CN104845605A

CN104845605A - 油田注水用纳米乳液增注剂及其制备方法

Info

Publication number: CN104845605A
Application number: CN201410054169.5A
Authority: CN
Inventors: 王康; 袁俊秀; 徐冬梅; 封心领; 杨智中
Original assignee: China Petroleum and Chemical Corp; Research Institute of Nanjing Chemical Industry Group Co Ltd
Current assignee: China Petroleum and Chemical Corp; Research Institute of Sinopec Nanjing Chemical Industry Co Ltd
Priority date: 2014-02-18
Filing date: 2014-02-18
Publication date: 2015-08-19

Abstract

本发明公开了一种油田注水用纳米乳液增注剂及其制备方法，其特征在于：纳米乳液增注剂包含以下组分，质量分数为0.01%-10%的分散相，质量分数为25%-45%的非离子表活剂、质量分数为5%-25%的两性离子表活剂、质量分数为1%-20%的阴离子表活剂、质量分数为0.5%-20%低碳醇，其余部分为水。该纳米乳液制备方法如下：首先将水、表活剂以100-500rpm的搅拌速度搅拌均匀，再滴加低碳醇，待搅拌均匀后，再向体系中滴加分散相，同时保持100-500rpm的搅拌速度搅拌5-60min，即得到纳米乳液。室内岩心驱替试验结果表明：0.1%-0.15%的纳米乳液可将岩心的水相渗透率提高10%以上。

Description

油田注水用纳米乳液增注剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及油田注水用纳米乳液增注剂及其制备方法。

背景技术

在油田注水开发过程中，注水压力高已经成为制约低渗透油田注水开发的重要因素，只有做好降压增注工作，控制好注水压力，低渗透油田的开发才能正常进行。

目前国内采用较多的化学增注技术有土酸、复合酸酸化、酸化-氧化复合、热化学增注等，但是实践表明：传统的酸化技术在低渗透油藏现场应用过程中，常会因为酸岩反应速度快，酸穿透距离小，酸化后有效期短，或因酸岩反应和酸液不配伍等因素，形成新的沉积堵塞，造成成功率低，甚至无效。

发明内容

本发明的目的在于提供一种油田注水用纳米乳液增注剂，通过改善地层润湿性，降低油水界面张力，剥离孔道上的油膜，增大有效注水通道，从而改善渗流环境，提高水相渗透率，降低注水压力，达到增注的目的。

本发明所采取的技术方案为：提供一种油田注水用纳米乳液增注剂，该纳米乳液增注剂包含以下几种组分，质量分数为0.01%-10%的分散相，质量分数为25%-45%的非离子表面活性剂、质量分数为5%-25%的两性离子表面活性剂、质量分数为1%-20%的阴离子表活性剂、质量分数为0.5%-20%低碳醇作为助表面活性剂，其余部分为水。

用于油田增注的纳米乳液制备方法是：在5- 40℃下，首先将水、表面活性剂通过磁力搅拌器，以100-500rpm的搅拌速度搅拌均匀，再加入作为助表面活性剂的低碳醇，待搅拌均匀后，再向体系中滴加分散相，同时保持100-500rpm的搅拌速度搅拌5-60min，即可得到外观透明的纳米乳液。

所述分散相为非极性物质，包括但不仅限于己烷、庚烷、辛烷、癸烷、正十二烷、正十四烷、正十六烷、液体石蜡、白油、煤油、乙酸乙酯、乙酸丁酯、丙酸甲酯、丙酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、磷酸二丁酯、磷酸三丁酯、磷酸三异丁基酯、磷酸三辛酯、磷酸二辛酯中的一种或多种的组合。

所述非离子表面活性剂为聚氧乙烯醚脂肪醇，聚氧乙烯醚脂肪醇的结构为R-(O-C-C)_x-OH，其中R为碳数为6-15的烷基，x为8-25。

所述两性离子表面活性剂是甜菜碱类表面活性剂，包括但不仅限于椰油酰胺丙基甜菜碱、月桂酰胺丙基甜菜碱、椰油酰胺丙基氧化胺、月桂酰胺丙基氧化胺、十二烷基二甲基氧化胺、十二烷基二甲基甜菜碱，椰油酰胺丙基羟磺酸甜菜碱、月桂酰胺丙基羟磺酸甜菜碱中的一种或多种的组合。

所述阴离子表面活性剂包括但不仅限于石油磺酸盐、烷基苯磺酸盐、烷基磺酸盐、烷基硫酸盐、脂肪醇醚硫酸盐、脂肪醇醚羧酸盐、烷基聚氧乙烯醚羧酸盐的一种或多种的组合。

所述作为助表面活性剂的低碳醇为乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇、仲丁醇、叔丁醇、1-戊醇、2-戊醇、3-戊醇、2-甲基-1-丁醇、2-甲基-2-丁醇、3-甲基-2-丁醇、3-甲基-1-丁醇、2，2-二甲基-1-丙醇、1-己醇、2-己醇、3-己醇、4-甲基-2-戊醇、正庚醇、正辛醇、乙二醇、丙二醇的一种或多种的组合。

所述纳米乳液增注剂可用于低渗透油藏的注水开发，提高地层的水相渗透率，降低注水压力，达到增注的目的。

本发明所公开的纳米乳液平均粒径小于100nm，其制备方法简单，具有良好的增注性能。室内岩心驱替试验结果表明：0.1%-0.15%的纳米乳液可将岩心的水相渗透率提高10%以上。

具体实施方式

实施例1

称取10.00g聚氧乙烯醚脂肪醇AEO20（结构为R-(O-C-C)_x-OH，其中R为碳数为12的烷基，x为20）、3.00g石油磺酸盐、5.00g椰油酰胺丙基氧化胺和5.50g 水于烧杯中，在磁力搅拌器上以200rpm搅拌30 min使体系搅拌均匀，此时再向烧杯中缓慢滴加3.50g乙二醇，待滴加完全后，保持磁力搅拌器搅拌速度200rpm ，搅拌30min，再滴加0.50g 正己烷，，保持磁力搅拌器搅拌速度200rpm，正己烷滴加完全后，在200rpm的搅拌速度继续搅拌50min，即可得到外观澄清透明的纳米乳液。采用美国布鲁克海文仪器公司的ZetaPlus测定纳米乳液的液滴粒径，所制得的纳米乳液平均粒径为49.52nm。

实施例2

称取10.00g聚氧乙烯醚脂肪醇AEO9（结构为R-(O-C-C)_x-OH，其中R为碳数为10的烷基，x为9）、1.50g十二烷基苯磺酸钠、4.50g椰油酰胺丙基甜菜碱CAB和13.500g 水于烧杯中，在磁力搅拌器上以300rpm搅拌15 min使体系搅拌均匀，此时再向烧杯中缓慢滴加1.50g正丁醇，保持磁力搅拌器搅拌速度300rpm，搅拌20min,再向烧杯中缓慢滴加2.0g磷酸二辛酯，白油滴加完全后，在300rpm的搅拌速度继续搅拌60min，即可得到外观澄清透明的纳米乳液。采用美国布鲁克海文仪器公司的ZetaPlus测定纳米乳液的液滴粒径，所制得的纳米乳液平均粒径为31.99nm。

实施例3

称取12.80g聚氧乙烯醚脂肪醇AEO16（结构为R-(O-C-C)_x-OH，其中R为碳数为8的烷基，x为16）、3.40g十二烷基磺酸钠、2.30g十二烷基二甲基氧化胺和7.00g 水于烧杯中，在搅拌器上以300rpm搅拌20 min使体系搅拌均匀，向烧杯中滴加6.00g 正辛醇，待滴加完全后，在搅拌器上以300rpm的速度继续搅拌20 min，再向烧杯中缓慢滴加1.00g 白油，白油滴加完全后，在300rpm的搅拌速度继续搅拌60min，即可得到外观澄清透明的纳米乳液。采用美国布鲁克海文仪器公司的ZetaPlus测定纳米乳液的液滴粒径，所制得的纳米乳液平均粒径62.25nm。

实施例4

称取12.00g聚氧乙烯醚脂肪醇AEO16（结构为R-(O-C-C)_x-OH，其中R为碳数为8的烷基，x为16）、3.50g十六烷基磺酸钠、2.50g月桂酰胺丙基羟磺酸甜菜碱和7.50g 水于烧杯中，在搅拌器上以300rpm搅拌20 min使体系搅拌均匀，向烧杯中滴加6.50g叔丁醇，待滴加完全后，在搅拌器上以300rpm的速度继续搅拌20 min，再向烧杯中缓慢滴加1.20g磷酸三丁酯，磷酸三丁酯滴加完全后，在300rpm的搅拌速度继续搅拌60min，即可得到外观澄清透明的纳米乳液。采用美国布鲁克海文仪器公司的ZetaPlus测定纳米乳液的液滴粒径，所制得的纳米乳液平均粒径48.20nm。

实施例5

称取13.50g聚氧乙烯醚脂肪醇AEO20（结构为R-(O-C-C)_x-OH，其中R为碳数为10的烷基，x为20）、4.00g十二烷基硫酸钠、1.30g十二烷基二甲基氧化胺、1.20g月桂酰胺丙基羟磺酸甜菜碱和8.20g 水于烧杯中，在搅拌器上以300rpm搅拌20 min使体系搅拌均匀，向烧杯中滴加5.30g 4-甲基-2-戊醇，待滴加完全后，在搅拌器上以300rpm的速度继续搅拌20 min，再向烧杯中缓慢滴加1.00g乙酸丁酯，乙酸丁酯滴加完全后，在300rpm的搅拌速度继续搅拌60min，即可得到外观澄清透明的纳米乳液。采用美国布鲁克海文仪器公司的ZetaPlus测定纳米乳液的液滴粒径，所制得的纳米乳液平均粒径36.43nm。

实施例6

称取11.00g聚氧乙烯醚脂肪醇AEO24（结构为R-(O-C-C)_x-OH，其中R为碳数为14的烷基，x为24）、3.80g脂肪醇醚羧酸盐、2.50g椰油酰胺丙基羟磺酸甜菜碱和8.00g 水于烧杯中，在搅拌器上以300rpm搅拌20 min使体系搅拌均匀，向烧杯中滴加6.00g 正丙醇，待滴加完全后，在搅拌器上以300rpm的速度继续搅拌20 min，再向烧杯中缓慢滴加1.00g磷酸三异丁基酯，磷酸三异丁基酯滴加完全后，在300rpm的搅拌速度继续搅拌60min，即可得到外观澄清透明的纳米乳液。采用美国布鲁克海文仪器公司的ZetaPlus测定纳米乳液的液滴粒径，所制得的纳米乳液平均粒径53. 50nm。

实施例7

称取13.50g聚氧乙烯醚脂肪醇AEO16（结构为R-(O-C-C)_x-OH，其中R为碳数为8的烷基，x为16）、2.00g十二烷基苯磺酸钠、2.80g椰油酰胺丙基氧化胺和7.50g 水于烧杯中，在搅拌器上以300rpm搅拌20 min使体系搅拌均匀，向烧杯中滴加6.00g 丙二醇，待滴加完全后，在搅拌器上以300rpm的速度继续搅拌20 min，再向烧杯中缓慢滴加1.00g液体石蜡，液体石蜡滴加完全后，在300rpm的搅拌速度继续搅拌60min，即可得到外观澄清透明的纳米乳液。采用美国布鲁克海文仪器公司的ZetaPlus测定纳米乳液的液滴粒径，所制得的纳米乳液平均粒径70.60nm。

实施例8

中原油田现场注入水总矿化度50000mg/L，其中Ca²⁺、Mg²⁺离子浓度为5000mg/L，在地层水中溶解实施例1中制备的纳米乳液，制得质量浓度为0.1%的纳米乳液地层水溶液，采用天然岩心进行室内岩心驱替试验，纳米乳液地层水溶液注入量为2孔隙体积，岩心水相渗透率由驱替前的0.19mdc提高到驱替后的0.21mdc，岩心水相渗透率提高10.53%。

实施例9

中原油田现场注入水总矿化度50000mg/L，其中Ca²⁺、Mg²⁺离子浓度为5000mg/L，在地层水中溶解实施例2中制备的纳米乳液，制得质量浓度为0.1%的纳米乳液地层水溶液，采用天然岩心进行室内岩心驱替驱油试验，纳米乳液地层水溶液注入量为2孔隙体积，岩心水相渗透率由驱替前的2.91mdc提高到驱替后的3.56mdc，岩心水相渗透率提高22.34%。

实施例10

中原油田现场注入水总矿化度50000mg/L，其中Ca²⁺、Mg²⁺离子浓度为5000mg/L，在地层水中溶解实施例3中制备的纳米乳液，制得质量浓度为0.1%的纳米乳液地层水溶液，采用天然岩心进行室内岩心驱替驱油试验，纳米乳液地层水溶液注入量为2孔隙体积，岩心水相渗透率由驱替前的0.284mdc提高到驱替后的0.345mdc，岩心水相渗透率提高21.5%。

实施例11

中原油田现场注入水总矿化度50000mg/L，其中Ca²⁺、Mg²⁺离子浓度为5000mg/L，在地层水中溶解实施例3中制备的纳米乳液，制得质量浓度为0.15%的纳米乳液地层水溶液，采用天然岩心进行室内岩心驱替驱油试验，纳米乳液地层水溶液注入量为2孔隙体积，岩心水相渗透率由驱替前的2.34mdc提高到驱替后的2.83mdc，岩心水相渗透率提高20.9%。

实施例12

中原油田现场注入水总矿化度50000mg/L，其中Ca²⁺、Mg²⁺离子浓度为5000mg/L，在地层水中溶解实施例4中制备的纳米乳液，制得质量浓度为0.15%的纳米乳液地层水溶液，采用天然岩心进行室内岩心驱替驱油试验，纳米乳液地层水溶液注入量为0.8孔隙体积，岩心水相渗透率由驱替前的0.436mdc提高到驱替后的0.485mdc，岩心水相渗透率提高11.2%。

实施例13

中原油田现场注入水总矿化度50000mg/L，其中Ca²⁺、Mg²⁺离子浓度为5000mg/L，在地层水中溶解实施例4中制备的纳米乳液，制得质量浓度为0.1%的纳米乳液地层水溶液，采用天然岩心进行室内岩心驱替驱油试验，纳米乳液地层水溶液注入量为2孔隙体积，岩心水相渗透率由驱替前的0.732mdc提高到驱替后的0.826mdc，岩心水相渗透率提高12.8%。

实施例14

中原油田现场注入水总矿化度50000mg/L，其中Ca²⁺、Mg²⁺离子浓度为5000mg/L，在地层水中溶解实施例5中制备的纳米乳液，制得质量浓度为0.1%的纳米乳液地层水溶液，采用天然岩心进行室内岩心驱替驱油试验，纳米乳液地层水溶液注入量为2.5孔隙体积，岩心水相渗透率由驱替前的1.28mdc提高到驱替后的1.47mdc，岩心水相渗透率提高14.8%。

实施例15

中原油田现场注入水总矿化度50000mg/L，其中Ca²⁺、Mg²⁺离子浓度为5000mg/L，在地层水中溶解实施例5中制备的纳米乳液，制得质量浓度为0.15%的纳米乳液地层水溶液，采用天然岩心进行室内岩心驱替驱油试验，纳米乳液地层水溶液注入量为0.8孔隙体积，岩心水相渗透率由驱替前的3.76mdc提高到驱替后的4.45mdc，岩心水相渗透率提高18.3%。

实施例16

中原油田现场注入水总矿化度50000mg/L，其中Ca²⁺、Mg²⁺离子浓度为5000mg/L，在地层水中溶解实施例6中制备的纳米乳液，制得质量浓度为0.1%的纳米乳液地层水溶液，采用天然岩心进行室内岩心驱替驱油试验，纳米乳液地层水溶液注入量为2孔隙体积，岩心水相渗透率由驱替前的0.122mdc提高到驱替后的0.137mdc，岩心水相渗透率提高12.3%。

实施例17

中原油田现场注入水总矿化度50000mg/L，其中Ca²⁺、Mg²⁺离子浓度为5000mg/L，在地层水中溶解实施例6中制备的纳米乳液，制得质量浓度为0.15%的纳米乳液地层水溶液，采用天然岩心进行室内岩心驱替驱油试验，纳米乳液地层水溶液注入量为1孔隙体积，岩心水相渗透率由驱替前的1.79mdc提高到驱替后的2.15mdc，岩心水相渗透率提高20.1%。

实施例18

中原油田现场注入水总矿化度50000mg/L，其中Ca²⁺、Mg²⁺离子浓度为5000mg/L，在地层水中溶解实施例7中制备的纳米乳液，制得质量浓度为0.1%的纳米乳液地层水溶液，采用天然岩心进行室内岩心驱替驱油试验，纳米乳液地层水溶液注入量为2孔隙体积，岩心水相渗透率由驱替前的0.205mdc提高到驱替后的0.229mdc，岩心水相渗透率提高11.7%。

实施例19

中原油田现场注入水总矿化度50000mg/L，其中Ca²⁺、Mg²⁺离子浓度为5000mg/L，在地层水中溶解实施例7中制备的纳米乳液，制得质量浓度为0.15%的纳米乳液地层水溶液，采用天然岩心进行室内岩心驱替驱油试验，纳米乳液地层水溶液注入量为0.5孔隙体积，岩心水相渗透率由驱替前的3.54mdc提高到驱替后的4.03mdc，岩心水相渗透率提高13.8%。

Claims

1.一种油田注水用纳米乳液增注剂，其特征在于：按质量百分比该纳米乳液含有下列组分：

分散相 0.01%-10%

非离子表面活性剂 25%-45%

两性离子表面活性剂 5%-25%

阴离子表面活性剂 1%-20%

低碳醇 0.5%-20%

其余为水。

2.如权利要求1所述的油田注水用纳米乳液增注剂，其特征在于：纳米乳液的平均粒径小于100nm。

3.如权利要求1所述的油田注水用纳米乳液增注剂，其特征在于：所述分散相为己烷、庚烷、辛烷、癸烷、正十二烷、正十四烷、正十六烷、液体石蜡、白油、煤油、乙酸乙酯、乙酸丁酯、丙酸甲酯、丙酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、磷酸二丁酯、磷酸三丁酯、磷酸三异丁基酯、磷酸三辛酯、磷酸二辛酯中的一种或多种的组合。

4.如权利要求1所述的油田注水用纳米乳液增注剂，其特征在于：所述非离子表面活性剂为聚氧乙烯醚脂肪醇，聚氧乙烯醚脂肪醇的结构为R-(O-C-C)_x-OH，其中R为碳数为6-15的烷基，x为8-25。

5.如权利要求1所述的油田注水用纳米乳液增注剂，其特征在于：所述两性离子表面活性剂是甜菜碱类表面活性剂，选自椰油酰胺丙基甜菜碱、月桂酰胺丙基甜菜碱、椰油酰胺丙基氧化胺、月桂酰胺丙基氧化胺、十二烷基二甲基氧化胺、十二烷基二甲基甜菜碱、椰油酰胺丙基羟磺酸甜菜碱、月桂酰胺丙基羟磺酸甜菜碱中的一种或多种的组合。

6.如权利要求1所述的油田注水用纳米乳液增注剂，其特征在于：所述阴离子表面活性剂为石油磺酸盐、烷基苯磺酸盐、烷基磺酸盐、烷基硫酸盐、脂肪醇醚硫酸盐、脂肪醇醚羧酸盐、烷基聚氧乙烯醚羧酸盐的一种或多种的组合。

7.如权利要求1所述的油田注水用纳米乳液增注剂，其特征在于：所述作为助表面活性剂的低碳醇为乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇、仲丁醇、叔丁醇、1-戊醇、2-戊醇、3-戊醇、2-甲基-1-丁醇、2-甲基-2-丁醇、3-甲基-2-丁醇、3-甲基-1-丁醇、2，2-二甲基-1-丙醇、1-己醇、2-己醇、3-己醇、4-甲基-2-戊醇、正庚醇、正辛醇、乙二醇、丙二醇的一种或多种的组合。

8.一种油田注水用纳米乳液增注剂的制备方法，其特征在于：该纳米乳液增注剂的制备方法如下：在5- 40℃下，首先将水和表面活性剂通过磁力搅拌器，以100-500rpm的搅拌速度搅拌均匀，再加入作为助表面活性剂的低碳醇，待搅拌均匀后，再向体系中滴加分散相，同时保持100-500rpm的搅拌速度搅拌5-60min，即可得到外观透明的纳米乳液。

9.如权利要求1所述油田注水用纳米乳液增注剂，其特征是用于低渗透油藏的注水开发。