CN105802600A

CN105802600A - 一种注水井用降压増注剂及制备方法

Info

Publication number: CN105802600A
Application number: CN201610185159.4A
Authority: CN
Inventors: 代国臣; 孙玉波; 孙豫庆; 祝显江; 李英; 董翠婷; 卢炳霖; 代珺良
Original assignee: FUJIE CHEMICAL Co Ltd
Current assignee: FUJIE CHEMICAL Co Ltd
Priority date: 2016-03-29
Filing date: 2016-03-29
Publication date: 2016-07-27
Anticipated expiration: 2036-03-29
Also published as: CN105802600B

Abstract

本发明的一种注水井用降压増注剂及制备方法属于油田化学用剂，是由15～25%的羧酸高碳醇酯基三甲基氯化铵、1～10%的三甲胺盐酸盐、1～10%的聚二甲基二烯丙基氯化铵、1～5%的聚氧化乙烯、1～2%的氨三乙酸三钠、5～10%乙二醇单甲醚和水制成。其制备方法是将水、羧酸高碳醇酯基三甲基氯化铵、乙二醇单甲醚和聚氧化乙烯混合均匀，并升温至45～60℃，搅拌；再将三甲胺盐酸盐、聚二甲基二烯丙基氯化铵和氨三乙酸三钠加入经a步骤制得的物质中，持续搅拌，即制得注水井用降压増注剂，其在添加量0.5%（m/m）的条件下，可降低注入压力28%以上，增加注入量40%以上，可有效地解决油田开发中后期及低渗透储层注水井注入压力高、注水困难、注入系统能耗高的问题。

Description

一种注水井用降压増注剂及制备方法

技术领域

本发明属于油田化学用剂，特别是涉及到一种注水井用降压増注剂及制备方法。

背景技术

大庆油田已经进入到开采生产中后期，确保原油产量和降低开发成本一直是大庆油田的工作重心。随着聚合物驱油和三元复合驱等技术手段的推广，虽然在一定程度上稳定并增加了部分产量，但因其开采成本高和集输处理难度大等因素的存在，致使上述措施始终未能全面推广。常规水驱开采和精细水驱挖潜仍是大庆油田稳定原油产量的主要手段，但大庆油田经过长期的开发，近乎全部的主力油层已开发动用，水驱采出液平均含水已达到95%以上。目前油田开发对象已转到薄差低渗透储层，低渗透油藏储层的地质物性较差，主要是低孔喉、低渗透型的储层结构，另外胶结物含量较高。其储层地质物性导致其注水井注水压力高、注水困难、注入系统高能耗。

造成上述问题的主要因素在于：一是原油开采中后期储层孔径内残余的石蜡胶质、沥青质等有机高分子物质造成孔径通量变得狭小，粘滞阻力和摩阻增大；二是水锁和贾敏效应对储层的伤害；三是低渗透油藏储层的地质特性使注入水在低速渗流条件下存在明显的启动压力梯度；四是储层的敏感性也是导致注水井突破压差升高的主要原因。

基于上述原因，随着注水开发时间的延续，油田主体区块大部分已经进入中高含水期，注水压力随时间增加而递增，导致注水效率快速降低，不能正常配注，甚至使得油田采油速度降低。而且对于低渗透油藏，注水压力高、完不成配注的井也在逐年增多。如何解决开发中后期油田降压增注的技术问题，提高低渗透油藏采收率已成为当前亟待研究的重要研究方向。

发明内容

本发明旨在于克服现有技术的不足，提供了一种注水井用降压増注剂及制备方法，用于解决油田开发中后期及低渗透储层注水井注入压力高、注水困难、注入系统能耗高的技术问题。

本发明的一种注水井用降压増注剂，是由下列物质按重量百分比组成：羧酸高碳醇酯基三甲基氯化铵15～25%、三甲胺盐酸盐或氯化铵1～10%、聚二甲基二烯丙基氯化铵1～10%、聚氧化乙烯1～5%、氨三乙酸三钠1～2%、乙二醇单甲醚5～10%、余量为水。

作为本发明的进一步改进，羧酸高碳醇酯基三甲基氯化铵18～22%、三甲胺盐酸盐或氯化铵3～8%、聚二甲基二烯丙基氯化铵4～8%、聚氧化乙烯2～4%、氨三乙酸三钠1～2%、乙二醇单甲醚7～9%、余量为水。

本发明的一种注水井用降压増注剂的制备方法，是通过下列步骤实现的：

a、将水、羧酸高碳醇酯基三甲基氯化铵、乙二醇单甲醚和聚氧化乙烯混合均匀，并升温至45～60℃，搅拌1～4小时；

b、将三甲胺盐酸盐或氯化铵、聚二甲基二烯丙基氯化铵和氨三乙酸三钠加入经a步骤制得的物质中，持续搅拌0.5～2小时，即制得注水井用降压増注剂。

下面，对本申请涉及的诸原料作如下说明：

1、羧酸高碳醇酯基三甲基氯化铵，白色粉末，其结构通式为：

其中：m为0或1；n为12～20的任意整数。

本申请中羧酸高碳醇酯基三甲基氯化铵，优选乙酸十八醇酯基三甲基氯化铵和丙酸十六醇酯基三甲基氯化铵。详见专利号2009103087877、专利名称为“羧酸高碳醇酯基三甲基氯化铵及在粘土稳定剂中的应用”的公开文献。其在本申请中的主要作用为：由于羧酸高碳醇酯基三甲基氯化铵的两亲(亲水-亲油)作用，可以使油水的界面张力降低，超低界面张力减小了油滴通过狭窄孔颈时的形变功，减少毛细管阻力，使孔隙介质中的油滴从岩石表面拉开的形变功大大减小，增加了它在地层孔隙中的移动速度。羧酸高碳醇酯基三甲基氯化铵注人油层后，在降低油水界面张力的同时，它还可以乳化溶解剥落孔径内残余的石蜡胶质、沥青质等有机高分子物质与原油形成小液滴被驱替液驱替出来，从而提高了原油的采收率，起到驱油和洗油功用。同时羧酸高碳醇酯基三甲基氯化铵的小阳离子特性，可以吸附在粘土表面，进而中和粘土表面的负电性，从而抑制或削弱了粘土晶层间的静电斥力，抑制了粘土水化膨胀、分散、运移。最终达到降低注水驱替压力，同时实现驱油和防膨的效果，降低水锁和贾敏效应对储层的副作用，提高采收率。

2、三甲胺盐酸盐，分子式(CH₃)₃N·HCl，分子量95.57；化学名：盐酸三甲胺、盐酸氨基三甲烷；呈类白色或淡黄色单斜结晶，微有三甲胺样气味。易溶于水，溶于醇、氯仿，不溶于醚，易吸湿，具有潮解性。熔点：200℃开始升华，277～278℃分解。用途：医药、农药、染料及其他有机合成原料，主要用于合成阳离子醚化剂，在药剂学中作乳化、增溶，分散、润湿作用，在合成中作浮选剂。其在本配方体系中的主要作用是辅助起到防止粘土水化膨胀、分散、运移的作用。

3、氯化铵，分子式NH₄Cl，分子量53.49；化学名：氯化铵；氯化铵为无色晶体或白色结晶性粉末；无臭，味咸、凉，有吸湿性；本品在水中易溶，在乙醇中微溶。熔点：340℃。用途：主要用于电池、电镀、染织、铸造、医药、化工中间体等方面。其在本配方体系中的主要作用是辅助起到防止粘土水化膨胀、分散、运移的作用。

4、聚氧化乙烯，分子式H(OCH₂CH₂)nOH，相对分子量5～50×10⁵；化学名：聚氧化乙烯；本品外观为白色可流动粉末，可溶于水；用途：本品是一种具有水溶性和热塑性的非离子型线性高分子聚合物，具有絮凝、增稠、缓释、润滑、分散、助留、保水、水流减阻等性能，无毒无刺激性。因此，在造纸、涂料、油墨、纺织印染、日化等行业均有着极为广泛的应用。其在本配方体系中的主要作用是消除或减轻注入体系的粘滞阻力和摩阻作用。

5、聚二甲基二烯丙基氯化铵，分子式（C₈H₁₆NCl)n，相对分子量4～5×10⁵；化学名：聚二甲基二烯丙基氯化铵；本品为强阳离子聚电解质，外观为无色至淡黄色粘稠液体。安全、无毒、易溶于水、不易燃、凝聚力强、水解稳定性好、不成凝胶，对pH值变化不敏感，有抗氯性。凝固点约-2.8℃，比重约1.04g/cm³，分解温度280～300℃。用途：在污水处理、采矿和矿物加工过程作为阳离子混凝剂；在纺织行业用作无醛固色剂；在造纸过程中，用作阴离子垃圾捕捉剂、AKD熟化促进剂；在油田行业用作钻井用粘土稳定剂及注水中的酸化压裂阳离子改性剂。此外，还用作调节剂、抗静电剂、增湿剂、洗发剂和护肤用的润肤剂等。其在本配方体系中的主要作用是可以使部分已经膨胀的粘土颗粒体积收缩。同时辅助起到对粘土膨胀的抑制作用，从而抑制油层渗透率的降低，改善并恢复油层渗透率。

6、氨三乙酸三钠，分子式C₆H₈NNa₃O₇，分子量275.0995；化学名：氨三乙酸三钠；本品外观为白色晶体粉末，可溶于水；熔点:320℃。用途：在染料工业中是相当好的固色剂，在苯乙烯生产中起稳定剂作用，在聚氨酯泡沫生产中起催化剂及络合剂等作用。氨三乙酸三钠能为金属离子提供四个配位键，而且它的分子又较小，因而它具有非常强的络合能力，能与各种金属离子形成稳定的螯合物。其在本配方体系中的主要作用是防止注入水体系中钙镁离子成垢，起到络合钙镁离子，阻垢作用。

7、乙二醇单甲醚，分子式C₃H₈O₂，分子量76.09；沸点：124.5℃，熔点：-85oC；化学名：乙二醇一甲醚、2-甲氧基乙醇、羟乙基甲醚；无色透明液体，具有令人愉快的气味。与水、乙醇、乙醚、甘油、丙酮、N，N-二甲基甲酰胺混溶；用途：可用作涂料溶剂、渗透剂、匀染剂及有机合成中间体，也用作喷气燃料的添加剂。其在本配方体系中主要是起到增加有机物水相溶解性能和产品冰点的降低作用。

本发明的一种注水井用降压増注剂及制备方法，配伍合理，制备方法简单，在添加量0.5%（m/m）的条件下，可降低注入压力28%以上，增加注入量40%以上，可有效地解决油田开发中后期及低渗透储层注水井注入压力高、注水困难、注入系统能耗高的问题。

具体实施方式

实施例1

向1000升不锈钢反应釜中加入水545公斤、乙二醇单甲醚100公斤、乙酸十八醇酯基三甲基氯化铵200公斤和聚氧化乙烯35公斤，启动搅拌，将反应釜升温至50℃，搅拌反应2小时。待溶液均质后，继续向反应釜内加入三甲胺盐酸盐100公斤、聚二甲基二烯丙基氯化铵10公斤和氨三乙酸三钠10公斤，继续搅拌反应1小时，即得到注水井用降压増注剂产品。

实施例2

向1000升不锈钢反应釜中加入水555公斤、乙二醇单甲醚100公斤、乙酸十八醇酯基三甲基氯化铵200公斤和聚氧化乙烯35公斤，启动搅拌，将反应釜升温至60℃，搅拌反应2小时。待溶液均质后，继续向反应釜内加入三甲胺盐酸盐50公斤、聚二甲基二烯丙基氯化铵50公斤和氨三乙酸三钠10公斤，继续搅拌反应1.5小时，即得到注水井用降压増注剂产品。

实施例3

向1000升不锈钢反应釜中加入水555公斤、乙二醇单甲醚75公斤、乙酸十八醇酯基三甲基氯化铵100公斤、丙酸十六醇酯基三甲基氯化铵100公斤和聚氧化乙烯35公斤，启动搅拌，将反应釜升温至45℃，搅拌反应3小时。待溶液均质后，继续向反应釜内加入三甲胺盐酸盐50公斤、氯化铵50公斤、聚二甲基二烯丙基氯化铵20公斤和氨三乙酸三钠15公斤，继续搅拌反应2小时，即得到注水井用降压増注剂产品。

实施例4

向1000升不锈钢反应釜中加入水545公斤、乙二醇单甲醚50公斤、丙酸十六醇酯基三甲基氯化铵200公斤和聚氧化乙烯35公斤，启动搅拌，将反应釜升温至55℃，搅拌反应4小时。待溶液均质后，继续向反应釜内加入氯化铵50公斤、聚二甲基二烯丙基氯化铵100公斤和氨三乙酸三钠20公斤，继续搅拌反应1小时，即得到注水井用降压増注剂产品。

实施例5

向1000升不锈钢反应釜中加入水545公斤、乙二醇单甲醚50公斤、丙酸十六醇酯基三甲基氯化铵200公斤和聚氧化乙烯35公斤，启动搅拌，将反应釜升温至50℃，搅拌反应2小时。待溶液均质后，继续向反应釜内加入氯化铵100公斤、聚二甲基二烯丙基氯化铵50公斤和氨三乙酸三钠20公斤，继续搅拌反应1小时，即得到注水井用降压増注剂产品。

将上述实施例1～5制得的产品进行下列性能检测，来说明其效果：

1、将上述实例产品配成0.3%溶液（m/m），按SY／T5370－1999《表面及界面张力测定方法》进行体系油/水平衡界面张力的测定，数据如下表：

从上述数据可知，本申请的増注剂的油水界面张力可达到10^-3mN／m数量级，且具有良好的界面张力稳定性。

、将上述实施例产品配成1.0%溶液（m/m），按SY/T5971－1994《注水用粘土稳定剂性能评价方法》进行膨润土粉在降压增注剂溶液和蒸馏水中体积膨胀增量评价数据如下：

从上述数据可知，本申请的増注剂能大幅度抑制水化粘土的体积膨胀，防膨率达到82%以上。

、将上述实施例产品用离心法评价膨润土粉在蒸馏水溶液中体积膨胀加药前后的缩量变化。测定过程中上述实例产品的加量为缩膨率测定体系总质量的1.0%（m/m），评价数据如下：

从上述数据可知，本申请的増注剂能大幅度降低充分水化膨胀后的粘土体积，缩膨率达

到25%以上。

、将上述实例产品配成0.3%溶液（m/m），按SY／T6376－2008《压裂液通用技术条件》中7.13.1规定，进行降压增注剂减阻率的测定，数据如下表：

从上述数据可知，本申请的増注剂减小流动阻力的效果较为明显，减阻率达到52%以上。

、将上述实例产品进行降压増注模拟实验，降压增注模拟实验温度40℃，实验所用岩心为人造均质低渗透岩心，由环氧树脂与石英砂胶结而成。岩心尺寸为30.10cm×20.29cm，水相渗透率15～20×10^-3μm²，实验用水为大庆油田模拟基准盐水，实验用油为大庆油田基准原油，降压增注剂实验所用浓度0.5%（m/m）；

从上述数据可知，本申请的増注剂产品在添加量0.5%（m/m）的条件下，可降低注入压力28%以上，增加注入量40%以上，具有较为显著的降压增注效果。

Claims

1.一种注水井用降压増注剂，是由下列物质按重量百分比制成：羧酸高碳醇酯基三甲基氯化铵15～25%、三甲胺盐酸盐或氯化铵1～10%、聚二甲基二烯丙基氯化铵1～10%、聚氧化乙烯1～5%、氨三乙酸三钠1～2%、乙二醇单甲醚5～10%、余量为水。

2.如权利要求1所述的一种注水井用降压増注剂，其特征在于羧酸高碳醇酯基三甲基氯化铵18～22%、三甲胺盐酸盐或氯化铵3～8%、聚二甲基二烯丙基氯化铵4～8%、聚氧化乙烯2～4%、氨三乙酸三钠1～2%、乙二醇单甲醚7～9%、余量为水。

3.制备权利要求1所述的一种注水井用降压増注剂的制备方法，是通过下列步骤实现的：

b、将三甲胺盐酸盐或氯化铵、聚二甲基二烯丙基氯化铵和氨三乙酸三钠加入经a步骤制得的物质中，并持续搅拌0.5～2小时，即制得注水井用降压増注剂。