CN107227147B - 一种起泡剂和泡沫气驱的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及泡沫驱油领域，公开了一种起泡剂和一种泡沫气驱的方法。所述起泡剂含有弱阳离子两性表面活性剂和水，以及阳离子表面活性剂、两性表面活性剂和醇中的至少一种。泡沫气驱的方法包括：向油藏中注入含有弱阳离子两性表面活性剂的起泡剂和气体进行泡沫调剖、驱油。本发明的起泡剂和方法，具有强的起泡性、稳定性和调剖驱油能力，能够明显降低空气泡沫驱的调剖、驱油过程中空气泡沫对注入设备和油田注采系统的腐蚀作用，且不仅可以应用于普通地层的泡沫调剖、驱油过程，还可以适用于地层水矿化度高、钙镁离子含量高条件下的泡沫调剖、驱油过程。
Description
技术领域
本发明涉及泡沫驱油领域，具体地，涉及一种起泡剂和一种泡沫气驱的方法。
背景技术
泡沫调剖、驱油是一种向地层注入气体(或蒸汽)与起泡剂混合形成泡沫以提高采收率的过程。泡沫具有高的视黏度和气阻效应，能够抑制注气过程中气体窜流，改善油水流度比，同时泡沫流体又具有选择性，能够优先封堵高渗层和高含水层。泡沫具有高的阻力效应，能够和气驱一起进行也可以单独进行，起到扩大波及体积的作用，是一种重要的提高采收率的方法。
泡沫驱是目前试验的提高采收率方法中，阻力系数最高的技术。可以通过改善水驱或气驱过程中的波及效率来提高采收率，在解决油田提高采收率方面具有很大的优势。泡沫可以抑制油藏注水或注气过程中黏性指进，并且需要使用的化学剂量少，注入气体来源广泛，方便油田实施。
空气泡沫驱是近几年来研究较多的一项驱油技术,由于空气来源不受限制,大幅度降低了注气成本。然而空气泡沫驱发展的一个重要影响因素在于空气泡沫对注入设备和油田注采系统的腐蚀难以控制，严重影响了空气泡沫驱技术的发展。
CN 104059625A公开了一种高稳定耐温抗盐空气泡沫驱油剂的制备方法。泡沫驱油剂采用纳米锂皂石加阳离子表面活性剂作为稳泡剂，起泡剂选用十二烷基醇聚氧乙烯醚硫酸钠、十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、十二醇聚氧乙烯醚磺基琥珀酸脂二钠等。该泡沫具有高的稳定性。
CN 103497751A公开了一种高效空气泡沫驱油体系，该驱油体系由氟碳101005起泡剂0.12％，十二烷基羟丙基磷酸脂甜菜碱0.08％，表面活性剂BS甜菜碱0.1％，剩余部分为部分水解聚丙烯酰胺配制。该泡沫体系可以直接用油田回注污水进行配制。
CN 103773351A公开了一种高盐油藏气驱用泡沫组合物，该泡沫组合物采用阴-非离子泡沫剂烷基聚氧乙/丙烯羧酸盐或烷基聚氧乙/丙烯磺酸盐及烷基酰胺基甜菜碱组成，该体系可用于高盐油藏中泡沫驱油。
泡沫调剖、驱油过程中，起泡剂的性能对起泡能力和泡沫稳定性起着至关重要的作用。通常起泡剂由一种类型的表面活性剂或者是几种类型的表面活性剂复配体系，这些表面活性剂如：烷基硫酸盐、烷基磺酸盐、烷基苯磺酸盐、烷基磷酸盐、烷基聚氧乙烯醚等。此外，为了增强泡沫稳定性还会加入一些水溶性高分子聚合物增加泡沫体系的体相黏度和表面黏度，形成弹性薄膜，提高泡沫的稳定性。如：羧甲基纤维素、黄胞胶、聚丙烯酰胺、可溶性淀粉等。
对于高温、高矿化度、高钙镁离子的油藏，起泡剂的性能会随着温度、矿化度、钙镁离子的含量增加而大幅度降低。一些阴离子类型的起泡剂会在含高钙、镁离子地层水中完全失去发泡能力。在空气泡沫调剖、驱油过程中，一些类型的起泡剂会加速对注入和采出系统的腐蚀。空气泡沫对注采系统的腐蚀是制约空气泡沫调剖、驱油发展和应用的关键因素之一。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术中的上述缺陷，提供一种起泡剂和泡沫气驱的方法。
本发明的发明人在研究中惊奇发现，起泡剂中除了含有弱阳离子两性表面活性剂和水外，还含有阳离子表面活性剂、两性表面活性剂和醇中的至少一种时，能够明显降低空气泡沫驱的调剖、驱油过程中空气泡沫对注入设备和油田注采系统的腐蚀作用，且不仅可以应用于普通地层的泡沫调剖、驱油过程，还可以适用于地层水矿化度高、钙镁离子含量高条件下的泡沫调剖、驱油过程。
因此，为了实现上述目的，第一方面，本发明提供了一种起泡剂，所述起泡剂含有弱阳离子两性表面活性剂和水，以及阳离子表面活性剂、两性表面活性剂和醇中的至少一种。
优选地，所述起泡剂含有弱阳离子两性表面活性剂、醇和水，以所述起泡剂的重量为基准，所述弱阳离子两性表面活性剂的含量为0.05-3重量％，所述醇的含量为0.01-0.2重量％，水的含量为96.8-99.84重量％；进一步优选地，以所述起泡剂的重量为基准，所述弱阳离子两性表面活性剂的含量为0.25-1重量％，所述醇的含量为0.01-0.05重量％，水的含量为98.95-99.64重量％。
优选地，所述起泡剂还含有阳离子表面活性剂和两性表面活性剂中的至少一种，进一步优选为还至少含有阳离子表面活性剂，更进一步优选为还含有阳离子表面活性剂和两性表面活性剂。
进一步优选地，以所述起泡剂的重量为基准，所述阳离子表面活性剂的含量为0-1重量％，所述两性表面活性剂的含量为0-1重量％；更进一步优选地，以所述起泡剂的重量为基准，所述阳离子表面活性剂的含量为0.05-0.3重量％，所述两性表面活性剂的含量为0.05-0.3重量％。
优选地，所述起泡剂含有弱阳离子两性表面活性剂和水，以及阳离子表面活性剂和两性表面活性剂中的至少一种；进一步优选地，所述起泡剂至少含有阳离子表面活性剂，更进一步优选地，所述起泡剂含有阳离子表面活性剂和两性表面活性剂；
进一步优选地，以所述起泡剂的重量为基准，所述弱阳离子两性表面活性剂的含量为0.05-3重量％，所述阳离子表面活性剂的含量为0-1重量％，所述两性表面活性剂的含量为0-1重量％，水的含量为95-99.95重量％；更进一步优选地，以所述起泡剂的重量为基准，所述弱阳离子两性表面活性剂的含量为0.25-1重量％，所述阳离子表面活性剂的含量为0.05-0.3重量％，所述两性表面活性剂的含量为0.05-0.3重量％，水的含量为98.4-99.65重量％。
优选地，所述弱阳离子两性表面活性剂为烷基氧化胺(烷基氧化胺的烷基的碳原子数优选为10-18，进一步优选为12-18，更进一步优选为12-14)，进一步优选为烷基二甲基氧化胺、烷基二羟乙基氧化胺和脂肪酰胺丙基氧化胺中的至少一种。
优选地，所述阳离子表面活性剂为烷基卤化铵(烷基卤化铵的烷基的碳原子数优选为12-18)，进一步优选为烷基氯化铵和/或烷基溴化铵，更进一步优选为烷基三甲基氯化铵、烷基三甲基溴化铵、烷基三乙基氯化铵、烷基三乙基溴化铵、烷基二甲基苄基氯化铵和烷基二甲基苄基溴化铵中的至少一种。
优选地，所述两性表面活性剂为烷基二甲基甜菜碱和/或烷基羟乙基磺基甜菜碱。
优选地，所述醇为一元醇，进一步优选地，所述醇的碳原子数为1-14。
第二方面，本发明提供了一种泡沫气驱的方法，所述方法包括：向油藏中注入含有弱阳离子两性表面活性剂的起泡剂和气体进行泡沫调剖、驱油。
优选地，所述起泡剂含有弱阳离子两性表面活性剂和水，且以所述起泡剂的重量为基准，所述弱阳离子两性表面活性剂的含量为0.05-3重量％，水的含量为97-99.95重量％；进一步优选地，以所述起泡剂的重量为基准，所述弱阳离子两性表面活性剂的含量为0.25-1重量％，水的含量为99-99.75重量％。
优选地，所述起泡剂为本发明所述的起泡剂。
优选地，所述气体为空气、氮气或二氧化碳。
优选地，所述起泡剂的注入量为0.01-2PV，进一步优选为0.1-0.6PV；气体的注入量为0.01-2PV，进一步优选为0.1-0.6PV。
优选地，所述油藏的矿化度为0-1.5×105mg/L，钙离子含量为0-104mg/L，钙离子含量为0-104mg/L。
本发明的起泡剂，为一种适用于高盐、高钙镁离子及空气等为气源条件下使用的起泡剂，各组分间存在协同效应，适用于泡沫调剖、驱油、防止气(汽)窜过程，能够在地层中快速起泡，封堵气体窜流，调整注气剖面，有效提高驱替过程中的波及效率，提高采收率。
本发明的起泡剂和方法，具有强的起泡性、稳定性和调剖驱油能力，不仅可以应用于普通地层的泡沫调剖、驱油过程，而且对于矿化度高、含高钙、镁离子的地层水的油藏具有极好的适应性，可以适用于地层水矿化度高、钙镁离子含量高条件下的泡沫调剖、驱油过程。此外，本发明的起泡剂和方法对于空气泡沫驱的调剖、驱油过程中空气泡沫腐蚀具有强抑制作用，能够明显降低空气泡沫驱的调剖、驱油过程中空气泡沫对注入设备和油田注采系统的腐蚀作用。其中，根据本发明的一种优选的实施方式，采用含有弱阳离子两性表面活性剂、水、阳离子表面活性剂、两性表面活性剂和醇的起泡剂，对于空气驱过程，降低空气泡沫腐蚀率的数值大于70％，而且对于含高钙、镁离子的地层水的油藏具有极好的适应性，采用水气交替方式注入提高采收率的数值大于10％。
本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
图1是本发明实施例12的空气泡沫驱方法的实验结果图。
具体实施方式
以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
第一方面，本发明提供了一种起泡剂，所述起泡剂含有弱阳离子两性表面活性剂和水，以及阳离子表面活性剂、两性表面活性剂和醇中的至少一种。
本领域技术人员应该理解的是，“起泡剂含有弱阳离子两性表面活性剂和水，以及阳离子表面活性剂、两性表面活性剂和醇中的至少一种”是指，起泡剂除了含有弱阳离子两性表面活性剂和水以外，还含有阳离子表面活性剂、两性表面活性剂和醇中的至少一种。
本领域技术人员应该理解的是，本文所涉及的“弱阳离子两性表面活性剂”，是指易溶于水和极性有机溶剂、其水溶液在中性和酸性条件下呈弱阳离子性，在碱性条件下呈非离子性的一类表面活性剂。
本发明的起泡剂中，优选情况下，起泡剂含有弱阳离子两性表面活性剂、醇和水，以所述起泡剂的重量为基准，弱阳离子两性表面活性剂的含量为0.05-3重量％，醇的含量为0.01-0.2重量％，水的含量为96.8-99.84重量％。进一步优选地，以所述起泡剂的重量为基准，弱阳离子两性表面活性剂的含量为0.25-1重量％，醇的含量为0.01-0.05重量％，水的含量为98.95-99.64重量％。
优选情况下，起泡剂除了含有弱阳离子两性表面活性剂、醇和水以外，还含有阳离子表面活性剂和两性表面活性剂中的至少一种。本发明的发明人在研究中还进一步发现，弱阳离子两性表面活性剂(具体如下所述)和阳离子表面活性剂配合使用时，能够明显提高泡沫稳定性和明显降低泡沫的腐蚀率；弱阳离子两性表面活性剂、阳离子表面活性剂和两性表面活性剂配合使用时，能够进一步提高泡沫稳定性和降低泡沫的腐蚀率。因此，优选情况下，所述起泡剂还至少含有阳离子表面活性剂，进一步优选地，所述起泡剂还含有阳离子表面活性剂和两性表面活性剂。
进一步优选地，以所述起泡剂的重量为基准，阳离子表面活性剂的含量为0-1重量％，两性表面活性剂的含量为0-1重量％；更进一步优选地，以所述起泡剂的重量为基准，阳离子表面活性剂的含量为0.05-0.3重量％，两性表面活性剂的含量为0.05-0.3重量％。
本发明的起泡剂中，优选情况下，起泡剂含有弱阳离子两性表面活性剂和水，以及阳离子表面活性剂和两性表面活性剂中的至少一种；本发明的发明人在研究中还进一步发现，弱阳离子两性表面活性剂(具体如下所述)和阳离子表面活性剂配合使用时，能够明显提高泡沫稳定性和明显降低泡沫的腐蚀率；弱阳离子两性表面活性剂、阳离子表面活性剂和两性表面活性剂配合使用时，能够进一步提高泡沫稳定性和降低泡沫的腐蚀率。因此，进一步优选地，所述起泡剂还至少含有阳离子表面活性剂，更进一步优选地，所述起泡剂还含有阳离子表面活性剂和两性表面活性剂。
进一步优选地，以所述起泡剂的重量为基准，弱阳离子两性表面活性剂的含量为0.05-3重量％，阳离子表面活性剂的含量为0-1重量％，两性表面活性剂的含量为0-1重量％，水的含量为95-99.95重量％；更进一步优选地，以所述起泡剂的重量为基准，弱阳离子两性表面活性剂的含量为0.25-1重量％，阳离子表面活性剂的含量为0.05-0.3重量％，两性表面活性剂的含量为0.05-0.3重量％，水的含量为98.4-99.65重量％。
本发明的起泡剂中，优选情况下，弱阳离子两性表面活性剂为烷基氧化胺。对于烷基氧化胺的种类没有特别的限定，可以为本领域常见的各种烷基氧化胺，优选情况下，烷基氧化胺的烷基的碳原子数为10-18，进一步优选为12-18，更进一步优选为12-14，例如可以为10、11、12、13、14、15、16、17或18。
优选地，烷基氧化胺为烷基二甲基氧化胺、烷基二羟乙基氧化胺和脂肪酰胺丙基氧化胺中的至少一种。
对于烷基二甲基氧化胺的种类没有特别的限定，可以为本领域常见的各种烷基二甲基氧化胺，优选情况下，烷基二甲基氧化胺为十二烷基二甲基氧化胺、十四烷基二甲基氧化胺、十六烷基二甲基氧化胺和十八烷基二甲基氧化胺中的至少一种。
对于烷基二羟乙基氧化胺的种类没有特别的限定，可以为本领域常见的各种烷基二羟乙基氧化胺，优选情况下，烷基二羟乙基氧化胺为十二烷基二羟乙基氧化胺、十四烷基二羟乙基氧化胺、十六烷基二羟乙基氧化胺和十八烷基二羟乙基氧化胺中的至少一种。
对于脂肪酰胺丙基氧化胺的种类没有特别的限定，可以为本领域常见的各种脂肪酰胺丙基氧化胺，优选情况下，脂肪酰胺丙基氧化胺为十八酰胺丙基氧化胺、椰油酰胺丙基氧化胺和月桂酰胺丙基氧化胺中的至少一种。
本发明的起泡剂中，对于阳离子表面活性剂的种类没有特别的限定，可以为本领域常见的各种阳离子表面活性剂，优选情况下，阳离子表面活性剂为烷基卤化铵，进一步优选地，烷基卤化铵的烷基的碳原子数为12-18，例如可以为10、11、12、13、14、15、16、17或18。
优选地，烷基卤化铵为烷基氯化铵和/或烷基溴化铵，进一步优选为烷基三甲基氯化铵、烷基三甲基溴化铵、烷基三乙基氯化铵、烷基三乙基溴化铵、烷基二甲基苄基氯化铵和烷基二甲基苄基溴化铵中的至少一种。更进一步优选为十二烷基三甲基氯化铵、十四烷基三甲基氯化铵、十六烷基三甲基氯化铵、十八烷基三甲基氯化铵、十二烷基三乙基氯化铵、十四烷基三乙基氯化铵、十六烷基三乙基氯化铵、十八烷基三乙基氯化铵和十二烷基二甲基苄基氯化铵中的至少一种。
本发明的起泡剂中，对于两性表面活性剂的种类没有特别的限定，可以为本领域常见的各种两性表面活性剂，优选情况下，两性表面活性剂为烷基二甲基甜菜碱和/或烷基羟乙基磺基甜菜碱；进一步优选地，烷基二甲基甜菜碱和烷基羟乙基磺基甜菜碱的烷基的碳原子数为12-20，更进一步优选为12-14，例如可以为12、13、14、15、16、17、18、19或20。
优选地，两性表面活性剂为十二烷基二甲基甜菜碱、十四烷基二甲基甜菜碱、十二烷基羟乙基磺基甜菜碱和十四烷基羟乙基磺基甜菜碱中的至少一种。
本发明的起泡剂中，对于醇的种类没有特别的限定，可以为本领域常见的各种醇，优选情况下，醇为一元醇，进一步优选地，醇的碳原子数为1-14，更进一步优选为8-12，例如可以为1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13或14。其中，所述醇再进一步优选为月桂醇。
第二方面，本发明提供了一种起泡剂的制备方法，该方法包括：在搅拌条件下，将起泡剂的各组分混合至完全溶解。
第三方面，本发明提供了一种泡沫气驱的方法，所述方法包括：向油藏中注入含有弱阳离子两性表面活性剂的起泡剂和气体进行泡沫调剖、驱油。
本发明的方法中，优选情况下，所述起泡剂含有弱阳离子两性表面活性剂和水，且以所述起泡剂的重量为基准，弱阳离子两性表面活性剂的含量为0.05-3重量％，水的含量为97-99.95重量％；进一步优选地，以所述起泡剂的重量为基准，弱阳离子两性表面活性剂的含量为0.25-1重量％，水的含量为99-99.75重量％。
对于弱阳离子两性表面活性剂的描述，请参见前述相应描述，在此不再赘述。
本发明的方法中，优选情况下，所述起泡剂为本发明所述的起泡剂。
本发明的方法中，优选情况下，所述气体为空气、氮气或二氧化碳。
本发明的方法中，优选情况下，起泡剂的注入量为0.01-2PV，进一步优选为0.1-0.6PV；气体的注入量为0.01-2PV，进一步优选为0.1-0.6PV。
本发明的方法中，优选情况下，油藏的矿化度为0-1.5×105mg/L，钙离子含量为0-104mg/L，钙离子含量为0-104mg/L。
实施例
以下将通过实施例对本发明进行详细描述。如无特别说明，各实施例中所用的试剂均可商购获得，各方法均为本领域常用的方法。
起泡剂的起泡性能评价方法及空气泡沫腐蚀性评价方法如下：
(1)起泡性能评价方法
将100mL起泡剂加入到Waring-Blender混调器中，以3500转/分的转速搅拌1分钟，然后倒入1000mL量筒中。计量起泡剂的起泡体积，并以量筒中泡沫体积减小50％时的时间作为泡沫半衰期。
(2)空气泡沫腐蚀性评价方法
将配制好的起泡剂(或空白水)300mL，加入到容积为500mL的不锈钢高压容器(容器耐压50MPa)中，将N80的腐蚀试片洗净、烘干、称重(重量为A0)，并测量试片的表面积(表面积为S)，然后悬挂于容器内的塑料支架上，试片没入起泡剂(或空白水)中的深度大于1cm。通过空气压缩机向容器内压入空气至压力达到10MPa。将容器完全密封后，放置于80℃恒温箱中。恒温7d后，取出压力容器，冷却、放压，取出试片。采用洗液对试片表面进行清洗去除腐蚀产物后、洗净、烘干，称重(重量为A1)。腐蚀速率按失重法进行计算。
腐蚀速率＝(A1-A0)/(168·S)
以300mL不加起泡剂的空白水在相同条件下进行空白对比试验，按上述方式计算空白腐蚀速率，则起泡剂的缓蚀率计算公式为：
起泡剂缓蚀率＝(空白腐蚀速率-起泡剂腐蚀速率)/空白腐蚀速率*100％
实施例1
(1)将5g十二烷基二甲基氧化胺、1.5g十二烷基三甲基氯化铵、1.5g十二烷基二甲基甜菜碱、0.25g月桂醇加入蒸馏水中至500mL，搅拌30min至完全溶解，得到500mL起泡剂。
(2)取100mL测定起泡剂的起泡体积和泡沫半衰期。起泡剂的起泡体积为860mL，泡沫半衰期为225min；另取300mL起泡剂和300mL蒸馏水分别进行腐蚀速率的测定，蒸馏水和起泡剂的腐蚀速率分别为6.137g/(m2.h)和0.0072g/(m2.h)，起泡剂的缓蚀率为99.88％。
实施例2
(1)将2.5g十八烷基二甲基氧化胺、0.8g十二烷基三乙基氯化铵、0.8g十四烷基二甲基甜菜碱、0.15g正癸醇加入蒸馏水中至500mL，搅拌30min至完全溶解，得到500mL起泡剂。
(2)取100mL测定起泡剂的起泡体积和泡沫半衰期。起泡剂的起泡体积为850mL，泡沫半衰期为190min；另取300mL起泡剂和300mL蒸馏水分别进行腐蚀速率的测定，蒸馏水和起泡剂的腐蚀速率分别为6.137g/(m2.h)和0.0081g/(m2.h)，起泡剂的缓蚀率为99.87％。
实施例3
(1)将1.25g十二烷基二羟乙基氧化胺、0.25g十二烷基二甲基苄基氯化铵、0.25g十二烷基羟乙基磺基甜菜碱、0.05g正十一烷醇加入蒸馏水中至500mL，搅拌30min至完全溶解，得到500mL起泡剂。
(2)取100mL测定起泡剂的起泡体积和泡沫半衰期。起泡剂的起泡体积为820mL，泡沫半衰期为165min；另取300mL起泡剂和300mL蒸馏水分别进行腐蚀速率的测定，蒸馏水和起泡剂的腐蚀速率分别为6.137g/(m2.h)和0.0094g/(m2.h)，起泡剂的缓蚀率为99.85％。
实施例4
(1)将5g十二烷基二甲基氧化胺、1.5g十二烷基三甲基氯化铵、1.5g十二烷基二甲基甜菜碱、0.25g月桂醇加入至矿化水(矿化度为150000mg/L，其中Ca2+浓度为10000mg/L，Mg2+浓度为2000mg/L)中至500mL，搅拌30min至完全溶解，得到500mL起泡剂。
(2)取100mL测定起泡剂的起泡体积和泡沫半衰期。起泡剂的起泡体积为740mL，泡沫半衰期为170min；另取300mL起泡剂和300mL矿化水(矿化度为150000mg/L，其中Ca2+浓度为10000mg/L，Mg2+浓度为2000mg/L)分别进行腐蚀速率的测定，矿化水和起泡剂的腐蚀速率分别为7.62g/(m2.h)和1.04g/(m2.h)，起泡剂的缓蚀率为86.35％。
实施例5
(1)将2.6g十六烷基二甲基氧化胺、0.7g十四烷基三甲基氯化铵、0.7g十四烷基羟乙基磺基甜菜碱、0.15g正戊醇加入至矿化水(矿化度为150000mg/L，其中Ca2+浓度为10000mg/L，Mg2+浓度为2000mg/L)中至500mL，搅拌30min至完全溶解，得到500mL起泡剂。
(2)取100mL测定起泡剂的起泡体积和泡沫半衰期。起泡剂的起泡体积为710mL，泡沫半衰期为155min；另取300mL起泡剂和300mL矿化水(矿化度为150000mg/L，其中Ca2+浓度为10000mg/L，Mg2+浓度为2000mg/L)分别进行腐蚀速率的测定，矿化水和起泡剂的腐蚀速率分别为7.62g/(m2.h)和1.10g/(m2.h)，起泡剂的缓蚀率为85.56％。
实施例6
(1)将1.3g月桂酰胺丙基氧化胺、0.3g十四烷基三乙基氯化铵、0.3g十二烷基二甲基甜菜碱、0.08g正壬醇加入至矿化水(矿化度为150000mg/L，其中Ca2+浓度为10000mg/L，Mg2+浓度为2000mg/L)中至500mL，搅拌30min至完全溶解，得到500mL起泡剂。
(2)取100mL测定起泡剂的起泡体积和泡沫半衰期。起泡剂的起泡体积为700mL，泡沫半衰期为145min；另取300mL起泡剂和300mL矿化水(矿化度为150000mg/L，其中Ca2+浓度为10000mg/L，Mg2+浓度为2000mg/L)分别进行腐蚀速率的测定，矿化水和起泡剂的腐蚀速率分别为7.62g/(m2.h)和1.21g/(m2.h)，起泡剂的缓蚀率为84.12％。
实施例7
按照实施例4的方法，不同的是，将0.25g十二烷基二甲基氧化胺、0.1g十二烷基三甲基氯化铵、0.1g十二烷基二甲基甜菜碱、0.5g月桂醇加入至矿化水(矿化度为150000mg/L，其中Ca2+浓度为10000mg/L，Mg2+浓度为2000mg/L)中至500mL，搅拌30min至完全溶解，得到500mL起泡剂。
起泡剂的起泡体积为510mL，泡沫半衰期为121min；矿化水和起泡剂的腐蚀速率分别为7.62g/(m2.h)和1.55g/(m2.h)，起泡剂的缓蚀率为79.66％。
实施例8
按照实施例4的方法，不同的是，起泡剂中不含有十二烷基二甲基甜菜碱，即将5g十二烷基二甲基氧化胺、1.5g十二烷基三甲基氯化铵、0.25g月桂醇加入至矿化水中至500mL。
起泡剂的起泡体积为690mL，泡沫半衰期为135min；矿化水和起泡剂的腐蚀速率分别为7.62g/(m2.h)和1.12g/(m2.h)，起泡剂的缓蚀率为85.3％。
实施例9
按照实施例4的方法，不同的是，起泡剂中不含有十二烷基三甲基氯化铵，即将5g十二烷基二甲基氧化胺、1.5g十二烷基二甲基甜菜碱、0.25g月桂醇加入至矿化水中至500mL。
起泡剂的起泡体积为685mL，泡沫半衰期为130min；矿化水和起泡剂的腐蚀速率分别为7.62g/(m2.h)和1.25g/(m2.h)，起泡剂的缓蚀率为83.6％。
实施例10
按照实施例4的方法，不同的是，起泡剂中不含有十二烷基三甲基氯化铵和十二烷基二甲基甜菜碱，即将5g十二烷基二甲基氧化胺、0.25g月桂醇加入至矿化水中至500mL。
起泡剂的起泡体积为680mL，泡沫半衰期为118min；矿化水和起泡剂的腐蚀速率分别为7.62g/(m2.h)和1.46g/(m2.h)，起泡剂的缓蚀率为80.84％。
实施例11
按照实施例4的方法，不同的是，起泡剂中不含有月桂醇，即将5g十二烷基二甲基氧化胺、1.5g十二烷基三甲基氯化铵、1.5g十二烷基二甲基甜菜碱加入至矿化水中至500mL。
起泡剂的起泡体积为730mL，泡沫半衰期为105min；矿化水和起泡剂的腐蚀速率分别为7.62g/(m2.h)和1.13g/(m2.h)，起泡剂的缓蚀率为85.17％。
对比例1
按照实施例4的方法，不同的是，起泡剂中不含有十二烷基二甲基氧化胺，即将1.5g十二烷基三甲基氯化铵、1.5g十二烷基二甲基甜菜碱、0.25g月桂醇加入至矿化水中至500mL。
起泡剂的起泡体积为490mL，泡沫半衰期为90min；矿化水和起泡剂的腐蚀速率分别为7.62g/(m2.h)和3.15g/(m2.h)，起泡剂的缓蚀率为58.66％。
对比例2
按照实施例4的方法，不同的是，将15g十二烷基苯磺酸钠加入至矿化水中至500mL，搅拌30min至完全溶解，得到500mL起泡剂。
起泡剂的起泡体积为230mL，泡沫半衰期为15min；矿化水和起泡剂的腐蚀速率分别为7.62g/(m2.h)和7.24g/(m2.h)，起泡剂的缓蚀率为5％。
将实施例4-11与对比例1-2的数据比较可知，本发明的起泡剂，能够明显提高发泡性、泡沫稳定性和明显降低泡沫的腐蚀率。
将实施例4与实施例7的数据比较可知，以起泡剂的重量为基准，弱阳离子两性表面活性剂的含量为0.25-1重量％，阳离子表面活性剂的含量为0.05-0.3重量％，两性表面活性剂的含量为0.05-0.3重量％，醇的含量为0.01-0.05重量％时，能够进一步提高发泡性、泡沫稳定性和进一步降低泡沫的腐蚀率。
将实施例4与实施例8-11的数据比较可知，起泡剂中同时含有弱阳离子两性表面活性剂、阳离子表面活性剂、两性表面活性剂、醇和水时，能够进一步提高发泡性、泡沫稳定性和进一步降低泡沫的腐蚀率；且起泡剂中弱阳离子两性表面活性剂和阳离子表面活性剂具有明显较好的配合协同作用。
实施例12
本实施例用于说明本发明的泡沫驱的方法。
采用人造岩心(岩心规格为4.5*4.5*30cm，渗透率为1000md)，在温度80℃条件下进行模拟实验。模拟实验采用中原原油、矿化水(矿化度为150000mg/L，其中Ca2+浓度为10000mg/L，Mg2+浓度为2000mg/L)。按照岩心驱替一般程序进行实验：首先将岩心抽真空并注入水至饱和，然后注入油至饱和；在将岩心老化7d后进行水驱，在水驱含水率为90％后，注入0.15PV实施例4得到的起泡剂，然后再注入0.15PV的空气，继续水驱至含水率为100％。空气泡沫驱的实验结果如图1所示。实验结果表明在水驱含水率达到90％后，注入0.3PV空气泡沫体系，含水率由90％下降为55％，空气泡沫提高采收率的数值为17.0％。
实施例13-19
按照实施例12的方法，不同的是，使用的起泡剂分别为实施例5-11得到的起泡剂。
对于实施例13-19，实验结果表明：在水驱含水率达到90％后，注入0.3PV空气泡沫体系，含水率由90％分别下降为65％、72％、82％、78％、77％、83％、74％，空气泡沫提高采收率的数值分别为15.8％、13.2％、7.8％、8.2％、7.6％、6.8％、9.2％。
实施例20
按照实施例12的方法，不同的是，使用的起泡剂的制备方法如下：将5g十二烷基二甲基氧化胺加入至矿化水(矿化度为150000mg/L，其中Ca2+浓度为10000mg/L，Mg2+浓度为2000mg/L)中至500mL，搅拌30min至完全溶解，得到500mL起泡剂。
实验结果表明：在水驱含水率达到90％后，注入0.3PV空气泡沫体系，含水率由90％下降为83％，空气泡沫提高采收率的数值为6％。
对比例3
按照实施例12的方法，不同的是，使用的起泡剂为对比例1得到的起泡剂。
实验结果表明：在水驱含水率达到90％后，注入0.3PV空气泡沫体系，含水率由90％下降为85％，空气泡沫提高采收率的数值为3.1％。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。
Claims (25)
1.一种起泡剂，其特征在于，所述起泡剂含有弱阳离子两性表面活性剂、阳离子表面活性剂、两性表面活性剂和水，以及可选的醇；
其中，所述弱阳离子两性表面活性剂为烷基氧化胺；
所述阳离子表面活性剂为烷基卤化铵；
所述两性表面活性剂为烷基二甲基甜菜碱和/或烷基羟乙基磺基甜菜碱；
以所述起泡剂的重量为基准，所述弱阳离子两性表面活性剂的含量为0.25-1重量％，所述阳离子表面活性剂的含量为0.05-0.3重量％，所述两性表面活性剂的含量为0.05-0.3重量％，水的含量为98.4-99.65重量％。
2.根据权利要求1所述的起泡剂，其中，所述烷基氧化胺的烷基的碳原子数为10-18。
3.根据权利要求2所述的起泡剂，其中，所述烷基氧化胺的烷基的碳原子数为12-18。
4.根据权利要求3所述的起泡剂，其中，所述烷基氧化胺的烷基的碳原子数为12-14。
5.根据权利要求4所述的起泡剂，其中，所述烷基氧化胺为烷基二甲基氧化胺、烷基二羟乙基氧化胺和脂肪酰胺丙基氧化胺中的至少一种。
6.根据权利要求5所述的起泡剂，其中，所述烷基二甲基氧化胺为十二烷基二甲基氧化胺、十四烷基二甲基氧化胺、十六烷基二甲基氧化胺和十八烷基二甲基氧化胺中的至少一种。
7.根据权利要求5所述的起泡剂，其中，所述烷基二羟乙基氧化胺为十二烷基二羟乙基氧化胺、十四烷基二羟乙基氧化胺、十六烷基二羟乙基氧化胺和十八烷基二羟乙基氧化胺中的至少一种。
8.根据权利要求5所述的起泡剂，其中，所述脂肪酰胺丙基氧化胺为十八酰胺丙基氧化胺、椰油酰胺丙基氧化胺和月桂酰胺丙基氧化胺中的至少一种。
9.根据权利要求1所述的起泡剂，其中，所述烷基卤化铵的烷基的碳原子数为12-18。
10.根据权利要求9所述的起泡剂，其中，所述烷基卤化铵为烷基氯化铵和/或烷基溴化铵。
11.根据权利要求10所述的起泡剂，其中，所述烷基卤化铵为烷基三甲基氯化铵、烷基三甲基溴化铵、烷基三乙基氯化铵、烷基三乙基溴化铵、烷基二甲基苄基氯化铵和烷基二甲基苄基溴化铵中的至少一种。
12.根据权利要求11所述的起泡剂，其中，所述烷基卤化铵为十二烷基三甲基氯化铵、十四烷基三甲基氯化铵、十六烷基三甲基氯化铵、十八烷基三甲基氯化铵、十二烷基三乙基氯化铵、十四烷基三乙基氯化铵、十六烷基三乙基氯化铵、十八烷基三乙基氯化铵和十二烷基二甲基苄基氯化铵中的至少一种。
13.根据权利要求1所述的起泡剂，其中，烷基二甲基甜菜碱和烷基羟乙基磺基甜菜碱的烷基的碳原子数为12-20。
14.根据权利要求13所述的起泡剂，其中，烷基二甲基甜菜碱和烷基羟乙基磺基甜菜碱的烷基的碳原子数为12-14。
15.根据权利要求1所述的起泡剂，其中，所述两性表面活性剂为十二烷基二甲基甜菜碱、十四烷基二甲基甜菜碱、十二烷基羟乙基磺基甜菜碱和十四烷基羟乙基磺基甜菜碱中的至少一种。
16.根据权利要求1所述的起泡剂，其中，所述醇为一元醇。
17.根据权利要求16所述的起泡剂，其中，所述醇的碳原子数为1-14。
18.根据权利要求17所述的起泡剂，其中，所述醇的碳原子数为8-12。
19.根据权利要求18所述的起泡剂，其中，所述醇为月桂醇。
20.一种泡沫气驱的方法，其特征在于，所述方法包括：向油藏中注入权利要求1-19中任意一项所述的起泡剂和气体进行泡沫调剖、驱油。
21.根据权利要求20所述的方法，其中，所述气体为空气、氮气或二氧化碳。
22.根据权利要求20所述的方法，其中，所述起泡剂的注入量为0.01-2PV；气体的注入量为0.01-2PV。
23.根据权利要求22所述的方法，其中，所述起泡剂的注入量为0.1-0.6PV。
24.根据权利要求22所述的方法，其中，气体的注入量为0.1-0.6PV。
25.根据权利要求20-24中任意一项所述的方法，其中，所述油藏的矿化度为0-1.5×105mg/L，钙离子含量为0-104mg/L，钙离子含量为0-104mg/L。
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