CN110016329B - 一种高温高盐油藏原位乳化体系及其应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公布了一种高温高盐油藏原位乳化体系及其应用，所述原位乳化体系包括烷基酚(醇)聚氧乙烯醚磺酸盐0.1％～0.3％，十二烷基硫酸钠0.05％～0.1％，纳米二氧化硅0.05％～0.1％，其余为水。该原位乳化体系与原油的界面张力能够达到10‑2～10‑3mN/m，在剪切条件下，原油与水能够形成O/W乳状液，该乳状液的黏度大于水的黏度，能够有效的改善流度比，当其应用于高温高盐油藏的化学驱时，乳状液液滴能够通过贾敏效应堵塞多孔介质中的大孔隙，改善储层非均质性，启动低渗层，从而大幅度提高采收率，同时该体系在高温高盐条件下的抗老化性能良好，能够满足高温高盐油藏驱油需求。

Description

一种高温高盐油藏原位乳化体系及其应用
技术领域
本发明涉及一种高温高盐油藏原位乳化体系及应用，属于油田化学和油田开采技术领域。
背景技术
目前我国大部分油藏开采程度已经进入了高含水阶段，但是采收率不到40％，因此提高采收率技术具有广阔的研究空间。而化学驱提高采收率较高、能满足大部分油藏条件，具有广阔的研究应用前景。化学驱主要包括表面活性剂驱、聚合物驱、碱水驱以及复合驱。受温度、矿化度以及聚合物性能的影响，聚合物驱和基于聚合物的化学驱不能用于Ⅲ类油藏的开发，同时在碱水驱过程中由于结垢以及垢对储层的伤害，限制了碱水驱在Ⅲ类油藏的应用。而表面活性剂驱能够满足高温高盐油藏的苛刻条件，但是当油藏非均质性较强时，表面活性剂溶液将流向渗流阻力小的高渗区域，不能波及到渗流阻力大的高渗区域，经济效益较差。
任朝华等人(任朝华等.乳化剂HC-5的性能及驱油效果[J].油田化学，2015，32(4)，554-558)指出乳状液液滴能够堵塞地层大孔道，从而降低孔隙介质的渗透率，提高地层水驱波及系数改变微观流度，最终提高原油采收率。对于低渗区，乳液具有明显的增压和调剖作用，对于高渗区，乳液的调剖机理与驱油机理协调作用实现原油采收率的大幅度提高。冯海顺等人(冯海顺等.低渗透油藏自乳化驱油体系与表面活性剂体系驱油效果对比研究[C]//中国化学会第十六届胶体与界面化学会议)对比研究了低渗油藏自乳化驱油体系与表面活性剂体系驱油效果，实验结果表明，单纯的表面活性剂体系虽然具有超低界面张力，但是只能提高采收率11.2％，而自乳化体系能够提高采收率19.6％。通过微观驱替实验发现，自原位乳化体系与水驱后的残余油接触形成微小的O/W乳状液，在无毛管力作用下更容易通过孔喉半径，从而提高采收率。宁健等(宁健等.低成本O/W型乳液与岩心孔喉配伍性及其驱油效率[J].油田化学，2018，35(2)：142-146)研究了低成本O/W型乳液与岩心孔吼配伍性及其驱油效率，实验结果表明，乳液液滴与岩石孔喉尺寸匹配系数小于1时，驱油效率不高，但是当匹配效率大于1时，提高采收率明显，能够达到17％。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高温高盐油藏原位乳化体系，该体系的适用油藏条件为80℃～140℃，矿化度为5×104～22.5×104mg/L。该体系在油藏多孔介质渗流过程中，首先通过(超)低界面张力将水驱后的剩余油启动，随后原位发生乳化，形成O/W型乳状液。该乳状液通过贾敏效应改善储层非均质性，实现油藏深部液流转向，提高波及效率，最终提高原油采收率。本发明提供的原位乳化体系适用油藏温度和矿化度范围广，能够有效的改善注水开发效果，具有广阔的应用前景。
为了达到上述目的，本发明提供以下技术方案：
一种高温高盐油藏原位乳化体系，以质量百分比计，包括以下组分：
烷基酚(醇)聚氧乙烯醚磺酸盐0.1％～0.3％，优选为0.2％，
十二烷基硫酸钠0.05％～0.1％，
纳米二氧化硅0.05％～0.1％，
其余为水；
所述烷基醇聚氧乙烯醚磺酸盐，其结构式为：
Figure BDA0002058836380000022
其中，a为8，9，12；b为3，5，7，9，15，20；
所述烷基酚聚氧乙烯醚磺酸盐，其结构式为：
Figure BDA0002058836380000021
其中，m为8，9，12；n为3，5，7，9，15。
本发明还提供一种高温高盐油藏原位乳化体系在高温高盐油藏化学驱替中的应用。
本发明的有益效果如下：
1、本发明的高温高盐油藏原位乳化体系与原油的界面张力达到10-2～10-3mN/m，在剪切条件下，原油与水能够形成O/W乳状液，该乳状液的黏度大于水的黏度，能够有效的改善流度比。
2、本发明的乳状液液滴能够通过贾敏效应堵塞多孔介质中的大孔隙，改善储层非均质性，启动低渗层，从而大幅度提高采收率，同时该体系在高温高盐条件下的抗老化性能良好，能够满足高温高盐油藏驱油需求。
附图说明
图1为高温高盐油藏原位乳化体系的长期稳定性图；
图2为高温高盐油藏原位乳化体系驱替过程中的驱油效果图；
图3为高温高盐油藏原位乳化体系驱替过程中的产出液实物图及微观图，a为实物图，b为显微图。
具体实施方式
实施例1
以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文的所有技术和科学术术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的含义。
下面结合实施例子和附图对本发明做进一步说明，但不限于本发明。
(一)原位乳化体系的制备：
1)高矿化度水的配制：配制高矿化度的模拟地层水，其组成为22×104mg/L NaCl+0.5×104mg/L CaCl2。
2)高温高盐油藏原位乳化体系的准备：利用1)中准备的高矿化度水配制的原位乳化体系，其组成为0.2％烷基酚聚氧乙烯醚磺酸盐，十二烷基硫酸钠0.08％，纳米二氧化硅0.08％。
(二)性能测试：
1、高温高盐油藏原位乳化体系的抗老化性能，将制备的原位乳化体系加入原油并密封后放置在110℃的恒温烘箱中，定期取出然后在对应的温度下测试界面张力，观测其长期稳定性。
利用SVT20旋转界面张力仪测试油水界面张力，实验结果如图1所示，老化前油水界面张力为0.006mN/m，老化90d后油水界面张力增加至0.021mN/m，但是仍然在10-2mN/m数量级，表现出较好的长期稳定性。
2、高温高盐油藏原位乳化体系的乳化性能测试，利用涡旋振动混合器制备乳液，利用安东帕高温高压流变仪测试乳液的黏度，老化后高温高盐油藏原位乳化体系的乳化性能如表1所示，在不同的油水比条件下，原油与高温高盐油藏原位乳化体系均能形成O/W乳状液，同时乳状液的黏度高于水的黏度，表明该乳状液能够有效的改善油水流度比。
表1老化后高温高盐油藏原位乳化体系的乳化性能
Figure BDA0002058836380000041
3、通过三层非均质(渗透率分别为100mD，200mD和500mD)方岩心(宽度4.5cm，长度30cm)、在90℃的条件下进行驱替实验，研究高温高盐油藏原位乳化体系的调驱性能。
高温高盐油藏原位乳化体系驱替过程中的压力、含水率及采收率变化如图2所示，水驱时原油采收率为29.08％，注入原位乳化体系后，注入压力增加4.3MPa，表明原位乳化体系与剩余油发生乳化，后续水驱结束后，采收率提高19.4％，且后续水驱的稳定压力高于第一次水驱时的压力，表明乳状液通过贾敏效应堵塞大孔喉，改善了储层非均质性。
利用莱卡显微镜观测产出液的形貌，高温高盐油藏原位乳化体系驱替过程中的产出液如图3所示，产出液中能够明显的观测到O/W乳状液，在驱替过程中表现出良好的乳化性能。
上述具体实施方案已结合附图对本发明的方法进行详述，但是本发明并不限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，只要在不超过本发明的主旨范围内，可对实验条件与分析方法及对象进行灵活的变更，这些均属于本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种高温高盐油藏原位乳化体系在高温高盐油藏化学驱替中的应用，其特征在于，以质量百分比计，所述原位乳化体系包括以下组分：
烷基酚聚氧乙烯醚磺酸盐或烷基醇聚氧乙烯醚磺酸盐0.1％～0.3％，
十二烷基硫酸钠0.05％～0.1％，
纳米二氧化硅0.05％～0.1％，
其余为水；
所述烷基醇聚氧乙烯醚磺酸盐的结构式为：
Figure FDA0002755345000000011
其中，a为8，9，12；b为3，5，7，9，15，20；
所述烷基酚聚氧乙烯醚磺酸盐的结构式为：
Figure FDA0002755345000000012
其中，m为8，9，12；n为3，5，7，9，15；
所述高温高盐油藏原位乳化体系应用的油藏的条件为140℃，矿化度为5×104～22.5×104mg/L。
2.根据权利要求1所述的高温高盐油藏原位乳化体系在高温高盐油藏化学驱替中的应用，其特征在于，所述烷基酚聚氧乙烯醚磺酸盐或烷基醇聚氧乙烯醚磺酸盐质量百分比为0.2％。
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