CN107384358A - 一种用于提高低渗透储层注水井降压增注效果的润湿反转剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种提高低渗透储层注水井降压增注效果的润湿反转剂及其制备方法，在反应釜内先将水、异构醇聚氧乙烯醚和分散剂混合均匀，然后搅拌至异构醇聚氧乙烯醚和分散剂溶解，再加入烷基苯磺酸钠和脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠，持续搅拌4‑5个小时后再加入溶解促进剂，搅拌均匀，得到润湿反转剂。该润湿反转剂是利用电荷吸附的含亲油基团表面活性剂和油水两相分散剂相互作用，将油藏孔喉表面吸附的油相剥离，并通过电荷吸附亲水基团的表面活性剂，使油藏孔喉表面由亲油润湿相转变为亲水润湿相。该润湿反转剂具有低油水界面张力、润湿反转彻底、洗油效率高等优点，将该剂作为注水井降压增注预处理段塞，显著提高了油藏酸化、清垢等解堵措施的有效性。
Description
技术领域
本发明涉及一种提高低渗透储层注水井降压增注用的润湿反转剂及其制备方法，属于低渗油藏强化采油领域。
背景技术
低渗透砂岩油藏一般埋藏深，埋深大于2000米以上，在上亿年地质沉积环境下，油藏孔喉表面呈现偏油润湿相或油润湿相，采用注水驱油过程中，由于注入水与孔喉表面属非润湿相接触，很难形成油水均匀驱替，造成注水锥进，室内实验表明，孔喉中原油驱替效率不到30％，还有70％原油留在孔喉壁面，形成“死油”。另外，注水开发的低渗透油藏，由于注入水与地层水不配伍，在孔喉壁面产生以Ba(Sr)SO4为主的结垢堵塞，采用以溶垢剂为主的解堵措施，由于原油对结垢的“包覆”，致使清垢剂作用降低。在这两种因素的作用下，注水井压力上升，注水量减少，致使油井原油产量降低，最终原油产量下降。
发明内容
为了解决注水开发低渗透油田注水效率低，致使原油产量减少和油田最终产出率降低等问题，本发明的目的是提供一种用于油水井降压增注的润湿反转剂及其制备方法，利用表面活性剂的电荷吸附，使油藏孔喉表面由亲油润湿相转变为亲水润湿相，提高了水驱效率；同时通过超低油水界面张力，有效清洗孔喉中结垢堵塞物附着的油相，提高了酸化、清垢等措施的有效性，达到了提高油水井降压增注的效果。
为实现上述目的，本发明的技术方案如下：
一种用于提高低渗透储层注水井降压增注效果的润湿反转剂，按重量百分比计，包括如下组分：
本发明进一步的改进在于，烷基苯磺酸钠结构简式为R-C6H4-SO3Na，R为C10～C13的烷基。
本发明进一步的改进在于，脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠结构简式为RO(CH2CH2O)n-SO3Na，R为C12～C15的烷基，n＝2～3。
本发明进一步的改进在于，异构醇聚氧乙烯醚结构简式为RO(CH2CH2O)H，R为C10、C11或C13。
本发明进一步的改进在于，分散剂为异丙醇。
本发明进一步的改进在于，溶解促进剂为Na2CO3、甲基戊醇或脂肪酸聚乙二醇脂。
一种制备提高低渗透储层油水井降压增注效果的润湿反转剂的方法，在反应釜内先将水、异构醇聚氧乙烯醚和分散剂混合均匀，然后搅拌至异构醇聚氧乙烯醚和分散剂溶解，再加入烷基苯磺酸钠和脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠，持续搅拌4-5个小时后再加入溶解促进剂，搅拌均匀，得到润湿反转剂。
与现有技术相比，本发明具有的有益效果：
本发明中以烷基苯磺酸钠为阴离子表面活性剂，以脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠为非离子表面活性剂，阴离子表面活性剂和非离子表面活性剂相互作用，形成抗盐性好的超低油水界面张力活性剂(≤10-3mN/m)，分散剂和溶解促进剂提高了表面活性剂的互溶稳定性、润湿反转性，本发明的润湿反转剂具有超低油水界面张力、润湿反转彻底、用量小优点。经测试，本发明的反转剂具有以下优点：
①具有超低油水界面张力，质量浓度0.3％的润湿反转剂水溶液可将油水界面张力由36.5mN·s-1降到0.4mN·s-1以下(矿化度3g/L)。
②具有较强的润湿反转能力，质量浓度0.3％的润湿反转剂水溶液可将水与石蜡基接触角由107°降低到36°。
③超强洗油能力，质量浓度0.5％的润湿反转剂水溶液可将含油岩芯中原油清洗率达到80％以上。
④本发明的反转剂水中完全溶解。
采用本发明润湿反转剂将孔喉表面由亲油润湿相改变为亲水润湿相，同时润湿反转剂清洗结垢表面提高了清垢剂溶垢效率，通过增大储层孔喉通道达到提高注水效率，达到提高注水井降压增注效果，从提高低渗油藏提高油井产量和提高最终原油采收率。
本发明的制备方法简单，容易实现。
附图说明
图1为配液水在55#石蜡载波片上润湿角测试图。(a)为0秒时，润湿角为106.4°，(b)为100秒时，润湿角为107.1°，(c)为200秒时，润湿角为107.1°。
图2为质量浓度0.3％润湿反转剂水溶液在55#石蜡载波片上润湿角测试图。其中，(a)为0秒时，润湿角为170.7°，(b)为100秒时，润湿角为64.6°，(c)为200秒时，润湿角为64.4°。
图3为配液水在岩芯表面润湿角测试图。其中，(a)为0秒时，润湿角为56.9°，(b)为100秒时，润湿角为44.2°，(c)为200秒时，润湿角为35.7°。
图4为质量浓度0.3％润湿反转剂水溶液在岩芯表面润湿角测试图。其中，(a)为0秒时，润湿角为15.2°，(b)为100秒时，润湿角为7.5°，(c)为200秒时，润湿角为0。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明，但不限于此。
本发明的用于提高低渗透储层注水井降压增注效果的润湿反转剂，按重量百分比计，由如下组分组成：
优选的，按重量百分比计，由如下组分组成：
优选的，按重量百分比计，由如下组分组成：
具体的，实施例1-3中采用的润湿反转剂，按重量百分比计，由如下组分组成：
所述的烷基苯磺酸钠结构简式为R-C6H4-SO3Na，R为C10～C13的烷基，包括支链或直链烷基。
所述脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠结构简式为RO(CH2CH2O)n-SO3Na，R为C12～C15的烷基，包括支链或直链烷基，n＝2～3。
所述的异构醇聚氧乙烯醚结构简式为RO(CH2CH2O)H，R为C10、C11或C13。
所述的分散剂为异丙醇；
所述的溶解促进剂为增加溶解性的化学剂，如Na2CO3、甲基戊醇或脂肪酸聚乙二醇脂。
上述提高低渗透储层油水井降压增注效果的润湿反转剂的制备方法为：在合成反应釜内先将水、异构醇聚氧乙烯醚和分散剂充分混合均匀，在2000转/min下搅拌至30min以上至异构醇聚氧乙烯醚和分散剂完全溶解，再加入烷基苯磺酸钠和脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠，持续搅拌4-5个小时，观察溶解情况，再加入适量溶解促进剂，在现场使用时，可以根据现场水的搅拌速度缓慢以溶液完全搅起呈漏斗状为准，即搅拌均匀，最终形成均匀稳定的润湿反转剂产品。本发明在制备时，可以先加入一部分水，等加入溶解促进剂后，可以再补加水，使其达到所要求的质量百分数即可。
本发明制备的此润湿反转剂用做注水井降压增注用，以0.2～0.5％的质量浓度的润湿反转剂水溶液预处理储层吼道和结垢堵塞物表面，使储层由亲油性反转为亲水性，同时清洗掉附着在垢物上的油污，提高措施效率，与储层表面接触处理的温度条件为30～70℃，处理时间为2-3小时，不用返排，直接注入储层深部。
本发明研究了注水用润湿反转剂对55#石蜡、偏油润湿相岩芯的润湿角的变化情况，按照SY/T 5153-2007《油藏岩石润湿性测定方法》的接触角法测试岩芯表面的润湿性。
配液用水于玻璃载片上面涂匀55#石蜡，表面滴水后，采用Kruss公司的DSA100型接触角测量仪分别测试不同时间点0s、100s、200s水在岩芯表面的接触角变化趋势。
如图1所示，配液用水与55#石蜡的润湿角在100秒后是稳定在107.1°，载玻片表面表现为亲油润湿性。
如图2所示，配制质量浓度0.3％润湿反转剂水溶液，测试对55#石蜡的润湿角变化，200秒后润湿角稳定在64.4°载玻片表面为亲水润湿性。从接触角的变化可以看出，应用润湿反转剂后，载玻片由亲油润湿性变为亲水润湿性。
配液用水与岩芯，表面滴水后，分别测试不同时间点0s，100s，200s水在岩芯表面的接触角变化趋势。
如图3所示，配液用水与岩芯的润湿角在200秒后是稳定在35.7°，岩芯表现为偏油润湿性。
如图4所示，配制质量浓度0.3％润湿反转剂水溶液，测试对岩芯的润湿角变化，200秒后润湿角稳定在0°，岩芯表面为亲水润湿性。从接触角的变化可以看出，应用润湿反转剂后，岩芯表面由偏油润湿性变为亲水润湿性。
实施例1：用于注水井降压增注措施
某低渗透油田，油层孔隙度平均为10.6％、渗透率平均为0.85×10-3μm2，储层偏油润湿性和孔喉小，并且注入水(SO4 2-含量2800mg/L)与油层水(Ba2+/Sr2+含量3300mg/L)不配伍，在油层孔喉通道产生以Ba(Sr)SO4为主的结垢堵塞，致使注水压力上升，注水量降低甚至注不进水，影响油田的正常注水开发。
注水井塬*-51井，2012年5月复合射孔+高能气体压裂投注，2012年6月注水压力为15.5Mpa，注水量为15m3/d，达到注水配注要求，该井投注后注水压力持续增加，至2014年11月注水压力上升至18.1MPa，注水量降低至0m3/d。
2015年8月实施油层“润湿反转+清垢”的增注措施，即采用本发明制备的润湿反转剂清洗和使油层孔喉表面由偏油润湿相反转至水润湿相，清垢剂溶蚀孔喉中Ba(Sr)SO4结垢堵塞。实施后，注水井油压为16.5MPa，压力降低1.6MPa，增注20m3/d，增注措施持续有效。
实施例2：用于注水井降压增注措施
某低渗透油田，油层孔隙度平均为9.36％、渗透率平均为0.64×10-3μm2，储层偏油润湿性和孔喉小，并且注入水(SO4 2-含量2550mg/L)与油层水(Ba2+\Sr2+含量3400mg/L)不配伍，在油层孔喉通道产生以Ba(Sr)SO4为主的结垢堵塞，致使注水压力上升，注水量降低甚至注不进水，影响油田的正常注水开发。
注水井塬*-48井，2010年12月复合射孔+高能气体压裂投注，2011年1月注水压力为15.1Mpa，注水量为15m3/d，达到注水配注要求，该井投注后注水压力持续增加，至2014年11月注水压力上升至18.1MPa，注水量降低至5m3/d。
2015年9月实施油层“润湿反转+清垢”的增注措施，即采用本发明制备的润湿反转剂清洗和使油层孔喉表面由偏油润湿相反转至水润湿相，清垢剂溶蚀孔喉中Ba(Sr)SO4结垢堵塞。实施后，注水井油压为15.5MPa，压力降低2.6MPa，增注15m3/d，增注措施持续有效。
类似的增注措施目前已应用50口井，使注水井达到了降压增注的目的，有效提高了油田注水开发效率。
实施例3：用于油井清垢解堵措施
新元*-7井，2001年11月2日完井，爆燃压裂油层后投产。2001年12月，产液为9.59m3/d，产油为3.62t/d，含水为55.1％。在生产过程中，因油井上部水层腐蚀套管致使套管破漏，上部地层产水倒灌至油层，致使油井产油量减少。2006年7月，产液为17.05m3/d，产油为2.55t/d，含水为82.2％。采油封隔器隔采后，2012年4月，产液2.08m3/d，水0.43t/d，含水75.0％。
2012年6月，应用“清洗、清垢”的工艺措施，即采用本发明制备的润湿反转剂清洗油层孔喉，具有溶蚀碳酸盐、硫酸盐的清垢剂溶垢，措施后油井原油产量恢复到正常状态，产液为5.78m3/d，油为2.67t/d，含水为46.4％，有效期达400天以上。
实施例4
其中，烷基苯磺酸钠结构简式为R-C6H4-SO3Na，R为C10的烷基。
脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠结构简式为RO(CH2CH2O)n-SO3Na，R为C12的烷基，n＝2。
异构醇聚氧乙烯醚结构简式为RO(CH2CH2O)H，R为C10的烷基。
分散剂为异丙醇。
溶解促进剂为Na2CO3。
实施例5
其中，烷基苯磺酸钠结构简式为R-C6H4-SO3Na，R为C11的烷基。
脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠结构简式为RO(CH2CH2O)n-SO3Na，R为C13的烷基，n＝3。
异构醇聚氧乙烯醚结构简式为RO(CH2CH2O)H，R为C11的烷基。
分散剂为异丙醇。
溶解促进剂为甲基戊醇。
实施例6
其中，烷基苯磺酸钠结构简式为R-C6H4-SO3Na，R为C12的烷基。
脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠结构简式为RO(CH2CH2O)n-SO3Na，R为C14的烷基，n＝3。
异构醇聚氧乙烯醚结构简式为RO(CH2CH2O)H，R为C13的烷基。
分散剂为异丙醇。
溶解促进剂为脂肪酸聚乙二醇脂。
实施例7
其中，烷基苯磺酸钠结构简式为R-C6H4-SO3Na，R为C13的烷基。
脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠结构简式为RO(CH2CH2O)n-SO3Na，R为C15的烷基，n＝2。
异构醇聚氧乙烯醚结构简式为RO(CH2CH2O)H，R为C10的烷基。
分散剂为异丙醇。
溶解促进剂为Na2CO3。
本发明的润湿反转剂是利用电荷吸附的含亲油基团表面活性剂和油水两相分散剂相互作用，将油藏孔喉表面吸附的油相剥离，并通过电荷吸附亲水基团的表面活性剂，使油藏孔喉表面由亲油润湿相转变为亲水润湿相。该润湿反转剂具有低油水界面张力、润湿反转彻底、洗油效率高等优点，将该剂作为注水井降压增注预处理段塞，显著提高了油藏酸化、清垢等解堵措施的有效性。
Claims (7)
1.一种用于提高低渗透储层注水井降压增注效果的润湿反转剂，特征在于：按重量百分比计，包括如下组分：
2.根据权利要求1所述的一种用于提高低渗透储层注水井降压增注效果的润湿反转剂，特征在于：烷基苯磺酸钠结构简式为R-C6H4-SO3Na，R为C10～C13的烷基。
3.根据权利要求1所述的一种用于提高低渗透储层注水井降压增注效果的润湿反转剂，特征在于：脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠结构简式为RO(CH2CH2O)n-SO3Na，R为C12～C15的烷基，n＝2～3。
4.根据权利要求1所述的一种用于提高低渗透储层注水井降压增注效果的润湿反转剂，特征在于：异构醇聚氧乙烯醚结构简式为RO(CH2CH2O)H，R为C10、C11或C13。
5.根据权利要求1所述的一种用于提高低渗透储层注水井降压增注效果的润湿反转剂，特征在于：分散剂为异丙醇。
6.根据权利要求1所述的一种用于提高低渗透储层注水井降压增注效果的润湿反转剂，特征在于：溶解促进剂为Na2CO3、甲基戊醇或脂肪酸聚乙二醇脂。
7.一种制备权利要求1-6中任意一项所述的提高低渗透储层油水井降压增注效果的润湿反转剂的方法，其特征在于，在反应釜内先将水、异构醇聚氧乙烯醚和分散剂混合均匀，然后搅拌至异构醇聚氧乙烯醚和分散剂溶解，再加入烷基苯磺酸钠和脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠，持续搅拌4-5个小时后再加入溶解促进剂，搅拌均匀，得到润湿反转剂。
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