CN111944508A - 乳化降粘驱油剂及制备方法和稠油降粘驱油压裂方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及驱油剂及其制备和使用方法技术领域，是一种乳化降粘驱油剂及制备方法和稠油降粘驱油压裂方法，该乳化降粘驱油剂组分包括重烷基酚聚氧乙烯磷酸酯、多烷基聚氧乙烯苯磺酸盐、乙氧基化烷基硫酸钠、辛基酚聚氧乙烯醚、脂肪醇二甲基甜菜碱、脂肪醇聚氧乙烯醚等。本发明所述乳化降粘驱油剂具有低剪切外力(静态)乳化能力突出、乳状液稳定时间长、降粘率高等特点；同时本发明所述乳化降粘驱油剂应用于体积压裂或暂堵转向压裂时，能够大幅提高稠油开发动用程度，实现稠油有效动用。
Description
技术领域
本发明涉及驱油剂及其制备和使用方法技术领域，是一种乳化降粘驱油剂及制备方法和稠油降粘驱油压裂方法。
背景技术
随着油田勘探开发，常规稀油油藏采出程度相对较高，各油田逐步将目标转向稠油、页岩油等非常规油藏领域。稠油储量整体较大，但受原油粘度高、工艺技术不配套等原因影响，一直制约着稠油经济效益开发。稠油储层原油粘度高、油水流度比大，注水开发水驱指进现象严重，波及面积小，同时易形成油包水乳状液，渗流阻力大。对于低压稠油储层，压裂措施效果整体较差。
近年来，诸多学者开展稠油乳化降粘剂研究，稠油降粘效果突出。但针对不同储层稠油特性，需有针对性筛选乳化降粘驱油剂；同时对于强非均质性、连通性较差稠油储层，乳化降粘驱油剂与原油接触面积有限，对于如何提高乳化降粘剂与稠油接触面积、如何提高乳化降粘驱油压裂效果还未见相关研究，需开展相关技术研究。
发明内容
本发明提供了一种乳化降粘驱油剂及制备方法和稠油降粘驱油压裂方法，克服了上述现有技术之不足，本发明所述乳化降粘驱油剂具有较好乳化降粘、润湿反转和洗油驱油能力，同时本发明所述乳化降粘驱油剂应用于体积压裂或暂堵转向压裂中时，可有效扩大乳化降粘驱油剂与原油接触面积，提高乳化降粘驱油剂驱油效率。
本发明的技术方案之一是通过以下措施来实现的：一种乳化降粘驱油剂，组分按质量百分数计包括重烷基酚聚氧乙烯磷酸酯0至20％、多烷基聚氧乙烯苯磺酸盐13％至26％、乙氧基化烷基硫酸钠8％至22％、辛基酚聚氧乙烯醚6％至12％、脂肪醇二甲基甜菜碱4％至6％、脂肪醇聚氧乙烯醚0至12％、有机溶剂18％至22％、增溶剂0.5％和余量的水。
下面是对上述发明技术方案之一的进一步优化或/和改进：
上述对于50℃时的原油粘度为50mPa·s至20000mPa·s的稠油，乳化降粘驱油剂包括多烷基聚氧乙烯苯磺酸盐24％至26％、乙氧基化烷基硫酸钠8％至12％、脂肪醇聚氧乙烯醚8％至12％、辛基酚聚氧乙烯醚8％至12％、脂肪醇二甲基甜菜碱4％至6％、有机溶剂18％至22％、增溶剂0.5％，余量为水。
上述对于50℃时的原油粘度为20001mPa·s至50000mPa·s的稠油，乳化降粘驱油剂包括重烷基酚聚氧乙烯磷酸酯15％至20％、多烷基聚氧乙烯苯磺酸盐13％至15％、乙氧基化烷基硫酸钠18％至22％、辛基酚聚氧乙烯醚6％至10％、脂肪醇二甲基甜菜碱4％至6％、有机溶剂18％至20％、增溶剂0.5％，余量为水。
上述乳化降粘驱油剂按下述方法得到：将所需量的有机溶剂和水混合均匀得到有机溶剂混合液，升温至45至55℃，然后向有机溶剂混合液中加入所需量的重烷基酚聚氧乙烯磷酸酯和多烷基聚氧乙烯苯磺酸盐，充分搅拌溶解，待体系澄清，接着加入所需量的乙氧基化烷基硫酸钠、辛基酚聚氧乙烯醚和脂肪醇聚氧乙烯醚，搅拌并充分溶解，调整pH值至5.5至7，再加入所需量的增溶剂混合，混合均匀后加入所需量的脂肪醇二甲基甜菜碱，最后在温度为45至55℃的条件下反应1h，调整pH值至5.5至7后，制得乳化降粘驱油剂。
上述增溶剂为椰油酰两性基二乙酸二钠、椰油基两性咪唑啉中一种或两种；有机溶剂为乙二醇丁醚、异丙醇中的一种或两种。
本发明的技术方案之二是通过以下措施来实现的：一种技术方案之一所述乳化降粘驱油剂的制备方法，按下述方法进行：将所需量的有机溶剂和水混合均匀得到有机溶剂混合液，升温至45至55℃，然后向有机溶剂混合液中加入所需量的重烷基酚聚氧乙烯磷酸酯和多烷基聚氧乙烯苯磺酸盐，充分搅拌溶解，待体系澄清，接着加入所需量的乙氧基化烷基硫酸钠、辛基酚聚氧乙烯醚和脂肪醇聚氧乙烯醚，搅拌并充分溶解，调整pH值至5.5至7，再加入所需量的增溶剂混合，混合均匀后加入所需量的脂肪醇二甲基甜菜碱，最后在温度为45至55℃的条件下反应1h，调整pH值至5.5至7后，制得乳化降粘驱油剂。
本发明的技术方案之三是通过以下措施来实现的：一种乳化降粘驱油剂的稠油降粘驱油压裂方法，按下述方法进行：
采用体积压裂工艺或暂堵转向压裂工艺实施压裂，压裂前，注入乳化降粘驱油剂溶液，然后注入含乳化降粘驱油剂的压裂液进行压裂作业，压裂后进行焖井渗析置换和放喷返排作业。
下面是对上述发明技术方案之三的进一步优化或/和改进：
上述压裂前，乳化降粘驱油剂溶液的注入排量为12m3/min至14m3/min，每段注入量800m3至1500m3；乳化降粘驱油剂溶液中，乳化降粘驱油剂的质量分数为0.6％至0.8％。
上述含乳化降粘驱油剂的压裂液中，乳化降粘驱油剂的质量分数为0.6％至0.8％；含乳化降粘驱油剂的压裂液在储层温度下，170s-1恒温剪切90min，含乳化降粘驱油剂的压裂液的粘度≥100mPa·s。
上述压裂过程中，含乳化降粘驱油剂的压裂液的排量12m3/min至14m3/min，确保节流压力或暂堵升压≥3MPa；实施的焖井渗析置换时，压后焖井5天至10天或压降≤0.2MPa/d。
本发明所述乳化降粘驱油剂具有低剪切外力(静态)乳化能力突出、乳状液稳定时间长、降粘率高等特点；同时本发明所述乳化降粘驱油剂应用于体积压裂或暂堵转向压裂时，能够大幅提高稠油开发动用程度，实现稠油有效动用。
附图说明
附图1为本发明所述乳化降粘驱油剂的降粘率曲线。
附图2为乳化降粘驱油压裂液的高温流变实验曲线。
具体实施方式
本发明不受下述实施例的限制，可根据本发明的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。本发明中所提到各种化学试剂和化学用品如无特殊说明，均为现有技术中公知公用的化学试剂和化学用品；本发明中的百分数如没有特殊说明，均为质量百分数；本发明中的溶液若没有特殊说明，均为溶剂为水的水溶液，例如，盐酸溶液即为盐酸水溶液；本发明中的常温、室温一般指15℃到25℃的温度，一般定义为25℃。
下面结合实施例对本发明作进一步描述：
实施例1：该乳化降粘驱油剂，组分按质量百分数计包括重烷基酚聚氧乙烯磷酸酯0至20％、多烷基聚氧乙烯苯磺酸盐13％至26％、乙氧基化烷基硫酸钠8％至22％、辛基酚聚氧乙烯醚6％至12％、脂肪醇二甲基甜菜碱4％至6％、脂肪醇聚氧乙烯醚0至12％、有机溶剂18％至22％、增溶剂0.5％和余量的水。
乳化降粘驱油剂按下述方法得到：将所需量的有机溶剂和水混合均匀得到有机溶剂混合液，升温至45至55℃，然后向有机溶剂混合液中加入所需量的重烷基酚聚氧乙烯磷酸酯和多烷基聚氧乙烯苯磺酸盐，充分搅拌溶解，待体系澄清，接着加入所需量的乙氧基化烷基硫酸钠、辛基酚聚氧乙烯醚和脂肪醇聚氧乙烯醚，搅拌并充分溶解，调整pH值至5.5至7，再加入所需量的增溶剂混合，混合均匀后加入所需量的脂肪醇二甲基甜菜碱，最后在温度为45至55℃的条件下反应1h，调整pH值至5.5至7后，制得乳化降粘驱油剂。
本发明所述乳化降粘驱油剂的有益之处在于：
(1)本发明的乳化降粘驱油剂摆脱了以往驱油表面活性剂一味追求低界面张力的论束缚，发明人经研究认识到重质原油着重考虑低剪切力下的乳化能力与润湿反转能力的组合，本发明的乳化降粘驱油剂在低剪切力下具有较强乳化降粘能力，同时具有较强润湿反转、洗油驱油能力；
(2)在压裂前，大排量(12m3/min至14m3/min)注入乳化降粘驱油剂水溶液，可有效提高乳化降粘驱油剂与储层原油接触面积，提高驱油效率，并可实现储层增能；
(3)本乳化降粘驱油剂的乳化降粘驱油与体积压裂或暂堵转向压裂的结合结合，可有效提高裂缝波及体积，从而提高乳化降粘驱油效率；
(4)现有瓜胶压裂液体系不受本发明的乳化降粘驱油剂影响，可实现压裂过程全程乳化降粘。
实施例2：作为上述实施例的优化，乳化降粘驱油剂包括多烷基聚氧乙烯苯磺酸盐24％至26％、乙氧基化烷基硫酸钠8％至12％、脂肪醇聚氧乙烯醚8％至12％、辛基酚聚氧乙烯醚8％至12％、脂肪醇二甲基甜菜碱4％至6％、有机溶剂18％至22％、增溶剂0.5％，余量为水。
对于50℃时的原油粘度为50mPa·s至20000mPa·s的稠油，在低速剪切(可低于170s-1)条件下，实施例2所述组分对其具有较强乳化降粘能力，同时具有较强润湿反转、洗油驱油能力，乳状液稳定时间长。
实施例3：作为上述实施例的优化，乳化降粘驱油剂包括重烷基酚聚氧乙烯磷酸酯15％至20％、多烷基聚氧乙烯苯磺酸盐13％至15％、乙氧基化烷基硫酸钠18％至22％、辛基酚聚氧乙烯醚6％至10％、脂肪醇二甲基甜菜碱4％至6％、有机溶剂18％至20％、增溶剂0.5％，余量为水。
对于50℃时的原油粘度为20001mPa·s至50000mPa·s的稠油，在低速剪切(可低于170s-1)条件下，实施例3所述组分对其具有较强乳化降粘能力，同时具有较强润湿反转、洗油驱油能力，乳状液稳定时间长。
实施例4：作为上述实施例的优化，增溶剂为椰油酰两性基二乙酸二钠、椰油基两性咪唑啉中一种或两种；有机溶剂为乙二醇丁醚、异丙醇中的一种或两种。
实施例5：上述实施例所述乳化降粘驱油剂的稠油降粘驱油压裂方法，按下述方法进行：
采用体积压裂工艺或暂堵转向压裂工艺实施压裂，压裂前，大排量注入乳化降粘驱油剂溶液降粘补能，乳化降粘驱油剂溶液的注入排量为12m3/min至14m3/min，每段注入量800m3至1500m3；乳化降粘驱油剂溶液中，乳化降粘驱油剂的质量分数为0.6％至0.8％，然后注入含乳化降粘驱油剂的压裂液进行压裂作业，压裂后进行常规的焖井渗析置换和放喷返排作业。
新井投产优选体积压裂，重复压裂优选暂堵转向压裂，扩大裂缝波及体积。
所述含乳化降粘驱油剂的压裂液中，乳化降粘驱油剂的质量分数为0.6％至0.8％，含乳化降粘驱油剂的压裂液在储层温度下(40℃至120℃)，170s-1恒温剪切90min，其粘度≥100mPa·s。
所述压裂过程中，含乳化降粘驱油剂的压裂液的排量12m3/min至14m3/min，确保节流压力或暂堵升压≥3MPa；实施常规的焖井渗析置换作业时，压后焖井5天至10天或压降≤0.2MPa/d。
单井压裂后，为提高油水渗析置换效果，采取压后焖井措施，压后焖井天至10天或压降≤0.2MPa/d，使乳化降粘驱油剂与稠油充分接触，对于孔渗特深相对较差储层，适当增加焖井时间至10天至12天，具体根据储层特性分析而定。
采用体积压裂或暂堵转向压裂实施压裂作业时，体积压裂泵注程序案例见表2，暂堵转向压裂泵注程序案例见表3，表2、表3中，驱油压裂液为含乳化降粘驱油剂的压裂液。
乳化降粘驱油剂溶液如下方法制备：常温下将所需量的乳化降粘驱油剂均匀分散在水中，即可得到乳化降粘驱油剂溶液。
含乳化降粘驱油剂的压裂液按如下方法制备：常温下将杀菌剂0.1％、氯化钾0.5％至1％、瓜胶0.2％至0.3％，分散在水中，水溶液起粘后，加入交联促进剂YC-150(北京科麦仕油田化学剂技术有限公司提供)0.3％至0.4％，充分溶胀3h至4h，加入所需量本发明所述乳化降粘驱油剂，循环均匀即可得到含乳化降粘驱油剂的压裂液(乳化降粘驱油压裂液)，该压裂液体系具有较好的降粘作用，如表1和附图1所示。
表1和附图1中使用的乳化降粘驱油剂，包括多烷基聚氧乙烯苯磺酸盐24％、乙氧基化烷基硫酸钠11％、脂肪醇聚氧乙烯醚9％、辛基酚聚氧乙烯醚8％、脂肪醇二甲基甜菜碱6％、有机溶剂(乙二醇丁醚)18％、增溶剂(椰油酰两性基二乙酸二钠)0.5％，余量为水。
采用RS6000高温流变仪对乳化降粘驱油压裂液进行耐温抗剪切性能评价，105℃，170s-1恒温剪切90min，其结果如附图2，最终剪切粘度≥100mPa·s。由图2可知，乳化降粘驱油压裂液配伍性能良好，具有较好高温流变性能，满足加砂要求。
用于耐温抗剪切性能评价的乳化降粘驱油压裂液按如下方法制备：常温下将杀菌剂0.1％、氯化钾0.5％、瓜胶0.3％，分散在水中，水溶液起粘后，加入交联促进剂YC-150(北京科麦仕油田化学剂技术有限公司提供)0.4％，充分溶胀4h，加入所需量本发明所述乳化降粘驱油剂，循环均匀即可得到乳化降粘驱油压裂液，乳化降粘驱油压裂液中，乳化降粘驱油剂的质量百分比为0.6％至0.8％。
综上所述，本发明所述乳化降粘驱油剂具有低剪切外力(静态)乳化能力突出、乳状液稳定时间长、降粘率高等特点；同时本发明所述乳化降粘驱油剂应用于体积压裂或暂堵转向压裂时，能够大幅提高稠油开发动用程度，实现稠油有效动用。
以上技术特征构成了本发明的实施例，其具有较强的适应性和实施效果，可根据实际需要增减非必要的技术特征，来满足不同情况的需求。
表1乳化降粘驱油压裂液对稠油降粘率
表2体积压裂泵注程序案例
表3暂堵转向压裂泵注程序案例
Claims (10)
1.一种乳化降粘驱油剂，其特征在于组分按质量百分数计包括重烷基酚聚氧乙烯磷酸酯0至20％、多烷基聚氧乙烯苯磺酸盐13％至26％、乙氧基化烷基硫酸钠8％至22％、辛基酚聚氧乙烯醚6％至12％、脂肪醇二甲基甜菜碱4％至6％、脂肪醇聚氧乙烯醚0至12％、有机溶剂18％至22％、增溶剂0.5％和余量的水。
2.根据权利要求1所述的乳化降粘驱油剂，其特征在于对于50℃时的原油粘度为50mPa·s至20000mPa·s的稠油，乳化降粘驱油剂包括多烷基聚氧乙烯苯磺酸盐24％至26％、乙氧基化烷基硫酸钠8％至12％、脂肪醇聚氧乙烯醚8％至12％、辛基酚聚氧乙烯醚8％至12％、脂肪醇二甲基甜菜碱4％至6％、有机溶剂18％至22％、增溶剂0.5％，余量为水。
3.根据权利要求1所述的乳化降粘驱油剂，其特征在于对于50℃时的原油粘度为20001mPa·s至50000mPa·s的稠油，乳化降粘驱油剂包括重烷基酚聚氧乙烯磷酸酯15％至20％、多烷基聚氧乙烯苯磺酸盐13％至15％、乙氧基化烷基硫酸钠18％至22％、辛基酚聚氧乙烯醚6％至10％、脂肪醇二甲基甜菜碱4％至6％、有机溶剂18％至20％、增溶剂0.5％，余量为水。
4.根据权利要求1或2或3所述的乳化降粘驱油剂，其特征在于按下述方法得到：将所需量的有机溶剂和水混合均匀得到有机溶剂混合液，升温至45至55℃，然后向有机溶剂混合液中加入所需量的重烷基酚聚氧乙烯磷酸酯和多烷基聚氧乙烯苯磺酸盐，充分搅拌溶解，待体系澄清，接着加入所需量的乙氧基化烷基硫酸钠、辛基酚聚氧乙烯醚和脂肪醇聚氧乙烯醚，搅拌并充分溶解，调整pH值至5.5至7，再加入所需量的增溶剂混合，混合均匀后加入所需量的脂肪醇二甲基甜菜碱，最后在温度为45至55℃的条件下反应1h，调整pH值至5.5至7后，制得乳化降粘驱油剂。
5.根据权利要求1或2或3所述的乳化降粘驱油剂，其特征在于增溶剂为椰油酰两性基二乙酸二钠、椰油基两性咪唑啉中一种或两种；或/和，有机溶剂为乙二醇丁醚、异丙醇中的一种或两种。
6.根据权利要求4所述的乳化降粘驱油剂，其特征在于增溶剂为椰油酰两性基二乙酸二钠、椰油基两性咪唑啉中一种或两种；或/和，有机溶剂为乙二醇丁醚、异丙醇中的一种或两种。
7.一种根据权利要求1或2或3或5或6所述的乳化降粘驱油剂的制备方法，其特征在于按下述方法进行：将所需量的有机溶剂和水混合均匀得到有机溶剂混合液，升温至45至55℃，然后向有机溶剂混合液中加入所需量的重烷基酚聚氧乙烯磷酸酯和多烷基聚氧乙烯苯磺酸盐，充分搅拌溶解，待体系澄清，接着加入所需量的乙氧基化烷基硫酸钠、辛基酚聚氧乙烯醚和脂肪醇聚氧乙烯醚，搅拌并充分溶解，调整pH值至5.5至7，再加入所需量的增溶剂混合，混合均匀后加入所需量的脂肪醇二甲基甜菜碱，最后在温度为45至55℃的条件下反应1h，调整pH值至5.5至7后，制得乳化降粘驱油剂。
8.一种使用根据权利要求1至6任意一项所述的乳化降粘驱油剂的稠油降粘驱油压裂方法，其特征在于按下述方法进行：采用体积压裂工艺或暂堵转向压裂工艺实施压裂，压裂前，注入乳化降粘驱油剂溶液，然后注入含乳化降粘驱油剂的压裂液进行压裂作业，压裂后进行焖井渗析置换和放喷返排作业。
9.根据权利要求8所述的稠油降粘驱油压裂方法，其特征在于压裂前，乳化降粘驱油剂溶液的注入排量为12m3/min至14m3/min，每段注入量800m3至1500m3；或/和，乳化降粘驱油剂溶液中，乳化降粘驱油剂的质量分数为0.6％至0.8％；或/和，含乳化降粘驱油剂的压裂液中，乳化降粘驱油剂的质量分数为0.6％至0.8％；或/和，含乳化降粘驱油剂的压裂液在储层温度下，170s-1恒温剪切90min，含乳化降粘驱油剂的压裂液的粘度≥100mPa·s。
10.根据权利要求8或9所述的稠油降粘驱油压裂方法，其特征在于压裂过程中，含乳化降粘驱油剂的压裂液的排量12m3/min至14m3/min，确保节流压力或暂堵升压≥3MPa；或/和，实施的焖井渗析置换时，压后焖井5天至10天或压降≤0.2MPa/d。
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