CN107815301A - 一种微分散凝胶强化泡沫体系及评价方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种微分散凝胶强化泡沫体系及评价方法。所述微分散凝胶强化泡沫体系由复配起泡剂溶液和淀粉凝胶按体积比为1∶1‑3∶1混合而成；所述复配起泡剂溶液中起泡剂的质量浓度为0.2％‑0.7％，且所述复配起泡剂溶液至少包含一种阴离子型表面活性剂和一种阴‑非离子型表面活性剂；所述淀粉凝胶中，淀粉含量为1％‑6％，余量为水。该微分散凝胶强化泡沫体系在温度>120℃，压力>60MPa，地层水矿化度>20×104mg/L的苛刻环境中具有良好的综合发泡能力。
Description
技术领域
本发明属于石油开采领域，涉及一种微分散凝胶强化泡沫体系及评价方法。
背景技术
碳酸盐岩油藏是全世界最重要的油气勘探开发领域之一，占全球已探明的石油储量的52％，占全球油气总产量的60％。海相碳酸盐岩储层可以分为孔隙型、裂缝－孔隙型及缝洞型3种类型。中国西部碳酸盐岩缝洞型油藏约占探明储量的2/3，是石油增储上产的主要领域之一。碳酸盐岩缝洞型油藏裂缝、溶洞发育，连通结构复杂，非均质性较强。碳酸盐岩缝洞型储集层具有非均质性强、空间结构复杂、缝洞随机分布、溶洞大小不一、裂缝倾角较大等特点，碳酸盐岩缝洞型油藏开发及提高采收率技术(EOR)在国内外仍处于探索阶段。注水是碳酸盐岩缝洞型油藏重要开发技术，补充地层能量，抬升原油界面，置换剩余油。但是，该类油藏非均质性较强，注水开发中注入水沿优势通道突进，油藏呈现平面线性水淹，生产井含水率上升快，产量递减迅速。注气是碳酸盐岩油藏提高采收率(EOR)的重要技术之一，相比于热力采油与化学驱，注气在矿场实际生产中效果更为显著，应用范围更广。注气能够有效扩大波及体积，在重力分异作用影响下，启动油藏高部位剩余油，但仍存在气窜问题，影响了驱油作用的最大发挥。
微分散凝胶强化泡沫(Micro-dispersion Gel Enhanced Foam)辅助气驱综合了微分散凝胶强化泡沫(MGEF)驱优势和气驱优势，能够有效控制气体窜逸，但对于复杂的缝洞型油藏，应用微分散凝胶强化泡沫(MGEF)辅助气驱技术提高采收率，仍然面临巨大的挑战。比如：
(1)高温高盐等苛刻油藏条件对微分散凝胶强化泡沫(MGEF)体系的特殊要求。在温度>120℃，压力>60MPa，地层水矿化度>20×104mg/L条件下，微分散凝胶强化泡沫(MGEF)体系要保持稳定，需研发耐温、耐盐、稳定性更高的起泡剂体系，以满足碳酸盐岩缝洞型油藏需要。
(2)微分散凝胶强化泡沫(MGEF)辅助气驱在碳酸盐岩缝洞型油藏中的驱油及EOR机理。微分散凝胶强化泡沫(MGEF)在不同尺度裂缝中的流动性能、微分散凝胶强化泡沫(MGEF)在溶洞中的运移形式尚未解决，微分散凝胶强化泡沫(MGEF)辅助气条件下微分散凝胶强化泡沫(MGEF)形态变化及调整气体流度的能力尚未明确。
(3)微分散凝胶强化泡沫(MGEF)辅助气驱在不同类型碳酸盐岩储集体的技术适应性。微分散凝胶强化泡沫(MGEF)在不同类型储集体中的封堵能力和流度控制能力差异性，以及考虑综合因素影响在油藏条件下技术适应性需要解决。
因此，研发一种耐温、耐盐、稳定性更高的起泡剂体系以满足碳酸盐岩缝洞型油藏需要，是当前提高缝洞型油藏采收率的重要课题。
发明内容
鉴于上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种微分散凝胶强化泡沫体系及评价方法，该微分散凝胶强化泡沫体系在温度>120℃，压力>60MPa，地层水矿化度>20×104mg/L的苛刻环境中具有良好的综合发泡能力。
为了达到前述的发明目的，本发明提供一种微分散凝胶强化泡沫体系，其由复配起泡剂溶液和淀粉凝胶按体积比为1:1-3:1混合而成；
所述复配起泡剂溶液中起泡剂的质量浓度为0.2％-0.7％，且所述复配起泡剂溶液至少包含一种阴离子型表面活性剂和一种阴-非离子型表面活性剂；
所述淀粉凝胶中，淀粉含量为1％-6％，余量为水。
所述复配起泡剂溶液中的溶剂为清水或矿化度盐水。
本发明所述的微分散凝胶强化泡沫体系如果只存在复配起泡剂溶液的溶剂为清水或矿化度盐水的区别，则默认为同一种类的微分散凝胶强化泡沫体系，即所述微分散凝胶强化泡沫体系的区别与所述复配起泡剂溶液的常规溶剂无关。
一般碳酸盐岩缝洞性油藏温度可达到120℃以上，地层水矿化度可达220000mg/L以上，严苛的地层条件要求微分散凝胶强化泡沫(MGEF)具有良好的耐温耐盐性；同时，不同于砂岩油藏，缝和洞大尺度储集介质的存在，无法实现地下剪切发泡，只有通过地面发泡注入油藏的方式，这要求微分散凝胶强化泡沫(MGEF)具有更好的稳定性。
本发明微分散凝胶强化泡沫体系中的淀粉凝胶稳泡剂，相比于常规耐温耐盐聚合物稳泡剂具有更好的耐温耐盐性，且随着淀粉浓度的增大，淀粉凝胶的结构越致密，弹性模量也随之增大，强度越高，3％淀粉凝胶弹性模量达到了200Pa，因此，在缝洞型油藏开采辅助气驱时，微分散凝胶强化泡沫不易破裂消泡；此外，淀粉凝胶具有极强的锁水性，能有效减缓微分散凝胶强化泡沫的消泡速度。同时，相比于单一的表面活性剂由，本发明微分散凝胶强化泡沫体系中的复配起泡剂具有显著的协同作用，可显著提高微分散凝胶强化泡沫体系的起泡性能和稳泡性能，克服了单一起泡剂由于自身分子结构所产生的缺陷，更适用苛刻的缝洞型油藏环境。且淀粉凝胶微分散凝胶强化泡沫(MGEF)既可以作为微分散凝胶强化泡沫(MGEF)流体，又可以作为凝胶堵剂封堵窜流通道。淀粉凝胶微分散凝胶强化泡沫(MGEF)在缝洞型油藏中运移时，淀粉凝胶作为耐温耐盐稳泡剂提高微分散凝胶强化泡沫(MGEF)稳定性，微分散凝胶强化泡沫(MGEF)可充分发挥流度控制作用；当凝胶微分散凝胶强化泡沫(MGEF)遇阻停留在溶洞或裂缝中时，剪切作用降低，凝胶静止开始二次成胶，凝胶微分散凝胶强化泡沫(MGEF)逐渐转化为微分散凝胶强化泡沫(MGEF)凝胶，发挥封堵剂作用。
根据本发明的具体实施例，优选地，所述复配起泡剂溶液中阴离子型表面活性剂与阴-非离子型表面活性剂的质量比为1:9-7:3。更优选地，所述复配起泡剂溶液中阴离子型表面活性剂与阴-非离子型表面活性剂的质量比为1:1。
根据本发明的具体实施例，优选地，所述阴离子型表面活性剂包括α-A和/或S-12。
根据本发明的具体实施例，优选地，所述阴-非离子型表面活性剂包括S-16。
上述阴离子型表面活性剂α-A和S-12及阴-非离子型表面活性剂S-16均为本领域常规选择。
根据本发明的具体实施例，优选地，所述淀粉凝胶中，淀粉含量为3％-4％。
根据本发明的具体实施例，优选地，所述淀粉凝胶的颗粒粒径为1nm-100nm。在所述微分散凝胶强化泡沫体系中，粉碎后的淀粉凝胶成纳米级颗粒状态，发泡后，淀粉凝胶颗粒附着在液膜表面，且粒径范围基本保持不变。
根据本发明的具体实施例，优选地，所述微分散凝胶强化泡沫体系由复配起泡剂溶液和淀粉凝胶按体积比为1:1混合而成；其中，以质量百分比计，所述复配起泡剂溶液包含0.15％α-A起泡剂和0.15％S-16起泡剂，所述淀粉凝胶中，淀粉含量为3％-4％，余量为水。
根据本发明的具体实施例，优选地，所述微分散凝胶强化泡沫体系还包括引发剂、丙烯酰胺和交联剂中的一种或几种的组合。
本发明还提供上述微分散凝胶强化泡沫体系的制备方法，其包括以下步骤：
将阴离子型表面活性剂、阴-非离子型表面活性剂和水混合形成复配起泡剂溶液；
配制淀粉胶溶液，将所述淀粉胶溶液置于60℃-120℃温度下成胶80min-100min，获得淀粉凝胶；
将所述淀粉凝胶粉碎后与所述复配起泡剂溶液按体积为1:1-1:3混合，再以2000r/min-4000r/min的转速搅拌2min起泡，形成微分散凝胶强化泡沫体系。
本发明还提供上述微分散凝胶强化泡沫体系的评价方法，其包括以下步骤：
模拟油藏环境，将所述微分散凝胶强化泡沫体系用于辅助气驱采油，并测试其采收率；所述模拟油藏的温度为80℃-120℃，压力为30MPa-60MPa，模拟原油的粘度为23.8mPa·s。
优选地，所述模拟油藏环境通过以下装置实现：
泡沫发生器一端设置有氮气入口，另一端设置有泡沫体系出口，靠近所述氮气入口的泡沫发生器侧壁上设置有原料进口；所述氮气入口与氮气气罐连通；
所述原料进口分别与复配起泡剂溶液罐和淀粉凝胶罐连通，所述泡沫发生器的泡沫体系出口与中间容器的侧壁连通，所述中间容器的侧壁还分别与氮气气罐和模拟地层水罐连通；
所述中间容器设置有模拟原油出口，所述模拟原油出口连通有回压阀，所述回压阀分别与稳压罐和采出液计量装置连通；所述中间容器中填充有岩块和模拟原油，且所述中间容器置于恒温箱中。
优选地，所述氮气气罐与所述氮气入口之间依次设置有流量控制器和第一六通阀。
优选地，所述泡沫体系出口与所述中间容器的侧壁之间设置有第二六通阀，所述第二六通阀分别与所述第一六通阀和所述模拟地层水罐连通。
优选地，所述复配起泡剂溶液罐、淀粉凝胶罐和模拟地层水罐之间分别与第三六通阀连通，所述第三六通阀与流量泵连通。
上述装置中，根据实际需要在各部件连接的管道或者连接口设置阀门和流量泵，并在氮气罐及稳压罐的出口设置压力传感器；同时在回压阀与中间容器之间设置压力传感器，用于实时监测模拟油藏的内部压力。所述中间容器中填充的岩块模拟的是缝洞型油藏中溶洞介质，所述模拟原油由脱气原油与煤油配制而成。
上述评价方法中，所述微分散凝胶强化泡沫体系中的复配起泡剂溶液采用的溶剂是按实际油藏采出水分析结果配置的模拟底层水，其矿化度为220000mg/L。该评价方法利用模拟油藏模拟实际采油条件，更真实、直观地测试了本发明微分散凝胶强化泡沫体系辅助气驱能力。
根据本发明的具体实施例，优选地，所述微分散凝胶强化泡沫体系的评价方法还包括对所述微分散凝胶强化泡沫体系进行耐温性评价的步骤，所述耐温性评价的具体步骤为：
在不同温度下测试微分散凝胶强化泡沫体系在清水配液时的起泡体积V0和析液半衰期t50，计算所述微分散凝胶强化泡沫体系在清水配液时的综合发泡能力F0，根据不同温度下的F0大小判断所述微分散凝胶强化泡沫体系的耐温性。其中，所述清水配液是指所述微分散凝胶强化泡沫体系中的复配起泡剂溶液采用清水作为溶剂。
所述F0可以通过公式(2)计算：
所述公式(2)中，V表示微分散凝胶强化泡沫体系的起泡体积，t50表示析液半衰期。
根据本发明的具体实施例，优选地，所述微分散凝胶强化泡沫体系的评价方法还包括对所述微分散凝胶强化泡沫体系进行耐盐性评价的步骤，所述耐盐性评价的具体步骤为：
设定模拟油藏温度，在该模拟油藏温度下测试所述微分散凝胶强化泡沫体系在不同矿化度配液时的起泡体积Vi和析液半衰期t50i，计算所述微分散凝胶强化泡沫体系在不同矿化度配液时的综合发泡能力Fi和在清水配液时的综合发泡能力F0，
根据模拟油藏温度下的Fi和F0，计算所述微分散凝胶强化泡沫体系在不同矿化度配液时的盐敏指数Ki，并根据Ki的平均值和标准差，判断所述微分散凝胶强化泡沫体系在模拟油藏温度下的耐盐性，所述Ki通过公式(1)计算；
其中，i表示微分散凝胶强化泡沫体系的配液矿化度为i万mg/L；在清水配液时，i＝0。Fi和F0，通过上述公式(2)计算。i≠0，若Ki＜0，则表示i万mg/L矿化度下金属阳离子对微分散凝胶强化泡沫性能有增强作用；若Ki＞0，则表示i万mg/L矿化度下金属阳离子对微分散凝胶强化泡沫性能有消极作用，Ki越小，表示微分散凝胶强化泡沫对盐的敏感性越弱，Ki＝0表示金属阳离子对微分散凝胶强化泡沫性能没有影响。
根据本发明的具体实施例，优选地，所述微分散凝胶强化泡沫体系的评价方法还包括对所述微分散凝胶强化泡沫体系进行耐油性评价的步骤，所述耐油性评价的具体步骤为：
设定模拟油藏温度，配制模拟地层水，将用所述模拟地层水配液的微分散凝胶强化泡沫体系与模拟油混合，然后在4000r/min的转速下搅拌发泡2min，测试起泡体积Voil和析液半衰期t50oil，计算不同模拟油含量下的微分散凝胶强化泡沫体系的综合发泡能力Foil，根据所述Foil判断所述微分散凝胶强化泡沫体系的耐油性。其中，Foil通过上述公式(2)计算。
根据本发明的具体实施例，优选地，所述微分散凝胶强化泡沫体系的评价方法还包括对所述微分散凝胶强化泡沫体系进行耐压性评价的步骤，所述耐压性评价的具体步骤为：
设定模拟油藏温度，配制模拟地层水，将用所述模拟地层水配液的微分散凝胶强化泡沫体系置于不同压力条件下进行PVT实验，并根据所述PVT实验结果判断所述微分散凝胶强化泡沫体系的耐压性。
微分散凝胶强化泡沫体系的上述静态性能评价均采用Waring-Blender法搅拌发泡。静态及动态评价结果表明该微分散凝胶强化泡沫(MGEF)体系稳定性优良，适用于碳酸盐岩缝洞型油藏苛刻油藏条件。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
(1)本发明提供的微分散凝胶强化泡沫体系采用阴离子型和阴-非离子型复配发泡剂，采用淀粉凝胶作为稳泡剂，使的整个微分散凝胶强化泡沫体系具有很好的热稳定性和抗盐能力，更适用于苛刻的缝洞型油藏环境；且随着淀粉浓度的增大，淀粉凝胶的结构越致密，弹性模量也随之增大，强度越高，3％淀粉凝胶弹性模量达到200Pa。因此，在缝洞型油藏开采辅助气驱时，微分散凝胶强化泡沫不易破裂消泡；此外，淀粉凝胶具有极强的锁水性，能有效减缓微分散凝胶强化泡沫的消泡速度；
(2)本发明提供的微分散凝胶强化泡沫体系的评价方法建立了适用于碳酸盐岩缝洞型油藏的微分散凝胶强化泡沫评价体系。该评价方法利用模拟油藏模拟实际采油条件，更真实、直观地测试了本发明微分散凝胶强化泡沫体系辅助气驱能力。
附图说明
图1是实施例4中含有模拟油的微分散凝胶强化泡沫发泡性能图；
图2是实施例4含油微分散凝胶强化泡沫的电子显微镜图；
图3是实施例4微分散凝胶强化泡沫PVT实验测试结果图；
图4是实施例4缝洞型油藏微分散凝胶强化泡沫辅助气驱动态实验装置图；
图5是实施例4缝洞型油藏微分散凝胶强化泡沫辅助气驱动态实验结果图；
图6是测试例1的3wt％淀粉凝胶的界面显微镜图。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，现对本发明的技术方案进行以下详细说明，但不能理解为对本发明可实施范围的限定。
实施例1
本实施例提供了一种微分散凝胶强化泡沫体系的制备方法，其包括以下步骤：
(1)将α-A起泡剂、S-16起泡剂按质量比为1:1混合，然后分别以清水、5×104mg/L盐水、10×104mg/L盐水、15×104mg/L盐水和22×104mg/L盐水配液，形成不同矿化度配液的复配起泡剂溶液，每一种复配起泡剂溶液中，α-A起泡剂的质量分数为0.15％，S-16起泡剂的质量分数为0.15％；
(2)将配置好的3wt％淀粉胶溶液放置于120℃高温烘箱中，90min成胶，获得淀粉凝胶，然后利用搅拌器将该淀粉凝胶打碎成粉末，粉末粒径为1nm-100nm；取相同体积的复配起泡剂溶液和粉碎淀粉凝胶粉末混合，再用Waring搅拌器以4000r/min转速搅拌2min起泡，形成不同矿化配液的微分散凝胶强化泡沫体系。
实施例2
本实施例提供了一种微分散凝胶强化泡沫体系的制备方法，其包括以下步骤：
(1)将α-A起泡剂、S-12起泡剂按质量比为1:1混合，然后分别以清水、5×104mg/L盐水、10×104mg/L盐水、15×104mg/L盐水和22×104mg/L盐水配液，形成不同矿化度配液的复配起泡剂溶液，每一种复配起泡剂溶液中，α-A起泡剂的质量分数为0.15％，S-12起泡剂的质量分数为0.15％；
(2)将配置好的3wt％淀粉胶溶液放置于120℃高温烘箱中，90min成胶，获得淀粉凝胶，然后利用搅拌器将该淀粉凝胶打碎成粉末；取相同体积的复配起泡剂溶液和粉碎淀粉凝胶粉末混合，再用Waring搅拌器以4000r/min转速搅拌2min起泡，形成不同矿化配液的微分散凝胶强化泡沫体系。
实施例3
本实施例提供了一种微分散凝胶强化泡沫体系的制备方法，其包括以下步骤：
(1)将S-12起泡剂、S-16起泡剂按质量比为1:1混合，然后分别以清水、5×104mg/L盐水、10×104mg/L盐水、15×104mg/L盐水和22×104mg/L盐水配液，形成不同矿化度配液的复配起泡剂溶液，每一种复配起泡剂溶液中，S-12起泡剂的质量分数为0.15％，S-16起泡剂的质量分数为0.15％；
(2)将配置好的3wt％淀粉胶溶液放置于120℃高温烘箱中，90min成胶，获得淀粉凝胶，然后利用搅拌器将该淀粉凝胶打碎成粉末；取相同体积的复配起泡剂溶液和粉碎淀粉凝胶粉末混合，再用Waring搅拌器以4000r/min转速搅拌2min起泡，形成不同矿化配液的微分散凝胶强化泡沫体系。
实施例4
本实施例提供一种微分散凝胶强化泡沫体系评价方法：其包括以下步骤；
(1)对实施例1制得的微分散凝胶强化泡沫体系进行耐温性测试：
将实施例1制得的不同矿化度配液的微分散凝胶强化泡沫体系在不同温度下进行发泡能力测试，测试结果如表1所示，由表1可以看出，在22万矿化度下，实施例1的微分散凝胶强化泡沫体系的综合发泡能力随温度的升高而降低，温温度的升高使得泡沫稳定性降低。
且经实验证明，相比于实施例2-3的微分散凝胶强化泡沫体系，实施例1的微分散凝胶强化泡沫体系，在120℃下具有更好的综合发泡能力。
表1
(2)对实施例1制得的微分散凝胶强化泡沫体系进行耐盐性测试：
采用Waring Blender法将实施例1制得的不同矿化度配液的微分散凝胶强化泡沫体系在120℃下进行发泡能力测试，根据测得的各矿化度配液的微分散凝胶强化泡沫体系的起泡体积V和析液半衰期t50，按公式(1)计算盐敏指数Ki，和Ki的平均值Ka及标准差σ，计算结果如表2所示；
公式(1)中，Fi表示i万mg/L矿化度盐水配液时微分散凝胶强化泡沫体系的综合发泡能力，F0表示清水配液时微分散凝胶强化泡沫体系的综合发泡能力；Fi和F0均通过公式(2)计算：
公式(2)中，V表示不同矿化度盐水配液时微分散凝胶强化泡沫体系的起泡体积，t50表示不同矿化度盐水配液时微分散凝胶强化泡沫体系的析液半衰期。
由表2可以看出，采用10万矿化度配制微分散凝胶强化泡沫时，K10为负数，体现出盐增强效应。
表2
| K5 | K10 | K15 | K22 | 平均值Ka | 标准差σ | |
| 实施例1 | 0.139 | -0.644 | 0.8313 | 0.8811 | 0.3019 | 0.5286 |
注，表2中，Ki表示i万mg/L矿化度盐水配液时微分散凝胶强化泡沫体系的盐敏指数，i为5,10,15,22。
(3)对实施例1制得的微分散凝胶强化泡沫体系进行耐油性测试：
实验设备：STEMI2000-C型电子显微镜、Waring搅拌器
实验材料：实施例1制得的微分散凝胶强化泡沫体系；由脱气原油与煤油配制的粘度为24.7m Pa·s的模拟油，按油藏采出水分析结果配制的矿化度为22万mg/L的模拟地层水。
实验方法：采用模拟地层水配制100ml起泡剂溶液，并与100ml淀粉凝胶稳泡剂粉末混合形成起泡体系，向该起泡体系中加入质量分数为10％-50％的模拟油原油，采用waring搅拌器以4000r/min的转速对混合有模拟油的起泡体系搅拌发泡2min，形成微分散凝胶强化泡沫(MGEF)，记录起泡体积和析液半衰期，如图1所示；同时取部分含油微分散凝胶强化泡沫置于显微镜下观察模拟油与微分散凝胶强化泡沫的形态，如图2所示。
原油的存在，一方面使得起泡剂分子离开水气界面进入油相，使起泡剂的有效浓度降低；另一方面，原油接触微分散凝胶强化泡沫(MGEF)后在水气界面膜铺展或乳化成小油珠，在外力和界面张力的驱动下进入微分散凝胶强化泡沫(MGEF)结构内，产生Marangoni效应，以不同形式在不同程度上影响和破坏泡膜的完整性。因此，微分散凝胶强化泡沫(MGEF)普遍具有“遇油消泡、遇水稳定”的特性，消泡后微分散凝胶强化泡沫(MGEF)黏度降低，从而起到“堵水不堵油”的作用。但也正是因为微分散凝胶强化泡沫(MGEF)的这种“油敏性”，使其在地层中遇到剩余油或较大的“油墙”时快速消泡，并难以再次形成微分散凝胶强化泡沫(MGEF)，继而无法在油层深部形成有效的压力梯度。实施例1的微分散凝胶强化泡沫体系采用淀粉凝胶作为稳泡剂，能形成致密且强度高的液膜，使得模拟油只能吸附于气泡表面对气泡形成包围，如图2所示，但难以侵入气泡内部，微分散凝胶强化泡沫(MGEF)稳定性受原油影响微弱。尤其，在22万mg/L高矿化度下，本实施例制得的微分散凝胶强化泡沫体系仍具有良好的起泡性能，如图1所示，当原油质量分数为50％时，微分散凝胶强化泡沫(MGEF)析液半衰期仍可达到105min。可见，实施例1制得的微分散凝胶强化泡沫体系具有良好的耐油性。
(4)对实施例1制得的微分散凝胶强化泡沫体系进行耐压性测试：
实验设备：PVT测量装置；
实验材料：实施例1的微分散凝胶强化泡沫体系，其中，复配起泡剂溶液溶剂为按油藏采出水分析结果配制的矿化度为22万mg/L的模拟地层水。
测试结果：本次PVT实验结果如图3所示，在120℃下，随着压力的增大，本实施例微分散凝胶强化泡沫体系的起泡体积先增大后降低，析液半衰期则随着压力的增大而增大，分析认为：压力增大，氮气与微分散凝胶强化泡沫(MGEF)体系的密度差异降低，使得微分散凝胶强化泡沫(MGEF)体系表面张力下降，起泡能力提高；流动性降低，微分散凝胶强化泡沫(MGEF)稳定性增强；压力继续增大，气液密度增大，气液搅动程度减弱，不利于起泡，因此当压力增大到一定值后，微分散凝胶强化泡沫(MGEF)体积反而下降。但即使起泡体积稍微有所下降，由于析液半衰期有所延长，因此，实施例1的微分散凝胶强化泡沫体系受高压影响较小，在高温高压下，也能保持很好的综合发泡能力。
(5)对实施例1制得的微分散凝胶强化泡沫体系进行动态评价测试：
实验设备：该设备装置的连接示意图如图4所示：模拟油藏环境通过以下装置实现：泡沫发生器一端设置有氮气入口，另一端设置有泡沫体系出口，靠近氮气入口的泡沫发生器侧壁上设置有原料进口；氮气入口与氮气气罐连通；原料进口分别与复配起泡剂溶液罐和淀粉凝胶罐连通，泡沫发生器的泡沫体系出口与中间容器的侧壁连通，中间容器的侧壁还分别与氮气气罐和模拟地层水罐连通；中间容器设置有模拟原油出口，模拟原油出口连通有回压阀，回压阀分别与稳压罐和采出液计量装置连通；中间容器中填充有岩块和模拟原油，且中间容器置于恒温箱中；氮气气罐与氮气入口之间依次设置有流量控制器和第一六通阀；泡沫体系出口与中间容器的侧壁之间设置有第二六通阀，第二六通阀分别与第一六通阀和模拟地层水罐连通；复配起泡剂溶液罐、淀粉凝胶罐和模拟地层水罐之间分别与第三六通阀连通，第三六通阀与流量泵连通。根据装置的实际使用情况，泡沫发生器的氮气入口、泡沫体系出口、原料进口和复配起泡剂溶液罐之间、原料进口和淀粉凝胶罐之间、第二六通阀与中间容器侧壁之间，复配起泡剂溶液罐与第三六通阀之间、淀粉凝胶罐与第三六通阀之间、模拟底层水罐与第三六通阀之间以及中间容器的模拟原油出口均设置有阀门。氮气气罐和稳压罐上均设置有气压计，且泡沫发生器、复配起泡剂溶液罐、淀粉凝胶罐、模拟地层水罐和中间容器均设置在烘箱内。
实验材料：填满中间容器的若干岩块(模拟缝洞型油藏溶洞介质)、打碎的淀粉凝胶200ml、0.15％α-A+0.15％S-16起泡剂溶液(溶剂为按油藏采出水分析结果配制的矿化度为22万mg/L的模拟地层水)200ml，由脱气原油与煤油配制而成的缝洞型油藏模拟原油(粘度为23.8mPa.s)。
本次测试模拟油藏环境，在水驱采油后，采用实施例1的微分散凝胶强化泡沫体系进行辅助气驱采油，并测试其采收率；该模拟油藏的温度为120℃，压力为1-1.5MPa，模拟原油的粘度为23.8mPa·s。测试结果如图5所示，在水驱后只进行气驱的最终采收率为58.63％，而采用实施例1的微分散凝胶强化泡沫体系进行辅助气驱后最终的采收率达到了68.5％，比转注汽，采收率提高9.87％。可见，实施例1的微分散凝胶强化泡沫(MGEF)辅助气驱可大幅延长气体受效时间，缓解气窜影响，显著提高原油采收率。
对比例1
本对比例提供了起泡剂α-A和S-12、α-A和S-16、S-12和S-16按不同质量比复配的微分散凝胶强化泡沫体系，并将上述微分散凝胶强化泡沫体系的耐盐性进行对比，对比结果如表3所示，
表3
由表3可知，当采用5万矿化度盐水和10万矿化度盐水配液时，α-A、S-12按照1:1复配盐敏率相对较小；当采用22w矿化度盐水配液时，α-A：S-16按1:1复配盐敏率较低。
对比例2
本对比例提供了实施例1的淀粉凝胶稳泡剂与常规抗盐聚合物稳泡剂的对比实验：
实验设备：Waring搅拌器，
实验材料：聚合物HPAM(相对分子质量1900×104，固含量90％)、抗盐聚合物：KYPAM、RH-4、RH-4N、HTPW-111(相对分子质量1800×104，固含量90％)；粉碎淀粉凝胶，淀粉含量3wt％；
复配起泡剂溶液：0.15wt％α-A，0.15wt％S-12，100ml 22×104mg/L矿化度盐水(其中Na2SO4 139mg/L、NaHCO3 192mg/L、NaCl 69253mg/L、CaCl2 13702mg/L、MgCl2 1183mg/L)，
上述原料均购自现代东方(北京)科技发展有限公司。
实验步骤：将聚合物颗粒分别溶于100ml 22×104mg/L矿化度盐水中，老化24h后加入0.15％α-A+0.15％S-12复配起泡剂，用waring搅拌器在4000r/min转速下搅拌2min发泡，读取起泡体积和析液半衰期；将200ml粉碎淀粉凝胶与200ml复配起泡剂溶液混合，用waring搅拌器在4000r/min转速下搅拌2min发泡，读取起泡体积和析液半衰期；各聚合物稳泡剂微分散凝胶强化泡沫和淀粉凝胶稳泡剂微分散凝胶强化泡沫的起泡体积和析液半衰期表4所示，由表4可知，
表4
可见，聚合物型稳泡剂耐盐性极差，不能适用于高矿化度的油藏，聚合物稳泡剂耐盐性差主要是因为聚合物大分子链遇金属阳离子发生卷曲，聚合物溶液粘度降低，稳泡效果变差，相比之下，本发明的淀粉溶胶稳泡剂耐盐性好，可以满足苛刻的缝洞型油藏要求。
测试例1
本测试例测定了3wt％淀粉凝胶粘弹性模量，并观察了其微观形态，如图6所示，由图6可知，淀粉凝胶结构致密，强度高。且随着淀粉浓度的增加，淀粉凝胶结构越致密，弹性模量增大，3％淀粉凝胶弹性模量达到200Pa。
本测试例还测试了3wt％淀粉凝胶与常规水溶液的锁水性能：将200ml矿化度为22万mg/L的水溶液与200ml 3％淀粉凝胶粉末放置在120℃高温烘箱中，定期读取两体系液量。结果见表5。
表5
| 时间(min) | 水溶液体积(ml) | 淀粉凝胶体积(ml) |
| 0 | 200 | 200 |
| 60 | 175 | 200 |
| 100 | 145 | 195 |
由表5可知，淀粉凝胶的锁水性能显著高于普通水溶液。
综上所述，本发明提供的微分散凝胶强化泡沫体系采用阴离子型和阴-非离子型复配发泡剂，采用淀粉凝胶作为稳泡剂，使的整个微分散凝胶强化泡沫体系具有很好的热稳定性和抗盐能力，更适用于苛刻的缝洞型油藏环境；且随着淀粉浓度的增大，淀粉凝胶的结构越致密，弹性模量也随之增大，强度越高，3％淀粉凝胶弹性模量达到200Pa。因此，在缝洞型油藏开采辅助气驱时，微分散凝胶强化泡沫不易破裂消泡；此外，淀粉凝胶具有极强的锁水性，能有效减缓微分散凝胶强化泡沫的消泡速度；且本发明提供的微分散凝胶强化泡沫体系的评价方法建立了适用于碳酸盐岩缝洞型油藏的微分散凝胶强化泡沫评价体系。该评价方法利用模拟油藏模拟实际采油条件，更真实、直观地测试了本发明微分散凝胶强化泡沫体系辅助气驱能力。
Claims (10)
1.一种微分散凝胶强化泡沫体系，其特征在于：所述微分散凝胶强化泡沫体系由复配起泡剂溶液和淀粉凝胶按体积比为1:1-3:1混合而成；
所述复配起泡剂溶液中起泡剂的质量浓度为0.2％-0.7％，且所述复配起泡剂溶液至少包含一种阴离子型表面活性剂和一种阴-非离子型表面活性剂；
所述淀粉凝胶中，淀粉含量为1％-6％，余量为水。
2.根据权利要求1所述的微分散凝胶强化泡沫体系，其特征在于：所述复配起泡剂溶液中阴离子型表面活性剂与阴-非离子型表面活性剂的质量比为1:9-7:3；
优选地，所述复配起泡剂溶液中阴离子型表面活性剂与阴-非离子型表面活性剂的质量比为1:1；
优选地，所述阴离子型表面活性剂包括α-A和/或S-12；
优选地，所述阴-非离子型表面活性剂包括S-16；
优选地，所述淀粉凝胶中，淀粉含量为3％-4％；
优选地，所述淀粉凝胶的颗粒粒径为1nm-100nm。
3.根据权利要求1所述的微分散凝胶强化泡沫体系，其特征在于：所述微分散凝胶强化泡沫体系由复配起泡剂溶液和淀粉凝胶按体积比为1:1混合而成；
其中，以质量百分比计，所述复配起泡剂溶液包含0.15％α-A起泡剂和0.15％S-16起泡剂，
所述淀粉凝胶中，淀粉含量为3％-4％，余量为水。
4.根据权利要求1-3任一项所述的微分散凝胶强化泡沫体系，其特征在于：所述微分散凝胶强化泡沫体系还包括引发剂、丙烯酰胺和交联剂中的一种或几种的组合。
5.权利要求1-4任一项所述微分散凝胶强化泡沫体系的制备方法，其包括以下步骤：
将阴离子型表面活性剂、阴-非离子型表面活性剂和水混合形成复配起泡剂溶液；
配制淀粉胶溶液，将所述淀粉胶溶液置于60℃-120℃温度下成胶80min-100min，获得淀粉凝胶；
将所述淀粉凝胶粉碎后与所述复配起泡剂溶液按体积为1:1-1:3混合，再以2000r/min-4000r/min的转速搅拌2min起泡，形成微分散凝胶强化泡沫体系。
6.权利要求1-4任一项所述微分散凝胶强化泡沫体系的评价方法，其包括以下步骤：
模拟油藏环境，将所述微分散凝胶强化泡沫体系用于辅助气驱采油，并测试其采收率；所述模拟油藏的温度为80℃-120℃，压力为30MPa-60MPa，模拟原油的粘度为23.8mPa·s；
优选地，所述模拟油藏环境通过以下装置实现：
泡沫发生器一端设置有氮气入口，另一端设置有泡沫体系出口，靠近所述氮气入口的泡沫发生器侧壁上设置有原料进口；所述氮气入口与氮气气罐连通；
所述原料进口分别与复配起泡剂溶液罐和淀粉凝胶罐连通，所述泡沫发生器的泡沫体系出口与中间容器的侧壁连通，所述中间容器的侧壁还分别与氮气气罐和模拟地层水罐连通；
所述中间容器设置有模拟原油出口，所述模拟原油出口连通有回压阀，所述回压阀分别与稳压罐和采出液计量装置连通；所述中间容器中填充有岩块和模拟原油，且所述中间容器置于恒温箱中；
优选地，所述氮气气罐与所述氮气入口之间依次设置有流量控制器和第一六通阀；
所述泡沫体系出口与所述中间容器的侧壁之间设置有第二六通阀，所述第二六通阀分别与所述第一六通阀和所述模拟地层水罐连通；
优选地，所述复配起泡剂溶液罐、淀粉凝胶罐和模拟地层水罐之间分别与第三六通阀连通，所述第三六通阀与流量泵连通。
7.根据权利要求6所述的微分散凝胶强化泡沫体系的评价方法，其特征在于：所述微分散凝胶强化泡沫体系的评价方法还包括对所述微分散凝胶强化泡沫体系进行耐温性评价的步骤，所述耐温性评价的具体步骤为：
在不同温度下测试微分散凝胶强化泡沫体系在清水配液时的起泡体积V0和析液半衰期t50，计算所述微分散凝胶强化泡沫体系在清水配液时的综合发泡能力F0，根据不同温度下的F0大小判断所述微分散凝胶强化泡沫体系的耐温性。
8.根据权利要求6所述的微分散凝胶强化泡沫体系的评价方法，其特征在于：所述微分散凝胶强化泡沫体系的评价方法还包括对所述微分散凝胶强化泡沫体系进行耐盐性评价的步骤，所述耐盐性评价的具体步骤为：
设定模拟油藏温度，在该模拟油藏温度下测试所述微分散凝胶强化泡沫体系在不同矿化度配液时的起泡体积Vi和析液半衰期t50i，计算所述微分散凝胶强化泡沫体系在不同矿化度配液时的综合发泡能力Fi和在清水配液时的综合发泡能力F0，
根据模拟油藏温度下的Fi和F0，计算所述微分散凝胶强化泡沫体系在不同矿化度配液时的盐敏指数Ki，并根据Ki的平均值和标准差，判断所述微分散凝胶强化泡沫体系在模拟油藏温度下的耐盐性，所述Ki通过公式(1)计算；
9.根据权利要求6所述的微分散凝胶强化泡沫体系的评价方法，其特征在于：所述微分散凝胶强化泡沫体系的评价方法还包括对所述微分散凝胶强化泡沫体系进行耐油性评价的步骤，所述耐油性评价的具体步骤为：
设定模拟油藏温度，配制模拟地层水，将用所述模拟地层水配液的微分散凝胶强化泡沫体系与模拟油混合，然后在4000r/min的转速下搅拌发泡2min，测试起泡体积Voil和析液半衰期t50oil，计算不同模拟油含量下的微分散凝胶强化泡沫体系的综合发泡能力Foil，根据所述Foil判断所述微分散凝胶强化泡沫体系的耐油性。
10.根据权利要求6所述的微分散凝胶强化泡沫体系的评价方法，其特征在于：所述微分散凝胶强化泡沫体系的评价方法还包括对所述微分散凝胶强化泡沫体系进行耐压性评价的步骤，所述耐压性评价的具体步骤为：
设定模拟油藏温度，配制模拟地层水，将用所述模拟地层水配液的微分散凝胶强化泡沫体系置于不同压力条件下进行PVT实验，并根据所述PVT实验结果判断所述微分散凝胶强化泡沫体系的耐压性。
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