CN104845605A - 油田注水用纳米乳液增注剂及其制备方法 - Google Patents
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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
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 (9)
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。
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