粒径变小，快速消除水锁伤害。该剂具有一定活性，能迅速降低表面张力，改变岩石及粘土矿物表面润湿性，能够抑制表面活性剂及其他物质的吸附损失，降低活性剂驱油成本，改善油水井的导流能力，提高油田开发效果。依据多点吸附、压缩双电层、与黏土晶格发生离子交换、活性润湿等原理，应用于低渗透油藏，抑制了其他物质的吸附，能够改善油水井的导流能力，提高油田开发效果。

本发明中双季铵盐和单链小阳离子有机聚合物主要由于静电引力作用、形成氢键及疏水作用吸附于岩石表面，既能防止黏土膨胀，又具有表面活性，降低油水界面张力。磷酸盐类螯合剂能够螯合多价金属离子，使其避免与表面活性剂分子反应形成沉淀。由于其电离后能分离成荷负电的大离子，它在岩石矿物表面的吸附增加表面荷负电，促进了阳离子物质的吸附，从而减少表面活性剂的吸附。无机盐环境有助于吸附抑制剂的吸附，在岩石矿物表面形成抗冲洗的一层纳米级保护膜，从而有效抑制其膨胀运移。

具体实施方式：

下面通过实施例对本发明进行进一步说明。

1、对未膨胀粘土的水化膨胀抑制性实验：

按照SY/T5971注水用粘土稳定剂性能评价方法对该吸附抑制剂和普通防膨剂进行了防膨率测定。实验中所用的抑制剂的组成为：0.5％乙二亚甲基—双十六烷基溴化铵、1％的单链小阳离子有机聚合物、3％无机盐及0.2％六偏磷酸钠及95.3％的水。

吸附抑制剂、普通防膨剂性能评价对比表           表1

表1中数据表明本发明的吸附抑制剂对粘土的水化膨胀抑制性优于的普通防膨剂。

2、对已膨胀粘土的膨胀抑制性实验：

吸附抑制剂、普通防膨剂缩膨剂性能评价对比表        表2

3、对表面活性剂吸附损失的抑制性实验：实验中所用的抑制剂的组成为：1％乙二亚甲基—双十六烷基溴化铵、0.2％的单链小阳离子有机聚合物、5％氯化铵、0.2％六偏磷酸钠及93.6％的水。

竞争剂与非离子表活剂FB的竞争能力               表3

注：吸附剂为钠蒙脱土、粉砂岩；液固比为30：1。

试验表明，对表面活性剂的吸附损失起主要作用的是只占岩石矿物很少部分的黏土(蒙脱土、伊利土和高岭土等)、碳酸盐等胶结物。黏土矿物具有选择吸附性，因此可以通过加入低廉的、吸附能力强的有机物，使其与表面活性剂竞争吸附位置，时期首先被吸附于岩石矿物上而优先占据吸附位，从而减少主剂——表面活性剂的吸附量。应用1％该抑制剂可以减少表面活性剂单位吸附损失0.1mg/ml。

4、油砂润湿性实验：实验中所用的抑制剂的组成为：2％乙二亚甲基—双十六烷基溴化铵、0.5％的单链小阳离子有机聚合物、2％氯化钾、0.2％磷酸二氢钾及95.3％的水。

1)浸泡实验对比：

将朝阳沟油田原油样品与石英砂充分混合搅拌后，老化数天后，分别放入自来水、1％MD驱油剂、1％CYA-I溶液中观察洗油效果，溶液与油砂混合接触后，现象见表4。

浸泡实验对比表                    表4

 

油砂浸泡溶液	现象描述
		注入水	油砂表面形成大而稀的油滴状或团状浮起，油水界面齿状、不够整齐。
1％MD驱油剂	原油从石英砂表面分离下来，油砂表面最初形成小而密的油滴状或团状浮起，数小时后变成大而稀的油滴状或团状浮起。
		1％本发明溶液	原油从石英砂表面分离下来，形成许多小而密的油滴状或团状浮起，分离后砂粒表面清洁，且油水界面整齐。

实验说明本发明的能够长久改变油砂表面润湿性，并有一定的洗油能力。

2)表面(界面)张力测定：

利用TEXA-500界面张力仪和朝阳沟油田实际油样，进行了不同浓度、不同时间、不同矿化度条件下的界面张力测定，从测试结果可以看出，CYA-I的1％，3％溶液与朝阳沟油田原油的界面张力为3.21×10-1(mN/m)，1.36×10-1(mN/m)。

5、与地层水的配伍性实验：

分别将不同水型油田的地层水与该吸附抑制剂按不同比例混合，放于90℃恒温箱内48h，检测发现无沉淀析出。实验中所用的抑制剂的组成为：1％乙二亚甲基—双十六烷基溴化铵、1％的单链小阳离子有机聚合物、3％氯化钠、0.2％1，3二胺基丙醇N—甲基磷酸钠及94.8％的水。实验结果见表5：

与地层水配伍性试验          表5

 

地层水：CYA-I高效吸附抑制剂	现象描述
		0：5	澄清
1：4	澄清
		2：3	澄清
5：0	澄清

实验结果表明吸附抑制剂与油田的地层水具有良好的配伍性。

单链小阳离子有机聚合物是由大庆高新区华龙祥化工有限公司生产的，产品型号为HLX—601。

Claims (2)

1、一种应用于低渗透油田的吸附抑制剂，其特征在于：包括下列各组份且各组份按质量百分比计：0.5％～2％双季铵盐、0.2％～1％的单链小阳离子有机聚合物、2％～5％无机盐及0.1％～0.3％螯合剂，余量为水。

2、根据权利要求1所述的应用于低渗透油田的吸附抑制剂，其特征在于：螯合剂为1，3二胺基丙醇N—甲基磷酸钠、磷酸二氢钾或六偏磷酸钠；双季铵盐是具有双头基极性基团的阳离子表面活性剂，为乙二亚甲基—双十六烷基溴化铵；单链小阳离子有机聚合物为单链小阳离子有机聚合物为三甲胺与烯丙基氯合成的季胺盐小阳离子，无机盐氯化钠、氯化钾或氯化铵。