CN102965091B - 一种用于超低渗透油田的降压增注剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于超低渗透油田的降压增注剂及其制备方法，属于油田提高采收率技术领域。所述降压增注剂由双子表面活性剂、非离子表面活性剂、阻垢剂、铁离子稳定剂和水组成。本发明降压增注剂的特点在于同时具有良好的防止粘土膨胀能力和降低油水界面张力的能力，能够有效防止CaCO₃、BaSO₄、Fe(OH)₃等沉淀对地层的堵塞。该降压增注剂可用于超低渗透油田注水井降压增注，补充地层能量，提高超低渗透油田的注水开发效果。

Description

一种用于超低渗透油田的降压增注剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及油田提高采收率技术领域，特别涉及一种用于超低渗透油田的降压增注剂及其制备方法。

背景技术

近年来，超低渗透油田的开发已经越来越引起人们的关注。开发好超低渗透油田对我国石油工业今后的持续稳定发展有着十分重要的意义。超低渗透油藏储层物性差，孔隙结构复杂、孔隙度低，孔喉半径小，毛管压力高，基质渗透率低，粘土矿物含量高，储层敏感性特别是水敏严重，水锁效应突出，在钻井完井和开发过程中极易引起储层损害。随着超低渗透注水开发油田进入中高含水期，注水井吸水能力变差，注水压力升高，部分水井欠注或是停注，地层能量得不到补充，注水开发效果受到严重的影响。

根据我国的超低渗透率储层情况，常见的损害有如下几种：（1）水敏性损害：注入水矿化度低于地层水矿化度，以及化学成分与储层中的粘土矿物不配伍时，将会引起粘土矿物水化膨胀和分散，导致储层渗透率降低，形成水敏性损害。（2）固相堵塞：固相颗粒的来源有两个：一是储层自身存在大量的微小颗粒，这些颗粒会随地层流体的流动而运移；二是外来固相颗粒，即在钻完井过程中进入地层的颗粒。无论是层内微粒还是外来固相颗粒，都将对储层喉道造成堵塞，使得有效渗透率降低。（3）结垢：结垢是储层流体与外来流体不配伍时，产生有机物沉淀或无机物沉淀。这些沉淀吸附在岩石表面成垢、缩小孔道、或随液流运移堵塞流动通道，使储层造成严重的损害。常见的沉淀有碳酸钙、硫酸钡、氢氧化铁和硫酸钙等。此外，超低渗透油藏由于岩性致密、渗透率低，界面作用进一步增大了油水的渗流阻力。

对此，国内油田多采取的是在注入水中加入化学体系来改善水驱效果，但是，由于影响注水开发效果的因素较多，而当前使用的化学体系性能比较单一，往往达不到满意的效果。因此，研发出一种能够有效防止粘土膨胀、降低油水界面作用、防止碳酸钙、硫酸钡和氢氧化铁等沉淀生成的化学体系对提高超低渗透油田注水开发效果具有重要的意义。

发明内容

本发明的目的是：为提高超低渗透油田注水开发效果，提供一种降压增注剂，该降压增注剂能够同时具有良好的防止粘土膨胀能力和降低油水界面张力的能力，能够有效防止CaCO₃、BaSO₄、Fe(OH)₃等沉淀对地层的堵塞。

本发明为解决其技术问题所采取的技术方案是：

一、用于超低渗透油田的降压增注剂的原料组分重量比为：

1.双子表面活性剂：0.0320%～0.0850%；

2.非离子表面活性剂：0.0060%～0.0200%；

3.阻垢剂：0.0016%～0.0050%；

4.铁离子稳定剂：0.0004%～0.0020%；

5.其余为水。

二、用于超低渗透油田的降压增注剂的制备方法

加入双子表面活性剂和非离子表面活性剂，再加入一定量的配制水后搅拌使其溶解完全；向溶解完全的表面活性剂溶液中加入一定量的阻垢剂，搅拌使其溶解；向混合溶液中加入一定量铁离子稳定剂，并补充加入一定量的配制水，搅拌混合均匀。

三、用于超低渗透油田的降压增注剂的使用方法

按原料组分重量百分比配制好用于超低渗透油田的降压增注剂溶液；将一定量的该降压增注剂溶液从水井注入。

本发明的有益效果是：用于超低渗透油田注水井降压增注，注入该降压增注剂后，可以有效防止粘土膨胀，防止因地层水与储存岩石不配伍对储层的损害；该降压增注剂可以将油水界面张力降至超低（10^-3mN/m）数量级，可以显著降低油水界面作用，从而降低油水在地层中流动的阻力；能够有效防止CaCO₃、BaSO₄、Fe(OH)₃等沉淀对地层的堵塞。该降压增注剂通过以上作用，起到降低注水压力、增加注水量的作用，使地层能量得到及时补充，可以有效提高超低渗透油田注水开发效果。

附图说明

图1为用于超低渗透油田的降压增注剂降低油水界面张力曲线；

图2为用于超低渗透油田的降压增注剂的防膨率曲线；

图3为用于超低渗透油田的降压增注剂的阻垢率（Ca²⁺）曲线；

图4为用于超低渗透油田的降压增注剂的阻垢率（Ba²⁺）曲线；

图5为用于超低渗透油田的降压增注剂的铁离子稳定率曲线；

图6为用于超低渗透油田的降压增注剂的注入压力曲线。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定发明。

实施例1：用于超低渗透油田的降压增注剂的降低油水界面张力能力

降压增注剂溶液的配制：加入0.32g双子表面活性剂和0.06g非离子表面活性剂，再加入100g配制水（离子组成见表1）后搅拌使其溶解完全；向溶解完全的表面活性剂溶液中加入16mg阻垢剂，搅拌使其溶解；向混合溶液中加入4mg铁离子稳定剂，并补充加入899.6g配制水，搅拌混合均匀，制备出总浓度为400mg/L的降压增注剂溶液。按照前面的方法，增加溶液中双子表面活性剂、非离子表面活性剂、阻垢剂和铁离子稳定剂的加量，配制出500mg/L、600mg/L、700mg/L、800mg/L、900mg/L和1000mg/L的降压增注剂溶液。

采用TX-500C型旋转滴界面张力仪测定上述降压增注剂溶液降低油水界面张力的能力，实验用油为现场取回的原油（65℃下的粘度为4.6mPa.s）。测定结果如图1所示，该降压增注剂溶液具有较好的界面活性，400mg/L～900mg/L的降压增注剂溶液能够将油水界面张力降至超低（10^-3mN/m）数量级。

表1配制水的离子组成

实施例2：用于超低渗透油田的降压增注剂的防膨能力

防膨能力的测定方法如下：称取一定量的岩心粉末（0.5g）和一定浓度下的降压增注剂溶液（10ml）置于离心管中，搅拌均匀，静置2小时，放在离心机中室温离心15分钟（转速1500r/min）取出读出岩心粉末膨胀体积V₁，用10ml水和煤油取代防膨剂溶液重复以上步骤，测定岩心粉末在水中和煤油中的膨胀体积V₂、V₀。按照上述方法测定实施例1配制的不同浓度降压增注剂溶液的防膨率，防膨率按下式计算：

$B=\frac{V_2-V_1}{V_2-V_0}\×100\%$

式中：B——防膨率，％；

V₁——岩心粉末在粘土稳定剂溶液中的膨胀体积，ml；

V₂——岩心粉末在水中的膨胀体积，ml；

V₀——岩心粉末在煤油中的膨胀体积，ml。

实验结果如图2所示，400mg/L的降压增注剂溶液的防膨率为65.1%，随着降压增注剂溶液浓度的增大，防膨率升高，当降压增注剂溶液浓度增大到700mg/L时，防膨率达到80%左右，说明该降压增注剂溶液具有较好的防膨能力，能够有效抑制粘土膨胀。

实施例3：用于超低渗透油田的降压增注剂的阻垢率（Ca²⁺）

按照实施例1中方法配制不同浓度降压增注剂溶液。分别在各浓度溶液中加入一定量的Ca²⁺，待反应完全后，测定溶液中Ca²⁺的含量，计算出用于超低渗透油田的降压增注剂对Ca²⁺的阻垢率。实验结果如图3所示，该降压增注剂溶液对9000mg/L Ca²⁺具有较好的阻垢能力，浓度为700mg/L时，对Ca²⁺的阻垢率达到85%左右。

实施例4：用于超低渗透油田的降压增注剂的阻垢率（Ba²⁺）

按照实施例1中方法配制不同浓度降压增注剂溶液。分别在各浓度溶液中加入一定量的Ba²⁺，待反应完全后，测定溶液中Ba²⁺的含量，计算出用于超低渗透油田的降压增注剂对Ba²⁺的阻垢率。实验结果如图4所示，该降压增注剂溶液对3000mg/LBa²⁺具有较好的阻垢能力，随着降压增注剂浓度增大，阻垢率升高，当浓度达到500mg/L以上时，对Ba²⁺的阻垢率在68%以上。

实施例5：用于超低渗透油田的降压增注剂的铁离子稳定率

按照实施例1中方法配制不同浓度降压增注剂溶液。分别在各浓度溶液中加入一定量的Fe³⁺，待反应完全后，测定溶液中Fe³⁺的含量，计算出用于超低渗透油田的降压增注剂对Fe³⁺的稳定率。实验结果如图5所示，该降压增注剂溶液对200mg/L Fe³⁺具有较好的稳定能力，随着降压增注剂浓度增大，稳定率升高，当浓度达到700mg/L以上时，铁离子稳定率在90%以上。

实施例6：用于超低渗透油田的降压增注剂的降压能力

按照实施例1中方法配制浓度为400mg/L的降压增注剂溶液。以0.2ml/min的速度向岩心中注入配制水，接着以0.2ml/min的速度向岩心中注入浓度为400mg/L的降压增注剂溶液，记录注入过程中压力的变化。实验结果如图6所示，随着注入降压增注剂溶液量的增加，注入压力下降，当注入1.5PV以后，注入压力稳定在0.92MPa左右，说明该降压增注剂溶液具有较好的降低注水压力能力。

Claims (2)

1.一种用于超低渗透油田的降压增注剂，其特征在于，原料组分重量比为：

A、双子表面活性剂：0.0320％～0.0850％；

B、非离子表面活性剂：0.0060％～0.0200％；

C、阻垢剂：0.0016％～0.0050％；

D、铁离子稳定剂：0.0004％～0.0020％；

E、其余为水；

双子表面活性剂为阳离子型双子表面活性剂；非离子表面活性剂为月桂酸二乙醇酰胺；阻垢剂为有机膦酸类阻垢剂；铁离子稳定剂为羟基羧酸和氨基羧酸的复配物。

2.根据权利要求1所述用于超低渗透油田的降压增注剂，其特征在于，制备方法是：加入双子表面活性剂和非离子表面活性剂，再加入一定量的配制水后搅拌使其溶解完全；向溶解完全的表面活性剂溶液中加入一定量的阻垢剂，搅拌使其溶解；向混合溶液中加入一定量铁离子稳定剂，并补充加入一定量的配制水，搅拌混合均匀。