CN110144202A - 一种高温高压调驱长效泡沫及其制备方法 - Google Patents

一种高温高压调驱长效泡沫及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高温高压调驱长效泡沫及其制备方法，该长效泡沫起泡剂0.4份～0.7份、膨润土1.5份～2.5份、悬浮分散剂0.01份～0.05份、气水界面增效剂0.15份～0.4份，余量为水；所述起泡剂选自十六烷基磺酸钠和/或十八烷基磺酸钠；所述膨润土选自钠基膨润土；所述悬浮分散剂选自丙烯酰胺/2‑丙烯酰胺基‑2‑甲基丙磺酸共聚物；所述气水界面增效剂选自氨基三甲叉膦酸钠、碳酸氢钠、丙二酸钠中的一种或多种。本发明提供的长效泡沫稳定时间长，与普通泡沫相比，半衰期可提高443％；该泡沫体系封堵强度大，比普通泡沫封堵率高20％以上；同时，该泡沫体系驱油能力强，提高采收率幅度达30％以上，与普通泡沫体系相比，提高采收率能力增加60％以上。

Description

一种高温高压调驱长效泡沫及其制备方法
技术领域
本发明涉及油田化学的技术领域，具体涉及一种高温高压调驱长效泡沫及其制备方法。
背景技术
热采是世界稠油油藏的主要开发方式，随着蒸汽吞吐及蒸汽驱开发的深入，汽窜和边底水问题日益严峻，开发效果逐步变差。氮气泡沫调驱因为工艺简单、价格相对低廉，在油田得到了广泛的应用，是目前治理汽窜和边底水的有效措施之一。然而，普通泡沫的封堵强度低、有效期短，这成为制约泡沫调驱进一步扩大应用的主要问题。
在低油价形势下，制备成本低、注入性好、封堵强度大的三相泡沫体系是实现稠油热采油藏稳油控水的一项重要的技术措施。聚合物、纳米颗粒是目前使用的两类泡沫增效剂。聚合物可以显著延长泡沫的稳定时间，但是由于聚合物使起泡体积大幅减小，而且常规在用聚合物耐温性差，无法满足稠油热采的耐温要求；常规三维球形纳米粒子可改善泡沫的高温稳定性，但纳米粒子有效使用浓度较大(≥1％)，该问题已成为目前制约纳米颗粒强化泡沫发展的瓶颈。
发明内容
本发明的目的在于克服上述背景技术的不足，而提供一种高温高压调驱长效泡沫及其制备方法，该长效泡沫稳定时间长、封堵强度大，而且驱油能力强，大大提高采收率能力。
为实现上述目的，本发明提供一种高温高压调驱长效泡沫，它由以下重量份数的原料制成：起泡剂0.4份～0.7份、膨润土1.5份～2.5份、悬浮分散剂0.01份～0.05份、气水界面增效剂0.15份～0.4份，余量为水；
所述起泡剂选自十六烷基磺酸钠和/或十八烷基磺酸钠；
所述膨润土选自钠基膨润土；
所述悬浮分散剂选自丙烯酰胺/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸共聚物；
所述气水界面增效剂选自氨基三甲叉膦酸钠、碳酸氢钠、丙二酸钠中的一种或多种。
作为优选实施方式地，所述的高温高压调驱长效泡沫由以下重量份数的原料制成：起泡剂0.4份～0.7份、膨润土2份～2.5份、悬浮分散剂0.01份～0.03份、气水界面增效剂0.15份～0.4份，余量为水；
所述起泡剂选自十六烷基磺酸钠和/或十八烷基磺酸钠；
所述膨润土选自钠基膨润土；
所述悬浮分散剂选自丙烯酰胺/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸共聚物；
所述气水界面增效剂选自氨基三甲叉膦酸钠、碳酸氢钠、丙二酸钠中的一种或多种。
作为优选实施方式地，所述的高温高压调驱长效泡沫由以下重量份数的原料制成：它由以下重量份数的原料制成：起泡剂0.7份、膨润土2份、悬浮分散剂0.01份、气水界面增效剂0.15份，余量为水；
所述起泡剂为十八烷基磺酸钠；
所述膨润土选自钠基膨润土；
所述悬浮分散剂选自丙烯酰胺/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸共聚物；
所述气水界面增效剂选自氨基三甲叉膦酸钠、碳酸氢钠、丙二酸钠按重量比为1:1:1混合而成。
作为最佳实施方式地，所述的高温高压调驱长效泡沫由以下重量份数的原料制成：起泡剂0.4份、膨润土2.5份、悬浮分散剂0.03份、气水界面增效剂0.4份，余量为水；
所述起泡剂为十六烷基磺酸钠与十八烷基磺酸钠按重量比为5:3混合而成；
所述膨润土选自钠基膨润土；
所述悬浮分散剂选自丙烯酰胺/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸共聚物；
所述气水界面增效剂为丙二酸钠与碳酸氢钠按重量比为5:3混合而成。
本发明还提供一种上述高温高压调驱长效泡沫的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)将膨润土溶于水中充分搅拌分散，得到膨润土颗粒溶液；
2)将起泡剂、气水界面增效剂加入步骤1)所得的膨润土颗粒溶液中超声波分散，得到混合液；
3)将悬浮分散剂加入步骤2)所得的混合液中充分搅拌，即可得到高温高压调驱长效泡沫。
作为优选实施方式地，所述步骤1)中，搅拌分散具体为采用高速搅拌机在转速为18000～20000rpm的条件下搅拌2～4min。
作为优选实施方式地，所述步骤2)中，超声波分散具体为采用超声波分散器分散10～14min。
作为优选实施方式地，所述步骤3)中，充分搅拌具体为在转速为500～800rpm的条件下搅拌20～25min。
与现有技术相比，本发明具有如下优点：
其一，本发明所使用的膨润土价格低廉，有利于该长效泡沫在油田的大规模推广应用；同时，与聚合物类稳泡剂相比，纳基膨润土耐温性极强，性能基本不受温度的影响，可适用于不同温度场的热采稠油油藏。
其二，本发明所使用的气水界面增效剂为氨基三甲叉膦酸钠、碳酸氢钠与丙二酸钠之一或组合，该气水界面增效剂与钠基膨润土具有良好的配伍性，不仅可把钠基膨润土充分溶胀于水中，而且能剥离钠基膨润土的多层结构，降低其流体力学尺寸，有利于在气水界面上吸附，减弱由于普通多层膨润土重力效应而引起的排液作用，因此使得制备的泡沫稳定性优异。
其三，本发明提供的长效泡沫稳定时间长，与普通泡沫相比，半衰期可提高443％；该泡沫体系封堵强度大，比普通泡沫封堵率高20％以上；同时，该泡沫体系驱油能力强，提高采收率幅度达30％以上，与普通泡沫体系相比，提高采收率能力增加60％以上。因此，本发明提供的长效泡沫是一种优异的高温高压提高采收率驱油剂。
具体实施方式
下面结合实施例详细说明本发明的实施情况，但它们并不构成对本发明的限定，仅作举例而已。同时通过说明本发明的优点将变得更加清楚和容易理解。
实施例1：
一种高温高压调驱长效泡沫的制备方法，包括如下步骤：将1.5g钠基膨润土颗粒置于87.85g清水中充分分散，利用高速搅拌机在20000rpm条件下搅拌2min，然后将0.25g十六烷基磺酸钠、0.25g十八烷基磺酸钠、0.1g氨基三甲叉膦酸钠、0.05g碳酸氢钠加入上述膨润土颗粒溶液中，将其置于超声波分散器中分散10min；最后将10g质量浓度为0.4％的丙烯酰胺/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸共聚物溶液与上述溶液混合，在500rpm条件下搅拌20min，即可得到长效泡沫。取100g长效泡沫注入高温高压泡沫仪中，泡沫仪温度设为150℃、压力为10MPa，以速度200ml/min注入氮气，氮气注入至泡沫体积不再增大时停止注入，最大泡沫体积为232ml，半衰期为78s。
实施例2：
一种高温高压调驱长效泡沫的制备方法，包括如下步骤：将2g钠基膨润土颗粒置于87.3g清水中充分分散，利用高速搅拌机在20000rpm条件下搅拌2min，然后将0.25g十六烷基磺酸钠、0.25g十八烷基磺酸钠、0.1g丙二酸钠、0.1g碳酸氢钠加入上述膨润土颗粒溶液中，将其置于超声波分散器中分散10min；最后将10g质量浓度为0.35％的丙烯酰胺/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸共聚物溶液与上述溶液混合，在500rpm条件下搅拌20min，即可得到长效泡沫。取100g长效泡沫注入高温高压泡沫仪中，泡沫仪温度设为150℃、压力为10MPa，以速度200ml/min注入氮气，氮气注入至泡沫体积不再增大时停止注入，最大泡沫体积为227ml，半衰期为81s。
实施例3：
一种高温高压调驱长效泡沫的制备方法，包括如下步骤：将2.5g钠基膨润土颗粒置于86.7g清水中充分分散，利用高速搅拌机在20000rpm条件下搅拌2min，然后将0.25g十六烷基磺酸钠、0.15g十八烷基磺酸钠、0.25g丙二酸钠、0.15g碳酸氢钠加入上述膨润土颗粒溶液中，将其置于超声波分散器中分散10min；最后将10g质量浓度为0.3％的丙烯酰胺/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸共聚物溶液与上述溶液混合，在500rpm条件下搅拌20min，即可得到长效泡沫。取100g长效泡沫注入高温高压泡沫仪中，泡沫仪温度设为150℃、压力为10MPa，以速度200ml/min注入氮气，氮气注入至泡沫体积不再增大时停止注入，最大泡沫体积为202ml，半衰期为114s。
实施例4：
一种高温高压调驱长效泡沫的制备方法，包括如下步骤：将2g钠基膨润土颗粒置于87.3g清水中充分分散，利用高速搅拌机在20000rpm条件下搅拌2min，然后将0.5g十六烷基磺酸钠、0.1g氨基三甲叉膦酸钠、0.05g丙二酸钠、0.05g碳酸氢钠加入上述膨润土颗粒溶液中，将其置于超声波分散器中分散10min；最后将10g质量浓度为0.5％的丙烯酰胺/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸共聚物溶液与上述溶液混合，在500rpm条件下搅拌20min，即可得到长效泡沫。取100g长效泡沫注入高温高压泡沫仪中，泡沫仪温度设为150℃、压力为10MPa，以速度200ml/min注入氮气，氮气注入至泡沫体积不再增大时停止注入，最大泡沫体积为224ml，半衰期为84s。
实施例5：
一种高温高压调驱长效泡沫的制备方法，包括如下步骤：将2g钠基膨润土颗粒置于87.15g清水中充分分散，利用高速搅拌机在18000rpm条件下搅拌4min，然后将0.7g十八烷基磺酸钠、0.05g氨基三甲叉膦酸钠、0.05g丙二酸钠、0.05g碳酸氢钠加入上述膨润土颗粒溶液中，将其置于超声波分散器中分散14min；最后将10g质量浓度为0.1％的丙烯酰胺/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸共聚物溶液与上述溶液混合，在800rpm条件下搅拌25min，即可得到长效泡沫。取100g长效泡沫注入高温高压泡沫仪中，泡沫仪温度设为150℃、压力为10MPa，以速度200ml/min注入氮气，氮气注入至泡沫体积不再增大时停止注入，最大泡沫体积为229ml，半衰期为89s。
效果例：
以实施例1-5中所得的长效泡沫及空白对比样即单纯起泡体系(0.25g十六烷基磺酸钠+0.25g十八烷基磺酸钠)为研究对象，考察本发明所提供的泡沫的封堵、驱油能力。利用长度为500mm、内径为25mm的钢制填砂管模型进行泡沫的封堵、驱油能力评价，具体实验流程如下：第一步饱和水后以0.5ml/min的流速向填砂管中注水，测其平衡压力，根据达西公式计算渗透率k1；第二步饱和原油，然后以0.5ml/min的流速水驱至含水率达98％；第三步是以0.5ml/min的流速注入0.5PV的泡沫体系，随后注入0.2PV的清水顶替；第四步是以0.5ml/min的流速向填砂管中注水，测其平衡压力，计算渗透率k2。最后按公式E＝(k1-k2)/k1×100％，计算得到泡沫封堵率E。全程记录产水量、产油量，由此计算不同阶段的采收率。驱替过程中回压设置为10MPa、温度为150℃，填砂管岩心渗透率为3000mD左右。实验结果如表1所示。
表1泡沫驱过程中岩心采收率变化
以上实验结果表明：本发明提供的泡沫稳定时间长，与普通泡沫相比，半衰期可提高443％；该泡沫体系封堵强度大，封堵率介于94.09％-98.91％之间，比普通泡沫封堵率高20％以上；同时，该泡沫体系驱油能力强，提高采收率幅度达30％以上，与普通泡沫体系相比，提高采收率能力增加60％以上。
本说明书未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (8)

1.一种高温高压调驱长效泡沫，其特征在于，它由以下重量份数的原料制成：起泡剂0.4份～0.7份、膨润土1.5份～2.5份、悬浮分散剂0.01份～0.05份、气水界面增效剂0.15份～0.4份，余量为水；
所述起泡剂选自十六烷基磺酸钠和/或十八烷基磺酸钠；
所述膨润土选自钠基膨润土；
所述悬浮分散剂选自丙烯酰胺/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸共聚物；
所述气水界面增效剂选自氨基三甲叉膦酸钠、碳酸氢钠、丙二酸钠中的一种或多种。
2.根据权利要求1所述的高温高压调驱长效泡沫，其特征在于，它由以下重量份数的原料制成：起泡剂0.4份～0.7份、膨润土2份～2.5份、悬浮分散剂0.01份～0.03份、气水界面增效剂0.15份～0.4份，余量为水；
所述起泡剂选自十六烷基磺酸钠和/或十八烷基磺酸钠；
所述膨润土选自钠基膨润土；
所述悬浮分散剂选自丙烯酰胺/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸共聚物；
所述气水界面增效剂选自氨基三甲叉膦酸钠、碳酸氢钠、丙二酸钠中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的高温高压调驱长效泡沫，其特征在于，它由以下重量份数的原料制成：它由以下重量份数的原料制成：起泡剂0.7份、膨润土2份、悬浮分散剂0.01份、气水界面增效剂0.15份，余量为水；
所述起泡剂为十八烷基磺酸钠；
所述膨润土选自钠基膨润土；
所述悬浮分散剂选自丙烯酰胺/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸共聚物；
所述气水界面增效剂选自氨基三甲叉膦酸钠、碳酸氢钠、丙二酸钠按重量比为1:1:1混合而成。
4.根据权利要求1所述的高温高压调驱长效泡沫，其特征在于，它由以下重量份数的原料制成：起泡剂0.4份、膨润土2.5份、悬浮分散剂0.03份、气水界面增效剂0.4份，余量为水；
所述起泡剂为十六烷基磺酸钠与十八烷基磺酸钠按重量比为5:3混合而成；
所述膨润土选自钠基膨润土；
所述悬浮分散剂选自丙烯酰胺/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸共聚物；
所述气水界面增效剂为丙二酸钠与碳酸氢钠按重量比为5:3混合而成。
5.一种权利要求1～4任一项所述高温高压调驱长效泡沫的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)将膨润土溶于水中充分搅拌分散，得到膨润土颗粒溶液；
2)将起泡剂、气水界面增效剂加入步骤1)所得的膨润土颗粒溶液中超声波分散，得到混合液；
3)将悬浮分散剂加入步骤2)所得的混合液中充分搅拌，即可得到高温高压调驱长效泡沫。
6.根据权利要求5所述的高温高压调驱长效泡沫的制备方法，其特征在于，所述步骤1)中，搅拌分散具体为采用高速搅拌机在转速为18000～20000rpm的条件下搅拌2～4min。
7.根据权利要求5所述的高温高压调驱长效泡沫的制备方法，其特征在于，所述步骤2)中，超声波分散具体为采用超声波分散器分散10～14min。
8.根据权利要求5所述的高温高压调驱长效泡沫的制备方法，其特征在于，所述步骤3)中，充分搅拌具体为在转速为500～800rpm的条件下搅拌20～25min。
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