CN104293334A - 一种可溶于co2的泡沫剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于油田化学品技术领域,涉及油田用提高采油效率的化学助剂,具体涉及一种可溶于CO2的泡沫剂及其制备方法。可溶于CO2的泡沫剂由烷基酚聚氧乙烯醚类泡沫剂、醇类增溶剂及CO2按照如下质量百分比混合而成:0.1%~6%的烷基酚聚氧乙烯醚类泡沫剂、0.5%~10%的醇类增溶剂、85%~99%的CO2。本发明提供的泡沫剂可溶解于CO2中,在油藏内遇水生成泡沫,提高了泡沫剂的可注入性,避免注入过程中CO2遇水对注入井筒的腐蚀问题,同时本泡沫剂的溶解性、耐温耐盐性及稳泡性能优良。
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,具体涉及一种可溶于CO2的泡沫剂及其制备方法。
背景技术
近年来CO2的排放问题越来越引起人们的重视,CO2的资源化利用是研究的焦点之一。随着CO2捕集和地质埋存技术的推广应用,气源问题得到解决,越来越多的油藏将成为CO2驱的目标。对于中高渗和低渗透油藏,由于地层的非均质以及CO2流度比原油高很多,将会导致气窜和粘性指进。CO2倾向在高渗透和含水饱和度高的地层渗流,加上重度差引起的重力分异,致使CO2过早突破到油井,影响波及范围和驱替效率,降低采收率。因而控制气窜和流度(等流度控制),是今后CO2驱提高采收率研究和应用的关键。目前国内新增储量大多为低渗透油藏,该类油藏注水困难,注入水溶性泡沫更加困难,因此研发气溶性泡沫具有显著的应用价值。此外低渗透油藏大多具有埋藏深的特点,油藏温度和矿化度较高,开发新型的耐温耐盐可溶于CO2的泡沫剂具有广阔的推广前景。
ZL200910163127.4公开了一种耐酸耐油型泡沫封堵剂,由十二烷基磺酸钠、改性胍胶、羟乙基纤维素、十二醇和水组成,与CO2按照1:1.5的比例注入地下,实现气井封窜的作用。但该化学剂以水作为泡沫液溶剂,对于注水困难低渗油藏难以应用。申请号201110316564.2公开了一种形成CO2泡沫的起泡剂及制备方法,所述泡沫剂包括烷基羟丙基磷酸酯甜菜碱、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、月桂基咪唑啉甜菜碱及水组成,但该化学剂以水作为泡沫液溶剂,对于注水困难低渗油藏难以应用。申请号201210123413.X公开了一种CO2调剖用耐温抗盐发泡剂及制备方法,该药剂由阴非离子表面活性剂、非离子助发泡剂、有机小分子稳泡剂和水组成,但该化学剂以水作为泡沫液溶剂,限制了泡沫剂在低渗透油藏中的应用。对于可溶于CO2的专利中,ZL94193963.4公布了一种可解于超临界CO2的全氟化四氟乙烯聚合物溶液,该方法在200℃或250℃及更高温度下,在80MPa或更高压力条件下,将聚合物溶解于CO2中,主要用于制造泡沫体、纺粘或类纸纤维网或用于聚合物提纯。由于该溶液所要求的压力、温度均远高于油藏条件和地面注入能力,无法应用于石油生产。US3342256公开了一种可溶解于CO2的表面活性剂,如专利描述的Trition X-100(烷基芳基聚醚醇)在26.7℃、6.895MPa下溶解度为1%,但是在80℃~100℃的油藏条件下溶解度特别低,不符合现场要求。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有水溶性泡沫剂难注入低渗油藏、注入过程中CO2腐蚀井筒等缺陷,提供一种可溶于CO2的泡沫剂及其制备方法。
本发明的另一个目的是提供上述泡沫剂的制备方法。
本发明通过以下技术方案加以实现:
本发明可溶于CO2的泡沫剂由烷基酚聚氧乙烯醚类泡沫剂、醇类增溶剂及CO2按照如下质量百分比混合而成:0.1%~6%的烷基酚聚氧乙烯醚类泡沫剂、0.5%~10%的醇类增溶剂、85%~99%的CO2。
(1)所述的烷基酚聚氧乙烯醚类泡沫剂,其结构通式为:
其中R1为代表辛基、壬基、十二烷基的烷基基团,m为代表聚氧乙烯醚的聚合度,聚合度为5~15。
(2)所述的醇类增溶剂,其结构通式为,R2-OH
其中R2为代表乙基、戊基、氟戊基的烷基基团或氟代烷基基团。
一种可溶于CO2的泡沫剂的制备方法,包含以下步骤:
(1)按照0.1%~6%的烷基酚聚氧乙烯醚类泡沫剂、0.5%~10%的醇类增溶剂加入到高温高压可视化泡沫仪中;
(2)将高温高压可视化泡沫仪加热至70℃~90℃并缓慢搅拌,至溶液澄清;
(3)逐步将CO2充入高温高压可视化泡沫仪内,直至烷基酚聚氧乙烯醚类泡沫剂和醇类增溶剂全部溶解于CO2,即为可溶于CO2的泡沫剂。
所述的烷基酚聚氧乙烯醚类泡沫剂,其聚氧乙烯醚基团的聚合度为5~15,包括辛基酚聚氧乙烯醚、壬基酚聚氧乙烯醚、十二烷基酚聚氧乙烯醚、二壬基酚聚氧乙烯醚中的一种或两种。
所述的醇类增溶剂为乙醇、戊醇、氟戊醇中的一种或两种。
本发明的有益效果是:
(1)普通的水溶性泡沫剂对于注水困难的低渗油藏难以适用,而本发明提供的泡沫剂可溶解于CO2中,提高了泡沫剂的可注入性。
(2)常规泡沫剂以水为溶剂,本泡沫剂以CO2为溶剂,避免注入过程中CO2遇水对注入井筒的腐蚀问题。
(3)本发明泡沫剂在注入过程中不需要水的添加,在油藏内遇水产生泡沫,实现控制CO2流度的作用。
(4)本泡沫剂在高温70℃~90℃、矿化度100000mg/L~200000mg/L条件下,在CO2中具有较好的溶解性和稳泡性。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明的技术方案做进一步的说明。
实施例1
将3g聚合度为5~15的辛基酚聚氧乙烯醚与12g戊醇混合并加入到高温高压可视化泡沫仪中,泡沫仪加热至80℃,搅拌均匀后逐步充入CO2,并以200r/min的速度搅拌,直至辛基酚聚氧乙烯醚和戊醇全部溶解于CO2中,记录此时泡沫仪内压力为10.3MPa,计算出加入的CO2质量为305.91g,由此计算出实验条件下辛基酚聚氧乙烯醚在CO2中的溶解度为0.94%,表明制备的泡沫剂具有较好的溶解性。
已制备的可溶于CO2的泡沫剂在注入油藏后,遇地层水会生成泡沫,实现封堵作用。用30.6g NaCl、0.62g MgSO4和0.45g CaCl2配制200ml矿化度为150000mg/L的模拟高矿化度地层水;取1g聚合度为5~15的辛基酚聚氧乙烯醚、4g戊醇,将三者搅拌互溶并加入高温高压可视化泡沫仪中。升温至80℃,充入CO2至15MPa,以1000r/min的速度搅拌,观测泡沫液为澄清状态,无杂质沉淀,利于泡沫液注入;测量泡沫剂的半衰期为12min,表明制备的泡沫剂稳泡性能良好。
实施例2~8步骤与上述实施例相同,可溶于CO2的泡沫剂制备的具体组成及实验条件如表1所示,泡沫剂评价实验所用药品配比如表2所示,泡沫评价实验条件及结果如表3所示:
表1可溶于CO2的泡沫剂制备实验条件
表2可溶于CO2的泡沫剂性能评价实验所用药品配比表
表3可溶于CO2的泡沫剂性能评价实验条件及结果
样品 | 压力/MPa | 搅拌速度/r/min | 矿化度/mg/L | 温度/℃ | 外观 | 半衰期/min |
实施例2 | 15 | 1000 | 100000 | 70 | 澄清 | 27 |
实施例3 | 15 | 1000 | 150000 | 70 | 澄清 | 18 |
实施例4 | 15 | 1000 | 180000 | 90 | 澄清 | 15 |
实施例5 | 15 | 1000 | 150000 | 80 | 澄清 | 24 |
实施例6 | 15 | 1000 | 200000 | 70 | 澄清 | 22 |
实施例7 | 15 | 1000 | 150000 | 70 | 澄清 | 20 |
实施例8 | 15 | 1000 | 180000 | 70 | 澄清 | 29 |
实施例1~8样品在70℃~90℃条件下溶解度为0.8%~1.34%,表明样品具有较好的溶解性。在15MPa、矿化度100000mg/L~200000mg/L、温度70℃~90℃时可形成透明澄清溶液,无杂质沉淀,利于泡沫液注入;泡沫的半衰期为12分钟以上,表明样品耐温耐盐性及稳泡性能优良。
Claims (6)
1.一种可溶于CO2的泡沫剂,其特征在于可溶于CO2的泡沫剂由烷基酚聚氧乙烯醚类泡沫剂、醇类增溶剂及CO2按照如下质量百分比混合而成:0.1%~6%的烷基酚聚氧乙烯醚类泡沫剂、0.5%~10%的醇类增溶剂、85%~99%的CO2。
2.根据权利要求1所述的一种可溶于CO2的泡沫剂,其特征在于所述的烷基酚聚氧乙烯醚类泡沫剂,其结构通式为:其中R1为代表辛基、壬基、十二烷基的烷基基团,m为代表聚氧乙烯醚的聚合度,聚合度为5~15。
3.根据权利要求1或2所述的一种可溶于CO2的泡沫剂,其特征在于所述的醇类增溶剂,其结构通式为,R2-OH;其中R2为代表乙基、戊基、氟戊基的烷基基团或氟代烷基基团。
4.一种可溶于CO2的泡沫剂制备方法,其特征在于:
(1)按照0.1%~6%的烷基酚聚氧乙烯醚类泡沫剂、0.5%~10%的醇类增溶剂加入到高温高压可视化泡沫仪中;
(2)将高温高压可视化泡沫仪加热至70℃~90℃并缓慢搅拌,至溶液澄清;
(3)逐步将CO2充入高温高压可视化泡沫仪内,直至烷基酚聚氧乙烯醚类泡沫剂和醇类增溶剂全部溶解于CO2,即为可溶于CO2的泡沫剂。
5.根据权利要求4所述的一种可溶于CO2的泡沫剂制备方法,其特征在于:所述烷基酚聚氧乙烯醚类泡沫剂的聚氧乙烯醚基团的聚合度为5~15,包括辛基酚聚氧乙烯醚、壬基酚聚氧乙烯醚、十二烷基酚聚氧乙烯醚、二壬基酚聚氧乙烯醚中的一种或两种。
6.根据权利要求4或5所述的一种可溶于CO2的泡沫剂制备方法,其特征在于:所述的醇类增溶剂为乙醇、戊醇、氟戊醇中的一种或两种。
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