CN109401742B - 一种由高矿化度地层水配制而成的耐温耐盐泡沫调驱体系 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种由高矿化度地层水配制而成的耐温耐盐泡沫调驱体系，包括以下质量分数的组分：0.5％‑2％的纳米SiO2，0.01‑2％的THSB，0.01‑0.5％的HPAM，0.01％‑0.3％的柠檬酸盐，余量为水。本发明还公开了其制备方法，25℃下水中先加入柠檬酸盐和纳米SiO2，搅拌后超声，再加入THSB搅拌，再加入部分水解HPAM搅拌即得。本发明还公开了采用所述调驱体系的驱油方法，包括向地层注入前置预处理段塞THSB水溶液(2)向地层注入主段塞调驱体系与纯氮气体系(3)向地层注入后置保护段塞纳米SiO2的水溶液(4)关井5‑10天，开井恢复生产。本发明复合调驱体系能够适用于高温高盐油藏，有良好的老化稳定性，通过设置多个交替驱油段塞，能大限度提高体系的驱油效果。
Description
技术领域
本发明涉及石油开采技术领域，尤其是一种由高矿化度地层水配制而成的耐温耐盐泡沫调驱体系。
背景技术
国内各大油田经过一次采油和二次采油后，原油含水率稳步上升，大部分油田已进入三次采油阶段。三次采油主要通过加入化学物质来改变水油流度比，进而提高原油采收率，目前较为常用的是碱驱、聚合物驱、表面活性剂驱以及二元或三元复合驱，这些传统的三次采油方法目前很难适应高温高盐地层，并且难以克服提高采收率程度有限等问题。
纳米材料是近年来备受关注的新兴材料，纳米颗粒粒径细小，存在大量处于晶粒内缺陷的原子，使得纳米颗粒具有很多常规颗粒无法比拟的特性，如超塑性、大比表面积、高强性等。其中纳米SiO2表面存在不饱和残键及不同键合状态的羟基，这种结构使得纳米SiO2具有很高的活性。由于单纯的纳米分散液粘度低，界面活性差，难以扩大波及体积，无法起到良好的调驱效果，因此常与表面活性剂复配后使用。有文献报道采用十二烷基硫酸钠(SDS)和改性二氧化硅进行复配得到泡沫体系，其为追求起泡和稳泡的性能，加入一定的反离子，这使其适用的温度范围和矿化度范围比较窄，仅适用于30-80℃，矿化度在25000mg/L的环境中。对于新疆塔河油田其淡水资源稀缺且油藏条件较为苛刻(温度为130℃，总矿化度为220000mg/L)，采用单纯的表面活性剂首先是配置困难其次泡沫体系在高温高盐条件下很容易发生消泡，而目前的驱油泡沫体系大多采用有机稳泡剂，其耐温抗盐能力较差，不能适用于高温、高盐储层。
发明内容
本发明的目的是为克服上述现有技术的不足，提供了一种由高矿化度地层水配制而成的耐温耐盐泡沫调驱体系。该体系将纳米材料引入到常规的泡沫调驱体系中，能极大程度改变泡沫的界面性质，得到稳定的泡沫体系。且该体系能直接利用地层矿化水进行配制，在高温高盐条件下保持良好的驱油性能。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种由高矿化度地层水配制而成的耐温耐盐泡沫调驱体系，包括以下质量分数的组分：0.5％-2％的纳米SiO2，0.01-2％的十四烷基羟磺基甜菜碱(THSB)，0.01-0.5％的部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)，0.01-0.3％的柠檬酸盐，余量为水。
优选的，所述一种由高矿化度地层水配制而成的耐温耐盐泡沫调驱体系，包括以下质量分数的组分：1％的纳米SiO2，0.05％的十四烷基羟磺基甜菜碱，0.1％的部分水解聚丙烯酰胺，0.1％的柠檬酸盐，余量为水。
优选的，所述纳米SiO2为亲水型纳米SiO2，所述纳米SiO2的平均粒径为12-18nm。
优选的，所述柠檬酸盐为柠檬酸钠或柠檬酸钾。
优选的，所述部分水解HPAM，平均分子量是400-800万，水解度4-10％。
优选的，所述水为高矿化度地层水或模拟矿化水，所述模拟矿化水根据实际油藏条件配制的，所述水的总矿化度为220000mg/L，其中Ca2+与Mg2+离子浓度均为2000mg/L。
本发明还公开了一种由高矿化度地层水配制而成的耐温耐盐泡沫调驱体系的制备方法，步骤如下：
(1)在25℃下，在水中先加入柠檬酸盐，搅拌使柠檬酸盐充分溶解，再加入纳米SiO2搅拌后超声，使纳米SiO2在水中均匀分散，得到纳米SiO2分散水溶液；
(2)在纳米SiO2分散水溶液中再加入表面活性剂THSB，搅拌使THSB充分溶解，得到第一混合溶液；
(3)在第一混合溶液中再加入部分水解HPAM，继续搅拌后即制得一种由高矿化度地层水配制而成的耐温耐盐泡沫调驱体系。
优选的，所述步骤(1)和步骤(2)中的搅拌时长均为3-5分钟，所述步骤(1)中的超声时长为60分钟，所述步骤(3)中的搅拌时长为6个小时。
本发明还公开了一种由高矿化度地层水配制而成的耐温耐盐泡沫调驱体系的驱油方法，采用上述调驱体系，包括以下步骤：
(1)向地层注入前置预处理段塞，其体积注入量为地层孔隙体积的0.1％-3％；
(2)向地层注入主段塞，其体积注入量为地层孔隙体积的30％-50％；
(3)向地层注入后置保护段塞，其体积注入量为地层孔隙体积的0.1％-1％；
(4)关井5-10天，开井恢复生产。
所述前置预处理段塞为THSB水溶液，该溶液中THSB的质量分数为0.1％-0.5％；
所述主段塞为泡沫复合体系，所述泡沫复合体系由所述由高矿化度地层水配制而成的耐温耐盐泡沫调驱体系与纯氮气体系按照体积比1:2的比例交替注入形成；
所述后置保护段塞为所述纳米SiO2的水溶液，水溶液中纳米SiO2的质量分数为2％。
表面活性剂由于能降低油水及气液的界面张力，有较好的起泡性能，可以使地层条件下生成泡沫体系，且表面活性剂在油水界面的吸附使得油更易从地层表面被洗下来，使亲油的地层表面反转为亲水表面，提高了洗油效率；聚合物的存在改善了表面活性剂对油的流度比，其对驱油介质的稠化可减小表面活性剂的扩散速率，聚合物可与钙、镁离子等反应，保护了表面活性剂；本发明的纳米颗粒能够在高矿化度水中溶解度有限度的下降，形成一种特殊的层状絮凝结构，即不能分散的无机絮凝体，这些絮凝可以包裹在气泡外面并形成骨架，阻止气泡接触聚并，降低气液传质速度，减少液膜排液和气体扩散，抑制奥斯瓦尔德熟化，且纳米颗粒与表面活性剂作用赋予纳米颗粒界面活性，纳米颗粒的吸附能增强界面粘弹模量，体系界面粘弹性的增加会使得泡沫体系稳定性得到增强，比现有技术中有机成分稳定剂的耐温耐盐性能大幅提高。表面活性剂、聚合物以及纳米材料的配合可以起到提高洗油效率和波及体积的作用。
本发明的调驱体系中，柠檬酸盐与SiO2先加入水中，柠檬酸盐的加入可以螯合部分钙镁离子，防止SiO2无机絮凝体与钙镁离子进一步作用形成沉淀，降低使用效率。当THSB形成胶束后，THSB在水相中的羟基与HPAM中的羟基会形成氢键。SiO2具有亲水性且水解带负电荷。SiO2和HPAM因所带电荷相同会产生相斥作用，但由于两者在水中浓度较低，相斥作用并不明显。一般来讲，常温体系中盐的存在会压缩纳米颗粒之间的双电层，使纳米颗粒之间斥力减小，容易聚集，从而影响SiO2的界面活性。而柠檬酸盐的存在不但不会影响SiO2的界面活性，还会大幅提高体系的电负性，SiO2与HPAM能产生更强的排斥作用，SiO2随着THSB均匀稳定的分散在体系内，防止SiO2与高矿化度地层水中的钙镁离子快速结合，造成地层堵塞，并提高后期利用效率，提高了SiO2的抗钙镁离子性能和体系的耐盐能力。高温下，当调驱体系产生泡沫后，具有界面活性的SiO2在高矿化度下，一部分被压缩了双电层，颗粒之间的排斥降低了，容易形成絮凝体，并且HPAM通过吸附一个或多个泡沫辅助产生絮凝，两者协同形成了不能分散的无机絮凝体；另一部分附着在泡沫表面，一方面加固泡沫的表面弹性，提高表面粘度，另一方面SiO2颗粒促使泡沫表面吸附的分子更紧密的排列，降低气体通过性，减少液膜排液和气体扩散。同时该絮凝体结构会在泡沫之间形成架桥，从而大幅提升了泡沫稳定性。当调驱体系进入地下后，由于体系内存在大侧基的表面活性剂，在HPAM的吸附作用和表面活性剂的位阻效应下，HPAM在高温下的运动受阻，因此粘度降低有限，可在高温下保持较高的粘度。遇到油后，由于油相中为酸性环境，THSB呈阳离子特性，THSB与HPAM之间不仅存在氢键，还存在静电相互作用，进一步加固了泡沫的表面膜强度，使泡沫排液困难，稳定泡沫体系。一般来讲，在高盐水中，由于羧基的电性被屏蔽，HPAM分子链会呈卷曲状态，增粘能力降低，但在本发明中由于THSB电荷的改变，SiO2的位置发生改变，更多的SiO2游离在体系中，在柠檬酸盐的作用下，HPAM与SiO2的相斥作用增强，在高温下促使HPAM的形态更为舒展，提高调驱体系的粘度，提高HPAM的耐温耐盐性。SiO2在与HPAM电荷相斥的作用下，更易吸附在岩石上，将油从岩石上剥离下来，起到驱油调剖的作用。
与传统的二元或三元复合驱相比，本发明的调驱体系具有以下优势：体系所用的表面活性剂、聚合物及纳米材料均为工业化产品，便宜易得，且配制工艺简单，可以直接采用地层水配制，耗时较少。该调驱体系在25℃条件下配制完成时，体系有少量絮凝，而在地层条件(温度130℃，矿化度为220000mg/L)下，会产生大量絮凝，该絮凝结构会在泡沫之间形成架桥，从而大幅提升了泡沫稳定性，由于塔河油田为缝洞型油藏，普通二元或三元驱体系无法在大裂缝中起到良好效果，而所述调驱体系会在高温高盐条件下形成大量絮凝体而粘度不会降低，因此泡沫体系既可以在地层中可起到驱油效果，又因为絮凝的存在可以起到一定的调剖作用。
本发明的有益效果是：
(1)本发明采用的THSB与纳米SiO2可产生良好的协同作用，根据THSB在不同环境显示出不同离子特性的特征，一方面使SiO2界面活性增强，均匀且稳定的分散在体系中，提高体系的耐盐性能，保证后续驱替效果，SiO2参与泡沫的结构，显著提升泡沫的界面粘弹性，大幅提升泡沫稳定性；另一方面可以通过显示阳离子特性改变SiO2的位置，使其更易吸附在岩石上，提高调剖效率。
(2)本发明中柠檬酸盐在低浓度的体系中可以提高体系的电负性，提高体系的调驱效率，在HPAM、THSB与纳米SiO2的相互协同下，体系可以起到耐温耐盐的作用。由于THSB的自身长碳链能够产生空间位阻效应，而HPAM具有一定的絮状和网状结构，HPAM与THSB在吸附作用下缠绕、絮凝，在高温下(130℃)，HPAM运动受阻，能够保持较高的粘度，耐温性优秀。THSB本身作为两性离子表面活性剂具有一定的耐盐性，同时乳液中纳米SiO2失去THSB的结合，与HPAM电荷相斥，在高温下也可使HPAM的形态更加舒展，进一步提高了体系的耐温耐盐性。
(3)本发明的驱油体系尤其适用于高盐体系，高温高盐的环境有助于纳米SiO2生成絮凝体，HPAM能够辅助其形成絮凝，同时HPAM还能提高泡沫的气泡体积。该絮凝体能有效抑制泡沫的消泡，在泡沫中形成架桥结构，增强泡沫体系稳定性，同时SiO2在气液界面吸附形成层状结构能够使泡沫内液体能得到保持，降低泡沫的排液速率，降低气体在液膜中的溶解度，泡沫稳定性得以增强。
(4)本发明所述复合调驱体系能够直接采用高矿化度水配制而成，适用于高温高盐油藏，采用的纳米SiO2具有良好的耐温、耐盐、耐剪切性能；
(5)本发明所述复合调驱体系具有良好的老化稳定性，在130℃条件下老化两个月后，该体系仍能保持稳定的体积和粒径，保持较高的结构强度，能够对裂缝产生有效的封堵，使得后续的注入压力能保持在较高水平，显著提高后续流体的波及体积。
(6)本发明所述体系能达到现场配制的要求，方便快捷，且驱油方式简单，通过设置多个交替的驱油段塞，能最大限度提高体系的驱油效果。
附图说明
图1为本发明实施例一中的调驱体系在25℃，220000mg/L条件下，组分混合尚未搅拌下的溶液形态；
图2为本发明实施例一中的调驱体系在130℃，220000mg/L条件下老化72小时后的絮凝体形态；
图3(a)是本发明实施例一中的调驱体系在常温下采用Waring-Blender高速搅拌法，以10000转/分的转速搅拌20分钟后形成的泡沫体系形态，图3(b)是本发明实施例一中的调驱体系在130℃老化72小时后，再采用Waring-Blender高速搅拌法，以10000转/分的转速搅拌20分钟后形成的泡沫体系形态；
图4(a)是本发明实施例一中的调驱体系在采用Waring-Blender高速搅拌法，以10000转/分的转速搅拌20分钟后再常温放置两个小时后的泡沫形态；图4(b)为本发明实施例一中的调驱体系在经过130℃老化72小时后，再采用Waring-Blender高速搅拌法，以10000转/分的转速搅拌20分钟后再常温放置两个小时后的泡沫形态；
图5是本发明实施例二中的调驱体系在130℃，220000mg/L条件下搅拌所形成的泡沫形态。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
一种由高矿化度地层水配制而成的耐温耐盐泡沫调驱体系，包括以下质量分数的组分：0.5％-2％的纳米SiO2，0.01-2％的十四烷基羟磺基甜菜碱(THSB)，0.01-0.5％的部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)平均分子量是400-800万，水解度4-10％，0.01％-0.3％的柠檬酸盐，余量为水；所述纳米SiO2为亲水性自分散纳米SiO2，平均粒径为12-18nm；所述水为高矿化度地层水或按油藏条件所配制的模拟矿化水，所述水的总矿化度为220000mg/L，其中Ca2+与Mg2+离子浓度均为2000mg/L。
一种由高矿化度地层水配制而成的耐温耐盐泡沫调驱体系的制备方法，步骤如下：
(1)在25℃的条件下，在水中先加入柠檬酸盐,搅拌3-5分钟，使柠檬酸盐充分溶解，再加入纳米SiO2搅拌3-5分钟后超声60分钟，使纳米SiO2在水中能均匀分散，得到纳米SiO2分散水溶液；
(2)在纳米SiO2分散水溶液再加入表面活性剂THSB，搅拌3-5分钟使其充分溶解，得到第一混合溶液；
(3)在第一混合溶液中再加入部分水解HPAM，继续搅拌溶液6小时，即制得由高矿化度地层水配制而成的耐温耐盐泡沫调驱体系。
一种由高矿化度地层水配制而成的耐温耐盐泡沫调驱体系的驱油方法，采用上述调驱体系，包括以下步骤：
(1)向地层注入前置预处理段塞，其体积注入量为地层孔隙体积的0.1％-1％；
(2)向地层注入主段塞，其体积注入量为地层孔隙体积的30％-50％；
(3)向地层注入后置保护段塞，其体积注入量为地层孔隙体积的0.1％-1％；
(4)关井5-10天，开井恢复生产。
所述前置预处理段塞为THSB水溶液，该溶液中THSB的质量分数为0.1％-0.5％；通过前置预处理段塞，可以降低含油饱和度，加大油水层的相对渗透率差异，有利于后续工作液的注入；
所述主段塞为泡沫复合体系，所述泡沫复合体系由所述由高矿化度地层水配制而成的耐温耐盐泡沫调驱体系与纯氮气体系按照体积比1:2的比例交替注入形成。通过设置调驱体系段塞，可以产生稳定的泡沫，其中表面活性剂THSB为起泡剂，聚合物HPAM与纳米SiO2均为稳泡剂，HPAM可提高泡沫体相的粘弹性，纳米SiO2可提高泡沫界面的粘弹性，三者间的协同作用能大幅提升泡沫稳定性，最终能大幅提高原油采收率；
所述后置保护段塞为所述纳米SiO2的水溶液，水溶液中纳米SiO2的质量分数为2％。通过设置后置保护段塞，可以保障主段塞充分发挥作用，防止主体段塞在近井地带受到较大压差作用而突破。
纳米SiO2在气液界面处的吸附及在高温条件下形成的絮凝体能提升泡沫稳定性，且使得泡沫在地层中能实现对高渗流通道的封堵，扩大后续流体的波及体积，增强复合调驱体系的流度控制能力。表面活性剂的加入能降低气液界面张力，从而形成泡沫体系，提高HPAM的耐温性，同时其还可降低油水界面张力，有利于剩余油从岩层表面剥离，提高复合调驱体系的驱油效率。HPAM和THSB协同作用能够加固泡沫的表面膜强度，稠化泡沫体系，增强泡沫的体相粘弹性，减小表面活性剂扩散速率，SiO2促使HPAM的形态更为舒展，提高HPAM与钙、镁离子反应率从而保护表面活性剂，HPAM还能提高泡沫体系的稳定性，使泡沫的波及系数及洗油能力都有较大提升。
实施例中所用纳米SiO2为亲水型SiO2颗粒分散液，粒径为13nm左右，pH值约为5-7，系自Aldrich-Sigma公司购得。
实施例一
本实例对由高矿化度地层水配制而成的耐温耐盐泡沫调驱体系的絮凝、起泡及稳泡性能进行评价。
在25℃条件下，配制纳米SiO2质量分数为1％，THSB质量分数为0.05％，部分水解HPAM质量分数为0.1％，平均分子量是400万，水解度6％，柠檬酸钠质量分数为0.1％，余量为水的复合体系溶液，所述水为按油藏条件所配制的模拟矿化水，总矿化度为220000mg/L，其中Ca2+与Mg2+离子浓度均为2000mg/L。
如图1所示，在未搅拌的条件下，所述调驱体系在25℃，220000mg/L下絮凝较少，当在高温条件下老化后，如图2所示，将溶液置于安瓿瓶中密封后置于130℃的恒温烘箱中，会形成大量絮凝，且再次冷却后絮凝不会减少。
测定泡沫体系的起泡及稳泡性能时采用的是Waring-Blender高速搅拌法，具体操作步骤为：先配制100ml起泡剂溶液，在10000转/分的转速下高速搅拌20分钟后停止搅拌，将所得泡沫及溶液快速倒入量筒中，读取所产生泡沫的初始体积，再测定泡沫体积衰减至原先体积一半时所需时间，即泡沫半衰期。
图3(a)是常温下采用Waring-Blender高速搅拌法，以10000转/分的转速搅拌20分钟后形成的泡沫体系形态，图3(b)是调驱体系在130℃老化72小时后，再采用Waring-Blender高速搅拌法，以10000转/分的转速搅拌20分钟后形成的泡沫体系形态。可以看到所述调驱体系在老化后并没有发生明显的变化，所述调驱体系的抗老化性能优秀。
图4(a)是采用Waring-Blender高速搅拌法，以10000转/分的转速搅拌20分钟后再常温放置两个小时后的泡沫形态；图4(b)为所述调驱体系经过130℃老化72小时后，再采用Waring-Blender高速搅拌法，以10000转/分的转速搅拌20分钟后再常温放置两个小时后的泡沫形态。可以看到该体系在高温下形成絮凝后，经搅拌能形成更多泡沫，且泡沫更加致密，泡沫消泡速率比常温体系慢很多，说明形成的泡沫具有耐高温、抗老化的良好性能。
实施例二
一种由高矿化度地层水配制而成的耐温耐盐泡沫调驱体系，包括以下质量分数的组分：1.5％的纳米SiO2，0.1％的THSB，0.15％的部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)平均分子量是600万，水解度8％，0.1％的柠檬酸钾，余量为水，各组分质量分数之和为100％，所述水为按油藏条件所配制的模拟矿化水，总矿化度为220000mg/L，其中Ca2+与Mg2+离子浓度均为2000mg/L。
一种由高矿化度地层水配制而成的耐温耐盐泡沫调驱体系的制备方法，步骤如下：
(1)在25℃的条件下，在99.25g模拟矿化水中先加入0.15g柠檬酸钾，搅拌使柠檬酸钾充分溶解，再加入1.5g纳米SiO2搅拌3-5分钟后再超声60分钟，使纳米SiO2在水中能均匀分散，得到纳米SiO2分散水溶液；(2)在纳米SiO2分散水溶液再加入0.1g表面活性剂THSB，搅拌3-5分钟使其充分溶解，得到第一混合溶液；
(3)在第一混合溶液中再加入0.15g部分水解HPAM，继续搅拌溶液6小时，得到含有质量分数分别为1.5％的纳米SiO2，0.1％的THSB，0.15％的部分水解聚丙烯酰胺，0.15％的柠檬酸钾的体系，即为由高矿化度地层水配制而成的耐温耐盐泡沫调驱体系。
将所述调驱体系置于高温高压可视化装置中，可观察到所述体系在130℃，220000mg/L条件下搅拌所形成的泡沫形态。由图5可知，形成的泡沫较多且致密。
实施例三
一种由高矿化度地层水配制而成的耐温耐盐泡沫调驱体系，包括以下质量分数的组分：0.5％的纳米SiO2，0.08％的THSB，0.01％的部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)平均分子量是800万，水解度5％，0.01％柠檬酸钠，余量为水，各组分质量分数之和为100％，所述水为按油藏条件所配制的模拟矿化水，总矿化度为220000mg/L，其中Ca2+与Mg2+离子浓度均为2000mg/L。
实施例四
一种由高矿化度地层水配制而成的耐温耐盐泡沫调驱体系，包括以下质量分数的组分：2％的纳米SiO2，0.01％的THSB，0.5％的部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)平均分子量是500万，水解度10％，0.28％的柠檬酸钾余量为水，各组分质量分数之和为100％，所述水为高矿化度地层水，其总矿化度为220000mg/L，其中Ca2+与Mg2+离子浓度均为2000mg/L。
实施例五
一种由高矿化度地层水配制而成的耐温耐盐泡沫调驱体系，包括以下质量分数的组分：1.5％的纳米SiO2，2％的THSB，0.05％的部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)平均分子量是700万，水解度4％，0.05％的柠檬酸钠，余量为水，各组分质量分数之和为100％，所述水为高矿化度地层水，其总矿化度为220000mg/L，其中Ca2+与Mg2+离子浓度均为2000mg/L。
实施例六
本实施例为采用本发明驱油体系的驱油方法，其具体操作步骤为：在130℃的恒温烘箱中，将渗透率为1.4μm2的人造岩心(长度为8.5cm，直径为2.5cm，孔隙体积约为12.05mL)抽真空饱和水、饱和油，水驱至含水率为96％后，按照以下三个段塞进行复合调驱体系的驱油：前置预处理段塞、主段塞和后置保护段塞，其中水为高矿化度地层水，其总矿化度为220000mg/L，其中Ca2+与Mg2+离子浓度均为2000mg/L。复合调驱体系驱油的具体操作如下：
(1)前置预处理段塞：前置预处理段塞为THSB水溶液，水溶液中THSB的质量分数为0.1％，体积注入量为岩心孔隙体积的0.1％；
(2)主段塞：主段塞中复合调驱体系为由质量分数为1％的SiO2，0.05％的THSB，0.1％的部分水解HPAM和0.1％的柠檬酸钠复配而成，其中部分水解HPAM平均分子量是600万，水解度8％，该复合调驱体系与纯氮气体系按照体积比为1:2的比例通过泡沫发生器后注入岩心中，总的体积注入量为岩心孔隙体积的50％；
(3)后置保护段塞：后置保护段塞为纳米SiO2的水溶液，水溶液中纳米SiO2的质量分数为2％，体积注入量为岩心孔隙体积的1％。
当上述三个步骤完成后，将岩心在130℃条件下老化5天，再次水驱至含水率达98％。在注入本发明的调驱体系后，后续水驱阶段压力明显上升，且在水驱5倍孔隙体积后仍保持较高的压力，具有较强的流度控制能力，显著提高采收率增值达23.12％。
本发明所述体系能达到现场配制的要求，方便快捷，且驱油方式简单，通过设置多个交替的驱油段塞，能最大限度提高体系的驱油效果。
对比例：本实施例对三种不同的调驱体系的絮凝能力、界面张力及采收率增值进行评价。
注：表中部分水解HPAM的平均分子量是400万，水解度6％；水为按油藏条件所配制的模拟矿化水，总矿化度为220000mg/L，其中Ca2+与Mg2+离子浓度均为2000mg/L。
由表中可以看出，当体系中缺少柠檬酸盐时，体系的电负性小，SiO2与HPAM间的排斥力较小，SiO2易发生聚并，常温下会产生部分沉淀，影响絮凝的产生，进而影响界面张力和采收率。当体系中加入其它常用盐时，由于影响了纳米粒子的双电层斥力，造成纳米粒子明显聚集，造成常温下即形成大量沉淀，影响絮凝的产生，使得界面张力下降有限，耐盐能力降低，采收率增值较低。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (7)
1.一种由高矿化度地层水配制而成的耐温耐盐泡沫调驱体系，其特征是，包括以下质量分数的组分：0.5％-2％的纳米SiO2，0.01-2％的十四烷基羟磺基甜菜碱，0.01-0.5％的部分水解聚丙烯酰胺，0.01％-0.3％的柠檬酸盐，余量为水；所述水为高矿化度地层水或模拟矿化水；
所述部分水解聚丙烯酰胺平均分子量是400-800万，水解度4-10％；
所述模拟矿化水根据实际油藏条件配制，所述水的总矿化度为220000mg/L，其中Ca2+与Mg2+离子浓度均为2000mg/L。
2.如权利要求1所述的一种由高矿化度地层水配制而成的耐温耐盐泡沫调驱体系，其特征是，包括以下质量分数的组分：1％的纳米SiO2，0.05％的十四烷基羟磺基甜菜碱，0.1％的部分水解聚丙烯酰胺，0.1％的柠檬酸钠，余量为水。
3.如权利要求1所述的一种由高矿化度地层水配制而成的耐温耐盐泡沫调驱体系，其特征是，所述纳米SiO2为亲水型纳米SiO2，所述纳米SiO2的平均粒径为12-18nm。
4.如权利要求1所述的一种由高矿化度地层水配制而成的耐温耐盐泡沫调驱体系，其特征是，所述柠檬酸盐为柠檬酸钠或柠檬酸钾。
5.如权利要求1-4中任一项所述的由高矿化度地层水配制而成的耐温耐盐泡沫调驱体系的制备方法，其特征是，步骤如下：
(1)在25℃下，在水中先加入柠檬酸盐，搅拌使柠檬酸盐充分溶解，再加入纳米SiO2，搅拌后超声，使纳米SiO2在水中均匀分散，得到纳米SiO2分散水溶液；
(2)在纳米SiO2分散水溶液中再加入表面活性剂十四烷基羟磺基甜菜碱，搅拌使十四烷基羟磺基甜菜碱充分溶解，得到第一混合溶液；
(3)在第一混合溶液中再加入所述部分水解聚丙烯酰胺，继续搅拌溶液；即制得由高矿化度地层水配制而成的耐温耐盐泡沫调驱体系。
6.如权利要求5所述的一种由高矿化度地层水配制而成的耐温耐盐泡沫调驱体系的制备方法，其特征是，所述步骤(1)和步骤(2)中的搅拌时长均为3-5分钟，所述步骤(1)中的超声时长为60分钟，所述步骤(3)中的搅拌时长为6个小时。
7.如权利要求1-4任一项所述的一种由高矿化度地层水配制而成的耐温耐盐泡沫调驱体系的驱油方法，其特征是，包括以下步骤：
(1)向地层注入前置预处理段塞，其体积注入量为地层孔隙体积的0.1％-1％；
(2)向地层注入主段塞，其体积注入量为地层孔隙体积的30％-50％；
(3)向地层注入后置保护段塞，其体积注入量为地层孔隙体积的0.1％-1％；
(4)关井5-10天，开井恢复生产；
所述前置预处理段塞为十四烷基羟磺基甜菜碱水溶液，该溶液中十四烷基羟磺基甜菜碱的质量分数为0.1％-0.5％；
所述主段塞为泡沫复合体系，所述泡沫复合体系由所述由高矿化度地层水配制而成的耐温耐盐泡沫调驱体系与纯氮气体系按照体积比1:2的比例交替注入形成；
所述后置保护段塞为所述纳米SiO2的水溶液，水溶液中纳米SiO2的质量分数为2％。
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2018
- 2018-11-02 CN CN201811298872.5A patent/CN109401742B/zh active Active
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103980873A (zh) * | 2014-06-04 | 2014-08-13 | 中国地质大学（北京） | 一种三相泡沫复合驱油体系及其应用 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| Use of nanoparticles for oil production;Saebom Ko等;《Journal of Petroleum Science and Engineering》;20180918;第172卷;第107页，图11 * |
| 一种耐高温泡沫体系的驱油效率影响因素分析;汪成;《当代化工》;20151202;第44卷(第11期);第2603页 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN109401742A (zh) | 2019-03-01 |
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