CN102660251A - 一种二氧化碳驱调剖用耐温抗盐发泡剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于油田化学品技术领域,公开了一种二氧化碳驱调剖用耐温抗盐发泡剂及其制备方法。该发泡剂由15%~30%阴-非离子表面活性剂主剂、6%~20%非离子助发泡剂、2%~5%有机小分子稳泡剂及50%~77%水组成。其制备方法为:将阴-非离子表面活性剂主剂、水按序加入到反应釜中,加热到40~60℃搅拌溶解,再加入非离子助发泡剂,待溶解后继续加入稳泡剂搅拌,溶解均匀后即得产品。本发明所述发泡剂适用于温度不高于110℃,矿化度不高于150000ppm的地质条件下二氧化碳驱的封窜调剖。
Description
技术领域
本发明属于油田化学品技术领域,涉及油田用提高采油效率的化学助剂及其制备方法,具体涉及一种二氧化碳驱调剖用耐温抗盐发泡剂及其制备方法。
背景技术
随着社会发展对油气资源需求的扩大,伴随着易采收油藏的不断枯竭,在经历一次、二次开采后,目前三次采油技术获得了较大的发展。而二氧化碳驱油技术由于其独特的驱油原理,在高温高盐、低渗透和稠油等油藏的三次采油工程中体现了巨大的应用潜力,并在世界范围内已逐步发展成为一种主要的三次采油手段。
国内,二氧化碳驱油已在大庆、胜利、中原、吉林等大型油田开展矿场实验,并取得良好的驱油效果。但由于二氧化碳的粘度和密度较小,相比于水驱,更易发生粘性指进和重力超覆现象,长时间的注入,会形成气窜通道而引起严重的气窜,从而导致气体的波及体积下降,严重影响注气开发效果。研究表明泡沫流体具有遇水稳定、遇油消泡,封堵能力随着渗透率的增加而增加等特性,利用泡沫流体可将二氧化碳流度降低50%以上。在多孔介质中可以有效调整非均质地层的层间和层内矛盾,同时由于泡沫中的气相密度相对较低,可以有效提高顶部油层的动用程度,降低超覆现象的影响。
国内二氧化碳驱油室内及现场亦有利用泡沫改善驱替效果的报道,如大庆油田针对二氧化碳注气井芳188-138井气窜严重的情况进行调剖,采用液态二氧化碳 22 m3、泡沫剂20 m3,交替注入24个周期的方式进行处理,完成后注入压力有所上升。中原油田针对高温、高盐,尤其是高钙镁的油藏现状,开展适应于中原油田高温高盐油藏的二氧化碳防气窜泡沫体系研究。采用实验筛选的CY-1起泡剂,用于中原油田地层温度82.5℃、矿化度达20×104 ppm的二氧化碳驱油区块,开展深部调剖+泡沫体系进行封窜。共注入凝胶颗粒调驱剂+交联共聚物调驱体系2550m3,二氧化碳专用泡沫300m3,封窜取得了较好的效果。CY-1二氧化碳发泡剂还用于中石化东北分公司腰英台油田的二氧化碳驱油泡沫封窜,该区块原始地层温度在97.8℃、地层水总矿化度平均16190 mg/L,目前已注入了上千方该发泡剂溶液,取得了一定的效果。油气藏地质及开发工程国家重点实验室的学者基于草舍油田特点,筛选出耐温95℃、抗盐达17219 mg/L的表面活性剂YFP-2作为起泡剂,进行二氧化碳驱油泡沫调剖封堵实验,结果表明,阻力因子大于2.4,产生的泡沫足够稳定,能有效地起到封堵作用;残余阻力因子大于1.64,表明经过泡沫流甚至经过后续水驱的岩心中仍然保持一定的流动阻力,具有使流动介质转向的能力。中国专利CN101089117A公开了一种耐酸型泡沫封堵剂,泡沫溶液由十二烷基苯磺酸钠、改性胍胶和水组成。
虽然国内对二氧化碳驱调剖用发泡剂已开展了少量的研发工作,但主要是将油田其他领域应用的发泡剂直接在二氧化碳驱条件下进行筛选评价,因此具有明显的局限性,如通常二氧化碳驱区块的温度、矿化度更高,常规发泡剂在高温油藏中降解速率较快,无法满足应用要求;在较高矿化度溶液中,大部分常规发泡剂会形成沉淀或无法溶解,最终泡沫无法形成;同时二氧化碳作为发泡介质时,受二氧化碳在水相中较高溶解性的影响,普通发泡剂形成泡沫的稳定性会显著降低。因此,针对二氧化碳驱调剖用发泡剂的特殊需求,开发新型耐温抗盐发泡剂,具有显著的应用价值。
发明内容
为克服背景技术中目前技术存在的不足,本发明的目的为适应二氧化碳驱泡沫调剖对发泡剂的要求,提供一种耐温抗盐发泡剂及这种发泡剂的制备方法。
本发明所采用的技术方案为:发泡剂由四种起不同作用的组分组成,分别是阴-非离子表面活性剂主剂、非离子助发泡剂、有机小分子稳泡剂及水。按如下重量百分组分配制而成:
阴-非离子表面活性剂主剂 15%~30%
非离子助发泡剂 6%~20%
有机小分子稳泡剂 2%~5%
水 50%~77%。
其中在体系中主要起发泡作用的阴-非离子表面活性剂主剂烷基聚氧乙烯醚硫酸盐、烷基聚氧乙烯醚羧酸盐、烷基聚氧乙烯醚醚磺酸盐、烷基聚氧乙烯醚磷酸盐、烷基酚聚氧乙烯醚硫酸盐为此类的钠盐或铵盐之一;非离子助发泡剂有助于提高体系的发泡能力,同时可增强主剂与稳泡剂之间的相互作用,提高体系的稳定性,为烷基聚氧乙烯醚、脂肪酸单乙醇酰胺及脂肪酸二乙醇酰胺之一或其混合物;小分子稳泡剂和发泡剂及助发泡剂间隔分布在液膜表面,降低表面活性剂之间的斥力、提高形成液膜的致密性以达到降低泡沫的透气性,从而起到增强泡沫稳定性的目的,小分子稳泡剂包括长链醇类、长链有机酸、长链有机酸盐,具体分别为C8-16的伯醇、硬脂酸、硬脂酸铵。
本发明中发泡剂的制备方法可通过如下技术措施来实现:
将阴-非离子表面活性剂主剂加入到反应釜后,再将水加入其中,为加快溶解,加热到40~60℃缓慢搅拌,待溶解后加入非离子助发泡剂,混合均一后再继续加入稳泡剂搅拌,溶解均匀后即得产品。
本发明与现有技术相比具有的有益效果如下:
1) 本发泡剂在二氧化碳作为发泡气体介质时,具有良好的发泡性能,且形成泡沫的稳定性优异。
2) 本发泡剂具有卓越的耐盐能力,在矿化度高至150000 ppm时,仍同盐水配伍性能优良,可形成良好泡沫。
3) 本发泡剂具有优良耐盐性的同时具有较好的抗温性能,可应用于不高于110℃的地层温度下。
4) 本发泡剂的制备方法工艺简单,易于操作,对设备要求低。
5) 本发泡剂产品为液态,现场溶解快速,使用方便。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明作进一步的说明,其目的仅在于更好的理解本发明而非限制本发明保护的范围。
实施例1~5:发泡剂的制备
实施例1
将15kg阴-非离子表面活性剂主剂烷基聚氧乙烯醚硫酸钠加入到反应釜中,再加入77kg水,开动搅拌并加热到40℃时溶解,再加入6kg烷基聚氧乙烯醚使溶解、继续加入2kg十二醇,搅拌酯完全溶解和反应结束,即得产品。
实施例2
将30kg阴-非离子表面活性剂主剂烷基聚氧乙烯醚羧酸钠加入到反应釜中,加入50kg水,开动搅拌并加热到60℃时溶解,再加入15kg脂肪酸单乙醇酰胺使溶解、继续加入5kg硬脂酸,搅拌酯完全溶解和反应结束,即得产品。
实施例3
将25kg阴-非离子表面活性剂主剂烷基聚氧乙烯醚磺酸钠加入到反应釜中,加入50kg水,开动搅拌并加热到60℃时溶解,再加入20kg烷基聚氧乙烯醚使溶解、继续加入5kg十六醇,搅拌酯完全溶解和反应结束,即得产品。
实施例4
将20kg阴-非离子表面活性剂主剂烷基聚氧乙烯醚磷酸铵加入到反应釜中,加入60kg水,开动搅拌并加热到50℃时溶解,再加入10kg脂肪酸二乙醇酰胺使溶解、继续加入4kg硬脂酸铵,搅拌酯完全溶解和反应结束,即得产品。
实施例5
将25kg阴-非离子表面活性剂主剂烷基酚聚氧乙烯醚硫酸铵加入到反应釜中,加入60kg水,开动搅拌并加热到40℃时溶解,再加入10kg烷基聚氧乙烯醚使溶解、继续加入4kg硬脂酸铵,搅拌酯完全溶解和反应结束,即得产品。
实施例6:发泡剂的性能评价
取10.0 g发泡剂样品,加入不同矿化度的模拟盐水(NaCl配制)990.0 g配制成发泡剂溶液。将100 mL溶液倒入带视窗的高温高压气流法发泡装置中,密封后加热至设定温度(温度高于100℃后将发泡装置内压力控制在5 Mpa)往溶液中通入二氧化碳气体,使产生泡沫500 mL,记录泡沫体积变为250 mL的时间,此时间即为泡沫半衰期,表征泡沫的稳定性,泡沫半衰期长,表明发泡剂发泡性能更优良。测试数据列于表1。
表1.发泡剂性能评价结果
样品 | 矿化度 | 温度 | 压力 | 半衰期 |
实施例1样品 | 50000 ppm | 80℃ | 常压 | 45 min |
实施例2样品 | 80000 ppm | 100℃ | 5 Mpa | 210 min |
实施例3样品 | 150000 ppm | 110℃ | 5 Mpa | 120 min |
实施例4样品 | 100000 ppm | 25℃ | 常压 | 260 min |
实施例5样品 | 100000 ppm | 100℃ | 5 Mpa | 180 min |
根据实施例1-5中发泡剂的制备过程,该产品制备简单,可获得液态产品,利于现场应用时的快速溶解。实施例6中对实施例样品发泡性能进行评价,实施例样品在矿化度高达150000 ppm、温度达110℃时形成透明澄清溶液,泡沫的半衰期为120分钟,表明样品耐温耐盐性及发泡性能优良。
Claims (5)
1.一种二氧化碳驱调剖用耐温抗盐发泡剂,其特征在于该泡沫剂的原料包括阴-非离子表面活性剂主剂、非离子助发泡剂、有机小分子稳泡剂及水,按如下重量百分组分配制而成:
阴-非离子表面活性剂主剂 15%~30%
非离子助发泡剂 6%~20%
有机小分子稳泡剂 2%~5%
水 50%~77%。
2.根据权利要求1所述的一种二氧化碳驱调剖用耐温抗盐发泡剂,其特征在于,所述的阴-非离子表面活性剂主剂选自烷基聚氧乙烯醚硫酸盐、烷基聚氧乙烯醚羧酸盐、烷基聚氧乙烯醚醚磺酸盐、烷基聚氧乙烯醚磷酸盐、烷基酚聚氧乙烯醚硫酸盐中的一种;所述非离子助发泡剂选自烷基聚氧乙烯醚、脂肪酸单乙醇酰胺及脂肪酸二乙醇酰胺之一或其混合物;所述有机小分子稳泡剂选自长链醇类、长链有机酸或长链有机酸盐之一或其混合物。
3.根据权利要求2所述的一种二氧化碳驱调剖用耐温抗盐发泡剂,其特征在于阴-非离子表面活性剂主剂烷基聚氧乙烯醚硫酸盐、烷基聚氧乙烯醚羧酸盐、烷基聚氧乙烯醚醚磺酸盐、烷基聚氧乙烯醚磷酸盐、烷基酚聚氧乙烯醚硫酸盐为此类的铵盐或钠盐之一。
4.根据权利要求2所述的一种二氧化碳驱调剖用耐温抗盐发泡剂,其特征在于有机小分子稳泡剂长链醇类为C8-16的伯醇、长链有机酸为硬脂酸、长链有机酸盐为硬酯酸铵。
5.根据权利要求1所述发泡剂的制备方法,其特征在于:将阴-非离子表面活性剂主剂、水按序加入到反应釜中,加热到40~60℃缓慢搅拌,待溶解,再加入非离子助发泡剂使其溶解,继续加入稳泡剂搅拌,溶解均匀后即得产品。
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Date | Code | Title | Description |
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C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20120912 |