CN106281288A - 一种低渗透储层注水井用降压增注剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于油气田化学技术领域，公开一种低渗透储层注水井用降压增注剂，以重量百分比计，各组分的投料量占比为：双辛烷基二甲基氯化铵30％～35％、氟碳表面活性剂3％～7％、非离子表面活性剂3％～5％、乙二胺四甲叉膦酸钠5％～10％、二甲基酮肟2％～5％、水38％～57％。本发明还给出了这种降压增注剂的制备方法。该降压增注剂以水溶液为传递介质在岩石表面沉积形成的超薄分子膜；还具有改变岩心润湿性和粘土防膨的作用；同时还具有缓蚀、阻垢、杀菌等多重效果，能有效防止注入水腐蚀产物、结垢、细菌等对地层孔隙度的影响，极大提高低渗透储层注水井的注水效果。该降压增注剂作为一种具有优良降压增注效果的新型降压增注剂，必将具有广阔的市场前景。

Description

一种低渗透储层注水井用降压增注剂及其制备方法

技术领域

本发明属于油气田化学技术领域，具体涉及一种低渗透储层注水井用降压增注剂，主要用于低渗透油田及注水压力高的注水井，以降低注水压力，提高注水量。

背景技术

在低渗透油气田开发过程中，注水困难，注水压力高是普遍存在的问题。而通过改变岩石表面的润湿性，增加水相渗透率，降低注入压力，增加注水量是低渗透储层开发普遍追求的一种办法。在低渗透油藏中通过化学药剂改善岩石界面润湿性，抑制粘土膨胀和运移，从而达到降压增注的目的成为目前低渗透油田开发工作研究的主要方向。

通过低渗透油田储层岩心及注入水水质等分析发现，造成低渗透油田注水井注水压力升高的原因主要有：液阻效应，液珠通过孔喉变窄处会产生附加应力；水敏伤害，储层中含有较高水敏粘土矿物膨胀所致，因此在注水过程中，随着注入区域扩大，粘土膨胀和运移对储层造成的伤害是后期注水压力上升的主要原因；深部乳化，注入水与储层原油发生乳化，解析程度低也是注水井后期压力升高的主要原因；腐蚀产物、垢物及细菌等，注入水在注入过程中会腐蚀管线，产生的腐蚀产物会造成地层堵塞；注入水与地层水不配伍会产生大量无机盐垢，这些垢会吸附在岩石表面堵塞孔道；注入水水质不合格会造成细菌大量繁殖，使得地层堵塞更加严重，极大增加注水压力，影响注采效果。

经过调研发现，目前常规降压增注剂的主要缺陷表现为：作用单一、效果参差不齐。为降低低渗透油田储层注水井注水压力，提高注水效率，提高低渗透油田原油采收率，研发一种新型高效低渗透储层注水井用降压增注剂具有重要意义。

发明内容

本发明要解决的技术问题：现有常规降压增注剂作用单一并且效果参差不齐，适用性差，为研制新型高效低渗透储层注水井用降压增注剂提供了契机。

解决问题的技术方案：本发明提出了一种低渗透储层注水井用降压增注剂，该降压增注剂以水溶液为传递介质在岩石表面沉积形成超薄分子膜，除剥落水膜外还具有改变岩心润湿性和粘土防膨的作用，同时还具有防止油水乳化、防腐、阻垢、杀菌等效果。

一种低渗透储层注水井用降压增注剂，以重量百分比计，各组分的投料量占比为：

优选地，所述氟碳表面活性剂为氟碳FC-4430。

优选地，所述非离子表面活性剂为脂肪醇聚氧乙烯醚。

作为一优选的实施例，低渗透储层注水井用降压增注剂，以重量百分比计，各组分的投料量占比为：

作为一优选的实施例，低渗透储层注水井用降压增注剂，以重量百分比计，各组分的投料量占比为：

另一层面，本发明还给出了所述低渗透储层注水井用降压增注剂的制备方法，其特征在于，在温度45℃条件下，向容器中注入水，开启搅拌，向水中依次加入氟碳表面活性剂、非离子表面活性剂、双辛烷基二甲基氯化铵、二甲基酮肟、乙二胺四甲叉膦酸钠，搅拌反应至完全溶解即可制得所述低渗透储层注水井用降压增注剂。

本发明所述降压增注剂，至少具有下述的有益效果或优点：

所述降压增注剂以季铵盐为主剂，与氟碳FC-4430、脂肪醇聚氧乙烯醚、双辛烷基二甲基氯化铵、二甲基酮肟、乙二胺四甲叉膦酸钠在水中反应混合形成。发明降压增注剂以水溶液为传递介质在岩石表面沉积形成的超薄分子膜；除剥落水膜外还具有改变岩心润湿性和粘土防膨的作用，可降低注水压力20％以上；同时该降压增注剂还具有缓蚀、阻垢、杀菌等多重效果，能有效防止注入水腐蚀产物、结垢、细菌等对地层孔隙度的影响，极大提高低渗透储层注水井的注水效果。

随着低渗透油田的开发和老油田开发进入中后期，注水井注水越加困难，注水压力高是普遍存在的问题，而具有优良降压增注效果的新型降压增注剂必将具有广阔的市场前景。

附图说明

图1一实施例所述降压增注剂岩心吸附试验图。

图2一实施例所述降压增注剂吸附量与温度的关系图。

图3一实施例所述降压增注剂界面张力实验图。

图4一实施例所述降压增注剂防粘土膨胀实验图。

图5一实施例所述降压增注剂防腐性能实验图。

图6一实施例所述降压增注剂阻垢性能实验图。

图7一实施例所述降压增注剂杀菌性能评价图。

图8一实施例所述岩心驱替实验评价图。

具体实施方式

下面通过实例对本发明做进一步说明，需要说明的是下述的实例仅仅是本发明其中的例子，不代表本发明所限定的权利保护范围，本发明的权利保护范围以权利要求书为准。

实施例1

将30kg双辛烷基二甲基氯化铵、3kg氟碳FC-4430、3kg脂肪醇聚氧乙烯醚、5kg乙二胺四甲叉膦酸钠、2kg二甲基酮肟和57kg的水在温度45℃条件下按制备顺序依次加入，相互混合，均匀搅拌完全溶解，即可制得低渗透储层注水井用降压增注剂。

实施例2

将35kg双辛烷基二甲基氯化铵、7kg氟碳FC-4430、5kg脂肪醇聚氧乙烯醚、10kg乙二胺四甲叉膦酸钠、5kg二甲基酮肟和38kg的水在温度45℃条件下按制备顺序依次加入，相互混合，均匀搅拌完全溶解，即可制得低渗透储层注水井用降压增注剂。

实施例3

将32kg双辛烷基二甲基氯化铵、5kg氟碳FC-4430、4kg脂肪醇聚氧乙烯醚、8kg乙二胺四甲叉膦酸钠、3kg二甲基酮肟和48kg的水在温度45℃条件下按制备顺序依次加入，相互混合，均匀搅拌完全溶解，即可制得低渗透储层注水井用降压增注剂。

实施例4岩心吸附试验

对本发明所述降压增注剂进行岩心吸附试验，试验方法如下：

①岩心粉碎过100目筛网，烘干；

②不同条件下，油砂在0.15％降压增注剂的注入水溶液中中按固液质量比1：80，充分吸附；

③用离心机对砂—液体系在3000r/min下离心30分钟；

④用溴百里酚蓝法滴定上层清液，计算吸附后降压增注剂的浓度。试验结果见图1。

从试验结果图1可以看出，2小时后降压增注剂对岩心吸附趋于稳定，3小时后降压增注剂吸附完全。

室内在不同温度下对降压增注剂岩心吸附性能进行实验，实验结果见图2。

上述实验结果表明：随着温度的增加，降压增注剂在岩心表面的吸附量减少，当温度达到50℃以上时，随着温度的上升，吸附量趋于平缓。

对图2的曲线进行回归，并将相应数据带入吸附方程C_e/A＝1/(bA_m)+C_e/A_m，结果表明，降压增注剂在砂岩表面的吸附符合Langmuir等温吸附规律，说明降压增注剂的吸附为单层吸附。运用热力学方法可计算出降压增注剂吸附的焓值ΔH为-12.31kJ/mol，说明该吸附为放热反应。

实施例5界面张力的评价

对本发明所述降压增注剂的界面张力评价结果见图3，从实验结果可以看出，界面张力均在5mN/m左右，随着降压增注剂浓度的增加，界面张力逐渐降低，当降压增注剂浓度超过0.15％时，界面张力降低不再明显。

实施例6粘土防膨实验结果

室内采用现场注入水对岩心粘土膨胀性能进行实验，降压增注剂浓度为0.15％。岩心粉碎后过100目筛网、烘干，在24.8MPa下维持15min压制成片，使用HTP-2型高温高压页岩膨胀仪测量岩心在不同介质中的膨胀结果。试验温度50℃，试验压力3.5MPa，走纸速度6cm/h，试验结果见图4。

从实验结果可以看出，加入0.15％降压增注剂后，能够有效预防粘土膨胀，抑制率超过70％。

实施例7防腐性能实验

室内评价了0.15％的降压增注剂对现场注入水水质的防腐试验，实验采用的是电化学极化曲线评价方法。动电位扫描极化曲线的测试采用传统的三电极体系，将方形Q235钢工作电极嵌入环氧树脂中，露出1cm²的方形工作面，辅助电极为Pt电极，饱和甘汞(SCE)电极作为参比电极。实验前将工作电极用120^#、400^#、600^#、800^#金相砂纸逐级打磨至镜面光亮，丙酮脱脂去油，蒸馏水冲洗。实验时首先将工作电极浸于实验测试溶液中2h，待稳定后开始极化曲线测试。

利用三参数法对弱极化区进行拟合，得到相关的腐蚀电化学参数。由图5实验结果可以看出，加入0.15％降压增注剂后注入水水样的腐蚀速率为0.0043mm/a，满足标准小于0.076mm/a要求。

实施例8阻垢性能评价

依据SY/T5673-93《油田用防垢剂性能评定方法》要求，对降压增注剂阻CaCO3、CaSO4性能进行评价实验，结果见图6。从结果可以看出，降压增注剂浓度为0.15％时，其对CaCO₃和CaSO₄的阻垢率均达到了80％以上。

实施例9杀菌性能评价

室内采用绝迹稀释法测定了加降压增注剂前后水样中硫酸盐还原菌(SRB)、腐生菌(TGB)含量。根据加入降压增注剂前后水样中细菌含量变化和杀菌率来评价杀菌效果。实验过程如下：

①将洁净的1mL注射器置于压力蒸汽消毒器中，在0.5MPa压力下，灭菌20min。

②取一组烧杯，分别量取100mL水样置于其中，再分别加入所需的降压增注剂溶液，混合均匀。降压增注剂的使用浓度从0.0％递增至0.25％。

③在与现场水温相同的条件下杀菌1h。

④应用绝迹稀释法测定加入降压增注剂前后水样中的细菌含量。

⑤按下式计算杀菌率

$Y=\frac{B_1-B_2}{B_1}\×100\%$

式中：Y－杀菌率(％)；

B₁－加降压增注剂前水样中含菌量，个/mL；

B₂－加降压增注剂后水样中含菌量，个/mL。

杀菌实验结果表明，降压增注剂对水中的细菌具有较强的杀菌抑菌能力，当降压增注剂使用浓度达到0.15％时，可将水中的SRB和TGB完全杀死。

实施例10岩心驱替试验

室内评价了降压增注剂岩心驱替试验，试验方法如下：

①岩心抽空饱和采出水；

②油驱水至出油5PV，建立束缚水下的含油状态；

③润湿性恢复10天；

④采出水驱替，测水相渗透率；

⑤用现场注入水驱替，测水相渗透率；

⑥注入含0.15％降压增注剂的现场注入水5PV，放置24h；

⑦现场注入水驱替，测水相渗透率；

试验结果见图8，岩心驱替试验结果表明，降压增注剂能够很好的降低注入水驱替压力，改善水相渗透率，提高注采效率。

上面结合实施例对本发明做了进一步的叙述，但本发明并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。

Claims (6)

1.一种低渗透储层注水井用降压增注剂，以重量百分比计，各组分的投料量占比为：

2.根据权利要求1所述的低渗透储层注水井用降压增注剂，其特征在于，所述氟碳表面活性剂为氟碳FC-4430。

3.根据权利要求1所述的低渗透储层注水井用降压增注剂，其特征在于，所述非离子表面活性剂为脂肪醇聚氧乙烯醚。

4.一种低渗透储层注水井用降压增注剂，以重量百分比计，各组分的投料量占比为：

5.一种低渗透储层注水井用降压增注剂，以重量百分比计，各组分的投料量占比为：

6.一种低渗透储层注水井用降压增注剂的制备方法，其特征在于，在温度45℃条件下，向容器中注入水，开启搅拌，向水中依次加入氟碳表面活性剂、非离子表面活性剂、双辛烷基二甲基氯化铵、二甲基酮肟、乙二胺四甲叉膦酸钠，搅拌反应至完全溶解即可制得所述低渗透储层注水井用降压增注剂。