CN102838978A - 一种井下自生气泡沫复合驱油剂的制备方法及应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种井下自生气泡沫复合驱油剂，其特征是：由A剂和B剂组成，A剂包括以下质量百分比成分为：45％～65％的尿素、20％～35％的硝酸铵、5％10％的叠氮化钠、8％～15％的乙酰水杨酸；B剂包括以下质量百分比成分为：35％～65％的亚硝酸钠、15％～35％的甜菜碱、10％～30％的聚丙烯酰胺。本发明提供的泡沫复合驱油剂是在进入地层或井筒时，在地层条件下通过化学反应产生气体，这气体与驱油剂中的甜菜碱和聚丙烯酰胺作用，在地层中形成大量泡沫，生成的泡沫稳定、分布均匀、持续的时间长，不用外加气体，使的操作的工艺和设备简单，该方法既能提高产率，还降低了成本。

Description

一种井下自生气泡沫复合驱油剂的制备方法及应用

技术领域

本发明涉及油田三次采油技术，具体涉及一种井下自生气泡沫复合驱油剂的制备方法及用这种井下自生气泡沫复合驱油剂驱油的方法。

背景技术

目前，随着国内大部分油田开采的后期，很多油田处于高含水、高采出程度阶段，综合采收率比较低，多井低产。20世纪80年代，我国发展起化学驱三次采油技术。三次采油是对比一次采油、二次采油而言的。在石油开采初期，只是利用地层的天然能量开采石油为一次采油，采收率仅为10％左右；通过向地层注水、注气来开采石油的方法为二次采油，采收率一般也只能达到25％到40％左右；三次采油则是利用物理、化学和生物等手段，继续开采地下的剩余石油，就我国目前的现状来看，利用化学手段采油是提高石油开采率的主要发展方向，其中泡沫驱越来越受到人们重视。

蒸汽泡沫驱油是热力开采抽油的一项重要新技术，国外从20世纪50年代末开始研究，在理论研究和现场实验工艺方面已逐步形成了完整的体系，在美国早已成功地进行了一些现场试验，国内也有这方面的研究。蒸汽泡沫驱油受油藏非均质性的影响，各单层吸汽不均匀，蒸气沿高渗透带突进，出现超覆和汽窜现象，蒸汽波及的体积减小，随着吞吐周期的增加，吞吐效果变差。由于氮气、二氧化碳等气体既能提高注蒸汽吞吐效果，又能作为发泡的起源，因此在石油开采过程中在注入蒸汽的同时还注入氮气，以减少井筒热损失，调整热采井的吸气剖面，扩大蒸汽波及体积和波及范围，提高蒸汽的利用率，由于氮气泡沫调剖技术工艺施工复杂、时间长，成本高，且一台氮气车无法满足目前生产需要。为了使调剖措施顺利实施，经过认真调研分析，井下自生气复合泡沫调剖驱油已初步研究(张影等，科学技术与工程，2012，12(14)：1357～1360；姚凯等，特种油气藏，2002，9(1)：61～64)。泡沫复合驱油剂研究比较多，申请号为200910242382.8；201010562580.5的专利中公开了井下自生泡沫驱油剂的配方。

泡沫驱是利用表面活性剂或聚合物的发泡性配成驱油剂进行采油的方法。泡沫剂作为良好的活性剂，能降低油水界面张力，提高洗油率，提高油滴的分散能力，改善原油的流动性，因此使用泡沫复合驱油剂可提高石油的采收率，目前在油田上应用的泡沫复合驱油剂中的泡沫大多数在地面上由气体和溶液配制而成，或借助于井下气体的搅动和加入的表面活性剂使井下积液变成泡沫，这样生成的泡沫不够稳定，在井下也不均匀，如果加入能产生气体的化学物质就可以克服上述问题，可以提高产率，降低成本。

发明内容

本发明的目的是提供一种井下自生气泡沫复合驱油剂，能够在进入地层后在井下的油层条件下，通过化学反应产生气体，形成泡沫流体，生成稳定的泡沫，在井下均匀分布，持续长时间，达到稳定采油的目的。

为了达到上述的目的，本发明通过如下技术方案实现：

一种井下自生气泡沫复合驱油剂，包括A剂和B剂；

所述A剂包括的质量百分比成分为：

尿素：45％～65％；

硝酸铵：20％～35％；

叠氮化钠：5％～10％；

乙酰水杨酸：8％～15％；

各组分之和为100％。

所述B剂包括的质量百分比成分为：

亚硝酸钠：35％～65％；

甜菜碱：15％～35％；

聚丙烯酰胺：10％～30％；各组分之和为100％。

本发明的一种井下自生气泡沫复合驱油剂使用方法如下：

(1)先将所述A组分溶于水后注入地层；

(2)再将B组分溶于水中注入地层；

所述A剂与B剂配制好后分别包装储存。

尿素与亚硝酸钠的摩尔比1∶2.2～3.2进行A、B剂的混合。

本发明的优点及效果是：

(1)本发明提供自生气泡沫复合驱油剂是在进入地层或井筒时，在井内的环境中通过化学反应产生气体，使复合驱油剂中的表面活性剂在井内的地层中形成大量气泡，生成的气泡稳定、分布均匀、持续的时间长。

(2)本发明提供自生气泡沫复合驱油剂是利用溶液自身反应产生的气体形成泡沫，不需要借助外加气体，使的操作的工艺和设备简单，该方法既能提高产率，还降低了成本。

具体实施方式

为了进一步了解本发明，下面对本发明实施方案的反应机理进行描述，但是应当理解为，这些描述只是为了进一步说明本发明的特征、优点和反应机理，而不是对本发明权利要求的限制。

本发明提供的井下自生气泡沫复合驱油剂有A剂和B剂组成。A剂包括的质量百分数为尿素：45％～65％；硝酸铵：20％～35％；叠氮化钠：5％～10％；乙酰水杨酸：8％～15％；B剂包括的质量百分数为亚硝酸钠：35％～65％；甜菜碱：15％～35％；聚丙烯酰胺：10％～30％。

在驱油过程中，A剂中叠氮化钠在加热条件下可以分解出氮气，反应方程式为：2NaN₃＝2Na+3N₂↑；A剂中的硝酸铵在加热的条件也可分解，其反应方程式：2NH₄NO₃＝2N₂↑+O₂↑+4H₂O；硝酸铵的另一个作用就是在尿素分解的过程中可以起到催化剂的作用；A剂中乙酰水杨酸是起到调节酸度作用的，因为乙酰水杨酸在水中可分解为水杨酸和醋酸；A剂中的尿素与B剂中亚硝酸钠反应生成气体，反应方程式为：CO(NH₂)₂+3NaNO₂+2H⁺＝3N₂↑+CO₂↑+5H₂O+3Na⁺；

B剂中的甜菜碱是一种两性表面活性剂，有非常好的发泡能力，甜菜碱主要作用是气泡，同时降低油水界面张力，降低油井和设备的腐蚀，乳化使原油粘度降低；聚丙烯酰胺是一种聚合物，它的主要作用是稳定泡沫，聚合物的网络结构能够阻止微细泡体系的扩散，同时控制反应的速率，增加驱油剂的流度。

反应生成的大量气体能增加油层能量，形成稳定的气-液泡沫体系，对于之后的注入水能产生很大的附加阻力，形成屏障，堵塞高渗透层，打破原来的地下流体平衡，形成新的地下流体平衡，增加波及体积，提高原油采出率。泡沫还能够解除油藏深部的污染、分散、溶解沥青质、胶纸，消除有机物的堵塞，降低注水压力，并抑制粘土膨胀运移。另外气体和反应产生的热作用使原油的粘度降低，CO₂气体还能提高油层牌也能力、洗油的效果，N₂气体能够与原油中的氨基酸发生反应，生成性能良好的表面活性剂，使岩石表面呈水润湿，减小油流的阻力，提高原油的采出率。

本发明的井下自生气泡沫复合驱油剂的制备方法为：

将A剂中的尿素、硝酸铵、叠氮化钠、乙酰水杨酸按比例混合，搅拌均匀，包装储存；

将B剂中的亚硝酸钠、甜菜碱、聚丙烯酰胺按比例混合，搅拌均匀，，包装储存；A、B剂要分别储存，不能放在一起，防止A剂中的尿素与B剂中的亚硝酸钠发生反应，并且要防潮，放置A剂中的乙酰水杨酸受潮会发生分解，使驱油的效果降低或失效。现场使用时，A剂与B剂按照尿素与亚硝酸钠的摩尔比1∶2.2～3.2比例进行配制。

实施例1

A剂：尿素：65％；硝酸铵：22％；叠氮化钠：5％；乙酰水杨酸：8％；

B剂：亚硝酸钠：65％；甜菜碱：15％；聚丙烯酰胺：20％；按A剂与B剂的质量比1∶3的比例进行配制使用。

实施例2

A剂：尿素：45％；硝酸铵：35％；叠氮化钠：10％；乙酰水杨酸：10％；

B剂：亚硝酸钠：65％；甜菜碱：20％；聚丙烯酰胺：15％；按A剂与B剂的质量比1∶2的比例进行配制使用。

实施例3

A剂：尿素50％；硝酸铵：30％；叠氮化钠：5％；乙酰水杨酸：15％；

B剂：亚硝酸钠：35％；甜菜碱：35％；聚丙烯酰胺：30％；按A剂与B剂的质量比1∶4的比例进行配制使用。

实施例4

A剂：尿素：55％；硝酸铵：25％；叠氮化钠：10％；乙酰水杨酸：10％；

B剂：亚硝酸钠：50％；甜菜碱：30％；聚丙烯酰胺：20％；按A剂与B剂的质量比1∶3的比例进行配制使用。

实施例5

A剂：尿素：58％；硝酸铵：25％；叠氮化钠：5％；乙酰水杨酸：12％；

B剂：亚硝酸钠：60％；甜菜碱：25％；聚丙烯酰胺：15％；按A剂与B剂的质量比1∶2.5的比例进行配制使用。

实施例6

A剂：尿素：45％；硝酸铵：32％；叠氮化钠：10％；乙酰水杨酸：13％；

B剂：亚硝酸钠：55％；甜菜碱：25％；聚丙烯酰胺：20％；按A剂与B剂的质量比1∶2.5的比例进行配制使用。

实施例7

A剂：尿素：62％；硝酸铵：20％；叠氮化钠：8％；乙酰水杨酸：10％；

B剂：亚硝酸钠：58％；甜菜碱：22％；聚丙烯酰胺：20％；按A剂与B剂的质量比1∶2.5的比例进行配制使用。

本发明提供的井下自生气泡沫复合驱油剂在进入地层或井筒后，在地层条件下才能通过化学反应生成气体并产生大量的泡沫，泡沫稳定并且分布均匀，通过实验室的模拟实验，可知采用井下自生气泡沫复合驱油剂采油要比水驱采油的采油率提高12％～16％左右。

Claims (2)

1.一种井下自生气泡沫复合驱油剂，其特征是：包括A剂和B剂：

所述A剂包括的质量百分比成分为：

尿素：45％～65％；

硝酸铵：20％～35％；

叠氮化钠：5％～10％；

乙酰水杨酸：8％～15％；

各组分之和为100％。

所述B剂包括的质量百分比成分为：

亚硝酸钠：35％～65％；

甜菜碱：15％～35％；

聚丙烯酰胺：10％～30％；各组分之和为100％。

2.根据权利要求1所述一种井下自生气泡沫复合驱油剂，其特征是：所述A剂中的尿素与B剂中的亚硫酸钠的摩尔比为1∶2.2～3.2。