CN101531891B

CN101531891B - 一种多功能纳米降粘调剖剂

Info

Publication number: CN101531891B
Application number: CN2009100588351A
Authority: CN
Inventors: 王霞; 陈玉祥; 王虎; 侯铎
Original assignee: Southwest Petroleum University
Current assignee: Southwest Petroleum University
Priority date: 2009-04-03
Filing date: 2009-04-03
Publication date: 2011-04-27
Anticipated expiration: 2029-04-03
Also published as: CN101531891A

Abstract

本发明提供一种多功能纳米降粘调剖剂，它涉及到石油开采化学领域中一种用于稠油开采的添加剂及其使用方法。该剂利用低界面张力机理，将连续稠油分散成水包油油块，具有降粘率高、体系在流动时分散，静止时分层，不影响破乳、使用浓度小、经济可行的特点。该技术将降粘、调剖和驱油三者相结合，即可降低稠油粘度、调整吸水剖面，又可提高驱油效率，实现调驱一体化，是二次采油和三次采油的有机结合，综合经济效益显著。该方法通过添加泡沫剂辅剂的方法增加液膜强度、延长泡沫半衰期、提高泡沫稳定性，充分解决油田开发、开采过程中稠油粘度高、开发难等问题，利用纳米粒子的特性，最大限度地发挥试剂之间的协同作用从而达到降粘调剖增效的目的。

Description

一种多功能纳米降粘调剖剂

技术领域

本发明属于石油开采化学领域，特别涉及一种用于稠油开采过程中的降粘调剖剂及其使用方法。

技术背景

注蒸汽热力采油是开发稠油油藏最广泛、效益最高的方法之一。但是伴随着吞吐周期的增加，周期产油量逐渐降低，产出液含水增加，生产效果日益变差。造成注蒸汽热采多轮次吞吐后生产效果变差的原因是因为蒸汽波及效率低和驱替效率低。泡沫剂作为蒸汽流度调剖剂及油水选择性封堵剂能够有效解决上述问题。因为泡沫既可以加大蒸汽的流度，提高注入蒸汽的波及系数，又可封堵高渗带，改善吸汽剖面。泡沫剂具有强烈的选择封堵特性，在残余油饱和度较高的地带发泡性较差甚至不具备发泡性，而在残余油饱和度较低的地带具有很好的发泡性。伴随着注入蒸汽的驱进，在流体渗流速度高的地带，形成高强度的致密泡沫带，封堵压力增强，降低流体的渗流速度，迫使后续蒸汽转向富含油的低渗透带；对于残余油饱和度高的低渗透带泡沫剂无法形成稳定泡沫，蒸汽不断进入，从而提高该部分的动用程度。伴蒸汽注入多效泡沫体系既可以提高注入流体的波及体积和波及效率，又可以提高流体的驱替效率，增加地层驱动能量，从而从根本上改善多轮次吞吐的开发效果。

发明内容

本发明的目的在于：为了克服目前现有的泡沫剂普遍存在高温泡沫稳定性差的缺点，水溶性和抗盐性不理想，降粘幅度小、周期短的缺点，利用阴离子表面活性剂与非离子表面活性剂复配提高其抗温抗盐性，增粘性稳泡剂的加入提高泡沫稳定性，碱性助剂和纳米材料的加入，与泡沫体系产生协同增效作用，提高泡沫体系的降粘调剖的效果。

为了达到上述目的，本发明采用阴离子、非离子表面活性剂及增粘性稳泡剂、碱剂和纳米助剂的复配体系，该多功能纳米降粘调剖剂具有良好的界面活性和一定的乳化性能，将泡沫体系良好的封堵性能同表面活性剂提高驱替效率结合起来，具有封堵、调剖、降粘、洗油的综合功能。

本发明的主要技术方案是：一种多功能纳米降粘调剖剂，其特征在于：该多功能纳米降粘调剖剂是由非离子表面活性剂、阴离子表面活性剂、稳泡剂、改性纳米助剂和碱剂组成，所用原料各组分的质量百分比及部分性能为：非离子表面活性剂是用OP-10 0.1％；阴离子表面活性剂是用α-烯基磺酸盐AOS，0.4％；稳泡剂是用黄原胶HYJ，0.15％；改性纳米助剂是用改性纳米硅酸镁锂，0.15％，用干燥箱干燥活性纳米助剂硅酸镁锂，用丙酮稀释改性用的表面活性剂硅烷偶联剂或OP-10，体积比为20∶1，再将所配丙酮表面活性剂混合液倒入压缩机喷筒内，盖好盖子，将干燥好的活性纳米助剂硅酸镁锂倒入一个大桶内并密封好，提高压缩机的压力，控制在0.4MPa，用喷枪将丙酮表面活性剂混合液喷入大桶内，不断搅拌进行喷雾处理，最后将改性好的纳米助剂硅酸镁锂放入干燥箱中将丙酮挥发掉，干燥箱设置温度为70～90℃；碱剂0.2％，是用NaOH。

多功能纳米降粘调剖剂的制备方法：在烧杯中加入AOS 0.4％，OP-100.1％，再加入50％的水充分搅拌均匀；再称取HYJ 0.15％，改性好的纳米硅酸镁锂0.15％和49％的水稀释后的NaOH 0.2％，搅拌均匀后，通入空气形成泡沫，即制得本产品降粘调剖剂。

应用多功能纳米降粘调剖剂的油藏适应条件是：位于构造的较高部位且构造比较平缓；油藏非均质性强，存在含油饱和度较低的高渗透条带；蒸汽加热半径范围内剩余油丰富；油层连通情况良好；受水侵影响较小，目前含水低于85％；油层厚度≥5米，目前产能大于3t/d；井况较好，井下套管完好。

本发明与现有技术相比具有一下有益效果：该多功能纳米降粘调剖剂具有强烈的选择封堵特性，这种选择封堵的特性非常适合用于多轮次吞吐后稠油油藏；具有良好的界面活性和一定的乳化性能，将泡沫体系良好的封堵性能同表面活性剂提高驱替效率结合起来；具有封堵、调剖、降粘、洗油的综合功能；加入纳米助剂后使水包油乳状液颗粒更小，更均匀，从而提高渗流能力，并且离散的纳米离子可以改变多孔介质表面的润湿性，进一步提高多孔介质的渗流能力。

具体实施方式

实例1：多功能纳米降粘调剖剂及其制备方法

(1)纳米助剂的改性：

称取100g活性纳米硅酸镁锂并在80℃下干燥后倒入5000ml的塑料桶中，盖好盖，在盖上留一小洞；取硅烷偶联剂0.5ml，然后用10ml丙酮稀释；将所配溶剂倒入清洗后的压缩机喷筒内，盖好盖。提高压缩机的压力，控制在0.4MPa左右，用喷枪将所配溶剂喷入装有活性纳米硅酸镁锂的小桶内，并不断适时搅拌，最后将改性好的纳米硅酸镁锂在85℃干燥将丙酮挥发掉。

(2)多功能纳米降粘调剖剂室内取样配方及步骤：

A用天平称取大烧杯M₁的质量并记录，然后称取AOS 0.4g放入M₁中。

B称取OP-10 0.1g放入大烧杯M₁中，加入50g水并充分搅拌均匀；

C称取黄原胶HYJ 0.15g加入烧杯搅拌好的烧杯M₂中；

D在小烧杯M₃中加入改性好的纳米硅酸镁锂0.15g，然后倒入烧杯M₃中。

E称取NaOH 0.2g放入烧杯M₄中，再加入49g水用玻璃棒搅拌直到它充分溶解为止。

F把配制好的NaOH水溶液缓慢加入烧杯M₃中，在通风橱内边加边搅拌，直到无结团现象，之后倒入烧杯M₂中，充分搅拌，搅拌均匀后倒入烧杯M₁中，搅拌均匀后，通入空气，形成泡沫。

实例2：多功能纳米降粘调剖剂的封堵及其降粘效果：

(1)高温阻力因子

人工岩心管渗透率为55μm²，饱和油后，在高温驱油模型上，保持250℃，蒸汽排量5ml/min，驱替2小时，经测定残余油饱和度约为25％。在蒸汽排量5ml/min，N₂泵排量19％时，岩心管两端的空白压差ΔP＝20.0kPa。

上述岩心管保温套温度保持250℃，同时注入N₂和多功能纳米降粘调剖剂，岩心管两端的压差逐渐升高，2小时后升高至490kPa，3小时后升高至610kPa，最高压差为700kPa，阻力因子等于35，对应的注入条件为：N₂泵排量15ml/min，蒸汽排量2.5ml/min，药泵排量2.5ml/min，该降粘调剖剂储液浓度为1.0％wt，致效浓度为0.5％wt。

该降粘调剖剂在高温下具有良好的泡沫稳定性，并且在有残余油的情况下，可在岩心管中建立起有效的封堵，阻力因子达到35，因此是性能优良的高温泡沫剂。

(2)乳化降粘特性测试

实验条件：油水比7∶3，泡沫剂在水相中浓度0.5％。

表1本发明的乳化降粘评价试验结果(T＝333K)

Claims

1.一种多功能纳米降粘调剖剂，是由非离子表面活性剂、阴离子表面活性剂、稳泡剂、改性纳米助剂和碱剂组成，其特征在于：制备该多功能纳米降粘调剖剂所用原料各组分的质量百分比及部分性能为：非离子表面活性剂是用OP-10、用量0.1％；阴离子表面活性剂是用α-烯基磺酸盐、代号AOS、用量0.4％，稳泡剂是用黄原胶、代号HYJ、用量0.15％；改性纳米助剂是用改性纳米硅酸镁锂、用量0.15％，先用干燥箱干燥活性纳米助剂硅酸镁锂，用丙酮稀释改性用的表面活性剂硅烷偶联剂或OP-10，其体积比为20∶1，再将所配上述丙酮表面活性剂混合液倒入压缩机喷筒内，盖好盖子，将干燥好的活性纳米助剂硅酸镁锂倒入一个大桶内并密封好，提高压缩机的压力，控制在0.4MPa，用喷枪将丙酮表面活性剂混合液喷入大桶内，不断搅拌进行喷雾处理，最后将改性好的纳米助剂放入干燥箱中将丙酮挥发掉，干燥箱设置温度为70～90℃；碱剂是用NaOH，用量0.2％；其余为水；

其制备方法是：在烧杯中加入AOS 0.4％和OP-100.1％、再加入50％的水、充分搅拌均匀；再称取黄原胶HYJ 0.15％、改性好的纳米硅酸镁锂0.15％；称取NaOH 0.2％、加入49％的水搅拌溶解；最后将上述原料混合搅拌均匀后，通入空气形成泡沫，即制得本产品降粘调剖剂。