CN112708408B - 用于超低渗透油田注水井的降压增注剂及其制备方法和应用 - Google Patents

用于超低渗透油田注水井的降压增注剂及其制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于超低渗透油田注水井的降压增注剂及其制备方法和应用，主要解决现有降压增注剂针对有机堵塞物的解堵效果差、对地层和油井带来伤害、腐蚀设备和管道等问题。通过采用一种用于超低渗透油田注水井的降压增注剂，以重量份数，包括以下组分：A.阴离子‑非离子表面活性剂：0.05～15份；B.阳离子表面活性剂：0.002～5份；其中，所述阴离子‑非离子表面活性剂选自烷基聚氧烯醚酸盐；所述阳离子表面活性剂选自季铵盐或季铵碱的技术方案，较好地解决了该问题，可用于超低渗透油田注水井的降压增注工艺应用中。

Description

用于超低渗透油田注水井的降压增注剂及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及一种用于油田注水井的降压增注剂，特别是用于超低渗透油田注水井的降压增注剂及其制备方法和应用。
背景技术
近年来，超低渗透油藏的开发利用越来越受到人们的关注并进入实际实施阶段。超低渗透油藏的开发对于满足我国日益增长的能源需求，保证我国石油工业今后的可持续发展有着十分重要的意义。
超低渗透油藏储层物性差，孔隙结构复杂、孔隙度低，毛管压力高，地层渗透率低，粘土矿物含量高，储层敏感性严重，在钻井完井和注水开发过程中极易引起储层损害。随着超低渗透油田在注水开发过程中进入中高含水期，注水井注入压力升高，注入量大幅降低，部分水井欠注甚至停注，地层能量得不到补充，注水开发效果受到严重的影响。因此，迫切需要研制适应油田注水井降压增注需求的化学剂与配套方法解决油田施工现场实际的降压增注需求。
根据我国超低渗透油田的储层情况，引起注水井注入压力升高、注入量降低的主要原因有以下几种：(1)有机物堵塞，包括注水井地层孔隙中的残余油、施工过程中聚集的油性污泥等等；(2)无机物堵塞，包括储层流体与外来流体不配伍形成的水垢、地层温度压力条件改变析出的无机盐、铁锈以及铁渣等等；(3)水敏性损害导致的储层渗透率降低。此外，超低渗透油藏由于岩性致密、渗透率低，界面作用增大了残余油的油水渗流阻力，加剧了残余油在注水井的堵塞作用。
为了解决油田注水井注入压力升高、注入量降低的难题，国内通常采用压裂和酸化的方式进行降压增注。压裂降压增注的地层造缝效果好，但是单井投资大，并且易水窜。酸化降压增注的成本较低，且针对无机堵塞物的解堵效果较好，但是处理半径较小，有效期短，针对性有限。所以，针对目前国内常规降压增注方式的缺陷，以及解除注水井中残余油堵塞的突出问题，研发出一种行之有效的增溶原油能力强、降低油水界面张力效果显著的降压增注剂对提高超低渗透油田注水开发效果具有重要意义。
发明内容
本发明要解决的技术问题之一是现有降压增注技术对解除有机堵塞物特别是残余油造成的堵塞存在不足，难以有效地达到降压增注的目的，提供一种新的用于超低渗透油田注水井的降压增注剂。该降压增注剂能够有效地增溶原油，大幅降低油水界面张力，同时降低原油粘度与凝固点，从而清除残余油造成的注水井堵塞；具有降低油水界面张力的能力和良好的增溶能力，同时兼具降低原油粘度与凝固点的特点，能够有效解除原油等有机堵塞物造成的注水压力升高、注入量降低的问题，提高超低渗透油田的注水开发效果。
本发明要解决的技术问题之二是提供一种与解决技术问题之一相对应的用于超低渗透油田注水井的降压增注剂的制备方法。
本发明要解决的技术问题之三是提供一种与解决技术问题之一相对应的用于超低渗透油田注水井的降压增注剂的应用。
为了解决上述技术问题之一，本发明采用的技术方案如下：一种用于超低渗透油田注水井的降压增注剂，以重量份数，包括以下组分：
A.阴离子-非离子表面活性剂：0.05～15份；
B.阳离子表面活性剂：0.002～5份；
其中，所述阴离子-非离子表面活性剂选自烷基聚氧烯醚酸盐；所述阳离子表面活性剂选自季铵盐或季铵碱。
上述技术方案中，所述烷基聚氧烯醚酸盐优选自烷基聚氧乙烯醚羧酸盐、烷基聚氧丙烯醚羧酸盐、烷基聚氧乙烯聚氧丙烯醚羧酸盐中的至少一种；进一步优选：所述烷基聚氧乙烯醚羧酸盐的烷基碳原子数优选为6～40中的任意数，EO数优选为1～40中的任意数；所述烷基聚氧丙烯醚羧酸盐的烷基碳原子数优选为6～40中的任意数，PO数优选为1～40中的任意数；所述烷基聚氧乙烯醚聚氧丙烯醚羧酸盐的烷基碳原子数优选为6～40中的任意数，EO数、PO数独立优选为0～40中的任意数且不同时为0。
上述技术方案中，所述季铵盐或季铵碱优选为四烃基季铵盐或季铵碱中的至少一种；更优选为四烷基卤化铵中的至少一种，最优选为四烷基氯化铵。
上述技术方案中，所述降压增注剂优选还包含组分：C.增效助剂：0.5～20份；进一步优选：所述增效助剂优选为醇、醇胺中的至少一种，如C1～C8或C2～C4的一元醇、二元醇、多元醇，C2～C12或C2～C8的单醇胺、二醇胺、三醇胺等；所述醇优选为乙醇、乙二醇、丙醇、丙二醇、丙三醇中的至少一种；所述醇胺优选为乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺中的至少一种。。
上述技术方案中，所述阴离子-非离子表面活性剂的最优选方案为烷基聚氧乙烯聚氧丙烯醚羧酸盐(EO、PO数为0～40，其中两者不可同时为0)，阳离子表面活性剂的最优选方案为四烷基氯化铵中的至少一种，所述增效助剂的最优选方案为乙醇、乙二醇、丙醇、丙二醇、丙三醇、乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺中的至少一种。
上述技术方案中，所述降压增注剂还优选包含组分：D.水：60～99.5份；进一步优选：所述降压增注剂中，以占所述降压增注剂总的质量百分数计，所述阴离子-非离子表面活性剂含量为0.005％～1.5％；所述阳离子表面活性剂含量为0.0002％～0.375％；所述增效助剂含量为0.05％～2％；余量为水。
本发明中的降压增注剂在配制时，对水没有特殊要求，可以是去离子水，还可以是含无机矿物质的水，而含无机矿物质的水可以是自来水、油田地层水或油田注入水。
为了解决上述技术问题之二，本发明采用的技术方案为：一种上述解决技术问题之一所述技术方案中任一所述用于超低渗透油田注水井的降压增注剂的制备方法，包括以下步骤：
将所需量的阴离子-非离子表面活性剂、阳离子表面活性剂以及任选的增效助剂、水，混合均匀，得到所述的降压增注剂。
上述技术方案中，所述制备方法更优选以以下步骤进行：将所需量的阴离子-非离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、水混合，搅拌使阴离子-非离子表面活性剂、阳离子表面活性剂溶解，得到表面活性剂溶液；向得到的表面活性剂溶液中加入任选的所需量的增效助剂，搅拌、混合均匀；任选补充加入剩余水，搅拌混合均匀，得到所述的降压增注剂。
本发明中的降压增注剂在配制时，对水没有特殊要求，可以是去离子水，还可以是含无机矿物质的水，而含无机矿物质的水可以是自来水、油田地层水或油田注入水。
为了解决上述技术问题之三，本发明采用的技术方案为：一种上述解决技术问题之一所述技术方案中任一所述的用于超低渗透油田注水井的降压增注剂的应用。
上述技术方案中，所述应用并无特殊限定，本领域技术人员可以根据现有解堵工艺加以利用。例如但不限定，按原料组分重量百分比配制好用于超低渗透油田注水井的降压增注剂溶液，将一定量的该降压增注剂溶液注入水井中。
本发明的用于超低渗透油田注水井的降压增注剂采用所述阴离子-非离子表面活性剂、阳离子表面活性剂的组合，尤其是阴离子-非离子表面活性剂、阳离子表面活性剂以及增效助剂的组合，都起到了良好的协同增效作用，组分之间相互作用，可有效增溶原油，并可将油水界面张力降至超低，显著降低油水界面作用，从而降低油水在地层中的流动阻力，可有效降低注入压力，从而起到良好的降压增注作用。
采用本发明的技术方案，得到的用于超低渗透油田注水井的降压增注剂，可用于超低渗透油田注水井的降压增注，注入该降压增注剂后，可有效增溶水井中残余油，增溶参数达到20％以上，并且可将油水界面张力降至10-4mN/m数量级，显著降低油水界面作用，同时可将原油凝固点降低15％以上，粘度降低60％以上，从而降低油水在地层中的流动阻力。通过对残余油的增溶作用及超低界面张力有效地提高超低渗透油田的注水开发效果，可降低注入压力45％以上，取得了较好的技术效果。
具体实施方式
为了更好的理解本发明，以下结合实施例进一步阐述本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。
实施例1
用于超低渗透油田注水井的降压增注剂各原料的重量百分比为：
A.十二烷基聚氧乙烯聚氧丙烯醚羧酸钠(EO＝8，PO＝12)：0.2％；
B.十八烷基三甲基氯化铵：0.05％；
C.其余为水。
制备方法：加入十二烷基聚氧乙烯聚氧丙烯醚羧酸钠(EO＝8，PO＝12)和十八烷基三甲基氯化铵，再加入一定量的配制水后搅拌使其溶解完全；补充加入剩余配制水，搅拌混合均匀。
效果：该剂针对胜利油田滨南采油厂原油样品的增溶参数为21％，油水界面张力降至5×10-4mN/m，原油凝固点降低16％，原油粘度降低62％。
实施例2
用于超低渗透油田注水井的降压增注剂各原料的重量百分比为：
A.十二烷基聚氧乙烯聚氧丙烯醚羧酸钠(EO＝8，PO＝12)：0.2％；
B.十八烷基三甲基氯化铵：0.05％；
C.乙二醇：0.5％；
D.其余为水。
制备方法：加入十二烷基聚氧乙烯聚氧丙烯醚羧酸钠(EO＝8，PO＝12)和十八烷基三甲基氯化铵，再加入一定量的配制水后搅拌使其溶解完全；向溶解完全的表面活性剂溶液中加入一定量的乙二醇，搅拌使其混合均匀；补充加入剩余配制水，搅拌混合均匀。
效果：该剂针对胜利油田滨南采油厂原油样品的增溶参数为28％，油水界面张力降至9×10-4mN/m，原油凝固点降低25％，原油粘度降低70％。
实施例3
用于超低渗透油田注水井的降压增注剂各原料的重量百分比为：
A.十二烷基聚氧乙烯聚氧丙烯醚羧酸钠(EO＝8，PO＝12)：0.2％；
B.十八烷基三甲基氯化铵：0.05％；
C.二乙醇胺：0.5％；
D.其余为水。
制备方法与实施例2相同。
效果：该剂针对胜利油田滨南采油厂原油样品的增溶参数为32％，油水界面张力降至2×10-4mN/m，原油凝固点降低26％，原油粘度降低71％。
实施例4
用于超低渗透油田注水井的降压增注剂各原料的重量百分比为：
A.十二烷基聚氧乙烯聚氧丙烯醚羧酸钾(EO＝40，PO＝1)：0.0050％；
B.十八烷基三甲基氯化铵：0.0002％；
C.乙二醇：0.5000％；
D.其余为水。
制备方法与实施例2相同。
效果：该剂针对胜利油田滨南采油厂原油样品的增溶参数为21％，油水界面张力降至9×10-4mN/m，原油凝固点降低16％，原油粘度降低61％。
实施例5
用于超低渗透油田注水井的降压增注剂各原料的重量百分比为：
A.十二烷基聚氧乙烯聚氧丙烯醚羧酸钠(EO＝1，PO＝40)：1.5000％；
B.十八烷基三甲基氯化铵：0.3750％；
C.乙二醇：0.5000％；
D.其余为水。
制备方法与实施例2相同
效果：该剂针对胜利油田滨南采油厂原油样品的增溶参数为28％，油水界面张力降至4×10-4mN/m，原油凝固点降低22％，原油粘度降低62％。
实施例6
用于超低渗透油田注水井的降压增注剂各原料的重量百分比为：
A.十二烷基聚氧乙烯醚羧酸钠(EO＝38)：0.2000％；
B.十八烷基三甲基氯化铵：0.0500％；
C.乙二醇：0.0500％；
D.其余为水。
制备方法与实施例2相同
效果：该剂针对胜利油田滨南采油厂原油样品的增溶参数为23％，油水界面张力降至7×10-4mN/m，原油凝固点降低21％，原油粘度降低61％。
实施例7
用于超低渗透油田注水井的降压增注剂各原料的重量百分比为：
A.十二烷基聚氧乙烯醚羧酸钠(EO＝2)：0.2000％；
B.十八烷基三甲基氯化铵：0.0500％；
C.乙二醇：2.0000％；
D.其余为水。
制备方法与实施例2相同
效果：该剂针对胜利油田滨南采油厂原油样品的增溶参数为20％，油水界面张力降至9×10-4mN/m，原油凝固点降低28％，原油粘度降低73％。
实施例8
用于超低渗透油田注水井的降压增注剂各原料的重量百分比为：
A.十四烷基聚氧丙烯醚羧酸钠(PO＝1)：0.2000％；
B.十八烷基三甲基氯化铵：0.0500％；
C.乙二醇：0.1000％；
D.其余为水。
制备方法与实施例2相同
效果：该剂针对胜利油田滨南采油厂原油样品的增溶参数为21％，油水界面张力降至8×10-4mN/m，原油凝固点降低23％，原油粘度降低62％。
实施例9
用于超低渗透油田注水井的降压增注剂各原料的重量百分比为：
A.十六烷基聚氧丙烯醚羧酸钠(PO＝40)：0.2000％；
B.十八烷基三甲基氯化铵：0.0500％；
C.乙二醇：0.1000％；
D.其余为水。
制备方法与实施例2相同
效果：该剂针对胜利油田滨南采油厂原油样品的增溶参数为21％，油水界面张力降至9×10-4mN/m，原油凝固点降低20％，原油粘度降低62％。
实施例10
用于超低渗透油田注水井的降压增注剂各原料的重量百分比为：
A.十二烷基聚氧乙烯聚氧丙烯醚羧酸钠(EO＝16，PO＝22)：0.2000％；
B.十六烷基三甲基氯化铵：0.0500％；
C.乙二醇：0.1000％；
D.其余为水。
制备方法与实施例2相同
效果：该剂针对胜利油田滨南采油厂原油样品的增溶参数为33％，油水界面张力降至1×10-4mN/m，原油凝固点降低35％，原油粘度降低75％。
实施例11
用于超低渗透油田注水井的降压增注剂各原料的重量百分比为：
A.十二烷基聚氧乙烯聚氧丙烯醚羧酸钠(EO＝16，PO＝22)：0.2000％；
B.十二烷基三甲基氯化铵：0.0500％；
C.乙二醇：0.1000％；
D.其余为水。
制备方法与实施例2相同
效果：该剂针对胜利油田滨南采油厂原油样品的增溶参数为30％，油水界面张力降至3×10-4mN/m，原油凝固点降低34％，原油粘度降低72％。
实施例12
用于超低渗透油田注水井的降压增注剂各原料的重量百分比为：
A.十二烷基聚氧乙烯聚氧丙烯醚羧酸钠(EO＝16，PO＝22)：0.2000％；
B.十八烷基三甲基氯化铵：0.0500％；
C.乙醇：0.1000％；
D.其余为水。
制备方法与实施例2相同
效果：该剂针对胜利油田滨南采油厂原油样品的增溶参数为25％，油水界面张力降至8×10-4mN/m，原油凝固点降低30％，原油粘度降低78％。
实施例13
用于超低渗透油田注水井的降压增注剂各原料的重量百分比为：
A.十二烷基聚氧乙烯聚氧丙烯醚羧酸钠(EO＝16，PO＝22)：0.2000％；
B.十八烷基三甲基氯化铵：0.0500％；
C.丙醇：0.1000％；
D.其余为水。
制备方法与实施例2相同
效果：该剂针对胜利油田滨南采油厂原油样品的增溶参数为25％，油水界面张力降至8×10-4mN/m，原油凝固点降低29％，原油粘度降低76％。
实施例14
用于超低渗透油田注水井的降压增注剂各原料的重量百分比为：
A.十二烷基聚氧乙烯聚氧丙烯醚羧酸钠(EO＝16，PO＝22)：0.2000％；
B.十八烷基三甲基氯化铵：0.0500％；
C.丙二醇：0.1000％；
D.其余为水。
制备方法与实施例2相同
效果：该剂针对胜利油田滨南采油厂原油样品的增溶参数为28％，油水界面张力降至7×10-4mN/m，原油凝固点降低26％，原油粘度降低73％。
实施例15
用于超低渗透油田注水井的降压增注剂各原料的重量百分比为：
A.十二烷基聚氧乙烯聚氧丙烯醚羧酸钠(EO＝16，PO＝22)：0.2000％；
B.十八烷基三甲基氯化铵：0.0500％；
C.乙醇胺：0.1000％；
D.其余为水。
制备方法与实施例2相同
效果：该剂针对胜利油田滨南采油厂原油样品的增溶参数为31％，油水界面张力降至1×10-4mN/m，原油凝固点降低33％，原油粘度降低79％。
实施例16
用于超低渗透油田注水井的降压增注剂各原料的重量百分比为：
A.十二烷基聚氧乙烯聚氧丙烯醚羧酸钠(EO＝16，PO＝22)：0.2000％；
B.十八烷基三甲基氯化铵：0.0500％；
C.二乙醇胺：0.1000％；
D.其余为水。
制备方法与实施例2相同
效果：该剂针对胜利油田滨南采油厂原油样品的增溶参数为44％，油水界面张力降至1×10-4mN/m，原油凝固点降低34％，原油粘度降低79％。
实施例17
用于超低渗透油田注水井的降压增注剂各原料的重量百分比为：
A.十二烷基聚氧乙烯聚氧丙烯醚羧酸钠(EO＝6，PO＝14)：0.2000％；
B.十八烷基三甲基氯化铵：0.0500％；
C.丙三醇：0.1000％；
D.其余为现场注入水，水的离子组成如下
离子种类 Na+ K+ Ca2+ Mg2+
含量(mg/L) 286.4 4.2 4.5 0.14
制备方法与实施例2相同
效果：该剂针对冀东油田原油样品的增溶参数为40％，油水界面张力降至1×10- 4mN/m，，原油凝固点降低22％，原油粘度降低72％，水井的降压率为45％，注水增加量为100％。

Claims (3)

1.一种用于超低渗透油田注水井的降压增注剂，以重量份数，包括以下组分：
所述降压增注剂中，以占所述降压增注剂总的质量百分数计，阴离子-非离子表面活性剂含量为0.005% ~ 1.5%；阳离子表面活性剂含量为0.0002% ~ 0.375%；增效助剂含量为0.05% ~ 2%；余量为水；
所述阳离子表面活性剂选自十八烷基三甲基氯化铵或十六烷基三甲基氯化铵或十二烷基三甲基氯化铵；
所述阴离子-非离子表面活性剂选自烷基聚氧乙烯醚聚氧丙烯醚羧酸盐；所述烷基聚氧乙烯醚聚氧丙烯醚羧酸盐的烷基碳原子数为12，EO数为16、PO数为22；
所述增效助剂为乙醇、乙二醇、丙醇、丙二醇中的至少一种。
2.一种权利要求1所述的用于超低渗透油田注水井的降压增注剂的制备方法，包括以下步骤：
将所需量的阴离子-非离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、增效助剂以及水，混合均匀，得到所述的降压增注剂。
3.一种权利要求1所述的用于超低渗透油田注水井的降压增注剂的应用。
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