CN113201322A - 一种油田用提高采收率纳米驱油剂的制配方法及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种油田用提高采收率纳米驱油剂的制配方法及其应用,所述纳米去油剂包括以下原料:所述原料按百分比为:纳米黑卡0.005‑0.006%、一次溶液0.01‑0.015%、瓜尔粉0.45‑0.55%和交联剂0.55‑0.65%,其余为水;本发明中纳米黑卡的片状特征与油/水界面形成“面‑面”接触,极大的增强了界面作用,使用浓度0.005wt%就能发挥智能找油、渗吸、剥离油膜、乳化降黏以及聚并油墙等多重功能,在低渗稀油及常规稠油油藏中具有极大的应用潜力,可实现油藏深部调驱,智能控水,使得油田的含水率大幅度下降。
Description
技术领域
本发明涉及油田驱油剂技术领域,特别涉及一种油田用提高采收率纳米驱 油剂的制配方法及其应用。
背景技术
随着油田开发的逐渐深入,聚合物驱、ASP复合驱等化学驱技术在我国开 发应用已达40年,大部分中、高渗油田均已进入高含水阶段,“低效循环”严 重,采出液70%来自厚度仅占20%左右的优势渗流通道,形成“控不住水,采 不出油”的状态。
近年来,低渗储量已成为产量的重要支撑,占比为新增储量80%,动用规 模逐年增加,但是,难动用储量也在大幅增加,注水困难,采出程度低,形成 了“注不进水,采不出油”的状态。
化学驱在我国获得了巨大的成功,但是,随着应用对象逐渐由常规油藏转 向物性较差的低渗储层后,更小的孔隙尺度与更大的比表面积导致传统化学驱 油体系遇到了严重的挑战:ASP体系的碱垢与无碱SP体系的吸附滞留,使得 化学驱体系原有的技术优势大打折扣,必须探求能够突破这些困难限制的新型 驱油新体系。
为此,提出一种油田用提高采收率纳米驱油剂的制配方法及其应用。
在背景技术中公开的上述信息仅用于加强对本发明的背景的理解,因此其 可能包含没有形成为本领域普通技术人员所知晓的现有技术的信息。
发明内容
有鉴于此,本发明实施例希望提供一种油田用提高采收率纳米驱油剂的制 配方法及其应用,以解决或缓解现有技术中存在的技术问题,至少提供一种有 益的选择。
本发明实施例的技术方案是这样实现的:一种油田用提高采收率纳米驱油 剂的制配方法,所述纳米去油剂包括以下原料:
所述原料按百分比为:埃洛石粉0.08-0.12%、纳米二氧化硅0.06-0.09%、 改性剂0.003-0.005%、活性剂0.002-0.006%、纳米黑卡0.005-0.006%、一次溶 液0.01-0.015%、瓜尔粉0.45-0.55%和交联剂0.55-0.65%,其余为水;
所述纳米驱油剂制配时,包括以下步骤:
S1、将纳米黑卡添加入卧式搅拌机内,添加一次溶液,转速为50-75r/min, 搅拌时间为15-20min;
S2、加入瓜尔粉和交联剂,继续搅拌25-35min,得到混合物,备用;
S3、将纳米二氧化硅、改性剂和活性剂加入搅拌桶,转速为160-180r/min, 搅拌45-55min,得到改性纳米二氧化硅;
S4、将改性纳米二氧化硅和埃洛石粉加入混合物内;
S5、低速加入水,搅拌至均匀,得到纳米驱油剂。
在一些实施例中,所述纳米黑卡为片状结构,纳米黑卡的尺寸为68-75nm ×95-97nm×1.6-1.8nm。
在一些实施例中,所述一次溶液为水,所述改性剂为丙烯酰胺和2-丙烯酰 胺基-2-甲基丙磺酸混合。
在一些实施例中,所述交联剂为二叔丁基过氧化物、过氧化氢二异丙苯和 二亚乙基三胺中的任意一种。
在一些实施例中,在所述S3中,水的加入速率为120-160L/min。
一种油田用提高采收率纳米驱油剂的应用,所述纳米驱油剂应用于碳酸盐 岩油藏-裂缝/孔洞型调驱、砂岩油藏。
在一些实施例中,所述纳米驱油剂应用于碳酸盐岩油藏-裂缝/孔洞型调驱 时,注入纳米驱油剂的同时,通入氮气与酸液。
在一些实施例中,所述纳米驱油剂应用于砂岩油藏时,注入纳米驱油剂的 同时,通入二氧化碳。
本发明实施例由于采用以上技术方案,其具有以下优点:
一、本发明中纳米黑卡的片状特征与油/水界面形成“面-面”接触,极大 的增强了界面作用,使用浓度0.005wt%就能发挥智能找油、渗吸、剥离油膜、 乳化降黏以及聚并油墙等多重功能;且由于纳米黑卡尺寸小,可以顺利注入 1mD的低渗多孔介质,且动吸附滞留量仅为油田应用的常规磺酸盐活性剂的1/100,且具有耐高温(>200℃)、耐高盐(>24×104mg/L)的特性,在低渗 稀油及常规稠油油藏中具有极大的应用潜力,可实现油藏深部调驱,智能控水, 使得油田的含水率大幅度下降;
二、本发明纳米黑卡其以高效的洗油能力降低油与岩石的粘附力,将从岩 石表面剥离下来的残余油快速乳化成微、纳米级乳液(<10μm)携带运移(ASP 驱乳状液粒径平均值在40~50μm),并通过间停注入黑卡使乳化油滴在大孔道 中快速聚集成墙而调整流度,扩大波及,实现自调驱,从原子和分子层面对物 质进行控制的纳米技术可望使石油和天然气采收率平均提高10%以上;
三、本发明通过纳米黑卡配合改性后的纳米二氧化硅,键合埃洛石粉发生 润湿反转,由亲油状态变为亲水状态,使临界胶束浓度(CMC)下降,能够与油 相近乎形成混相得相态,从而使得驱油液中更易形成胶束与微乳液,增加了剩 余油的流动能力,大大提高原油采收率。
上述概述仅仅是为了说明书的目的,并不意图以任何方式进行限制。除上 述描述的示意性的方面、实施方式和特征之外,通过参考附图和以下的详细描 述,本发明进一步的方面、实施方式和特征将会是容易明白的。
附图说明
在附图中,除非另外规定,否则贯穿多个附图相同的附图标记表示相同或 相似的部件或元素。这些附图不一定是按照比例绘制的。应该理解,这些附图 仅描绘了根据本发明公开的一些实施方式,而不应将其视为是对本发明范围的 限制。
图1为本发明的方法流程图;
图2为本发明实验例四的采用本发明驱油剂降低油田含水率的示意图;
图3为本发明实验例五的采用本发明驱油剂降低油田含水率的示意图。
具体实施方式
在下文中,仅简单地描述了某些示例性实施例。正如本领域技术人员可认 识到的那样,在不脱离本发明的精神或范围的情况下,可通过各种不同方式修 改所描述的实施例。因此,附图和描述被认为本质上是示例性的而非限制性的。
实施例一
如图1所示,本发明实施例提供了一种油田用提高采收率纳米驱油剂的制 配方法,纳米去油剂包括以下原料:
原料按百分比为:埃洛石粉0.08%、纳米二氧化硅0.06%、改性剂0.003%、 活性剂0.002%、纳米黑卡0.005%、一次溶液0.01%、瓜尔粉0.45%和交联剂 0.55%,其余为水;
纳米驱油剂制配时,包括以下步骤:
S1、将纳米黑卡添加入卧式搅拌机内,添加一次溶液,转速为50r/min,搅 拌时间为15min;
S2、加入瓜尔粉和交联剂,继续搅拌25min,得到混合物,备用;
S3、将纳米二氧化硅、改性剂和活性剂加入搅拌桶,转速为160r/min,搅 拌55min,得到改性纳米二氧化硅;丙烯酰胺和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸, 加入表面含硫基的纳米SiO,搅拌均匀后,得到表面接枝AM-AMPS有机链的 纳米SiO2。
S4、将改性纳米二氧化硅和埃洛石粉加入混合物内,埃洛石粉和纳米二氧 化硅不是简单的物理混合;而是发生了化学键合的作用,埃洛石粉和纳米二氧 化硅发生了润湿反转;由亲油状态变为亲水状态,可大大提高原油采收率;
S5、低速加入水,搅拌至均匀,得到纳米驱油剂。
在一个实施例中,纳米黑卡为片状结构,纳米黑卡的尺寸为68nm×95nm ×1.6nm,纳米黑卡不同于目前普遍应用的二氧化硅球状纳米材料与油/水界面 的“点-面”接触,黑卡的片状特征与油/水界面形成“面-面”接触,极大的增 强了界面作用。
在一个实施例中,一次溶液为水,用于搅拌黑卡,使黑卡混合在一起。
在一个实施例中,交联剂为二叔丁基过氧化物、过氧化氢二异丙苯和二亚 乙基三胺中的任意一种。
在一个实施例中,在S3中,水的加入速率为120L/min;缓慢加入水,搅 拌均匀黑卡,确保下油藏时,均匀缓释。
一种油田用提高采收率纳米驱油剂的应用,纳米驱油剂应用于碳酸盐岩油 藏-裂缝/孔洞型调驱、砂岩油藏。
在一个实施例中,纳米驱油剂应用于碳酸盐岩油藏-裂缝/孔洞型调驱时, 注入纳米驱油剂的同时,通入氮气与酸液。
在一个实施例中,纳米驱油剂应用于砂岩油藏时,注入纳米驱油剂的同时, 通入二氧化碳。
实验例二
如图1-3所示,本发明实施例提供了一种油田用提高采收率纳米驱油剂 的制配方法,纳米去油剂包括以下原料:
原料按百分比为:埃洛石粉0.1%、纳米二氧化硅0.075%、改性剂0.004%、 活性剂0.004%、纳米黑卡0.0055%、一次溶液0.013%、瓜尔粉0.5%和交联剂 0.6%,其余为水;
纳米驱油剂制配时,包括以下步骤:
S1、将纳米黑卡添加入卧式搅拌机内,添加一次溶液,转速为60r/min,搅 拌时间为18min;
S2、加入瓜尔粉和交联剂,继续搅拌30min,得到混合物,备用;
S3、将纳米二氧化硅、改性剂和活性剂加入搅拌桶,转速为170r/min,搅 拌50min,得到改性纳米二氧化硅;
S4、将改性纳米二氧化硅和埃洛石粉加入混合物内;
S5、低速加入水,搅拌至均匀,得到纳米驱油剂。
在一个实施例中,纳米黑卡为片状结构,纳米黑卡的尺寸为72nm×96nm ×1.7nm。
在一个实施例中,一次溶液为水,改性剂为丙烯酰胺和2-丙烯酰胺基-2-甲 基丙磺酸混合。
在一个实施例中,交联剂为二叔丁基过氧化物、过氧化氢二异丙苯和二亚 乙基三胺中的任意一种。
在一个实施例中,在S3中,水的加入速率为140L/min。
一种油田用提高采收率纳米驱油剂的应用,纳米驱油剂应用于碳酸盐岩油 藏-裂缝/孔洞型调驱、砂岩油藏。
在一个实施例中,纳米驱油剂应用于碳酸盐岩油藏-裂缝/孔洞型调驱时, 注入纳米驱油剂的同时,通入氮气与酸液。
在一个实施例中,纳米驱油剂应用于砂岩油藏时,注入纳米驱油剂的同时, 通入二氧化碳。
实验例三
如图1-3所示,本发明实施例提供了一种油田用提高采收率纳米驱油剂 的制配方法,纳米去油剂包括以下原料:
原料按百分比为:埃洛石粉0.12%、纳米二氧化硅0.09%、改性剂0.005%、 活性剂0.006%、纳米黑卡0.6%、一次溶液0.015%、瓜尔粉0.55%和交联剂0.65%, 其余为水;
纳米驱油剂制配时,包括以下步骤:
S1、将纳米黑卡添加入卧式搅拌机内,添加一次溶液,转速为50-75r/min, 搅拌时间为20min;
S2、加入瓜尔粉和交联剂,继续搅拌35min,得到混合物,备用;
S3、将纳米二氧化硅、改性剂和活性剂加入搅拌桶,转速为180r/min,搅 拌45min,得到改性纳米二氧化硅;
S4、将改性纳米二氧化硅和埃洛石粉加入混合物内;
S5、低速加入水,搅拌至均匀,得到纳米驱油剂。
在一个实施例中,纳米黑卡为片状结构,纳米黑卡的尺寸为75nm×97nm ×1.8nm。
在一个实施例中,一次溶液为水,改性剂为丙烯酰胺和2-丙烯酰胺基-2-甲 基丙磺酸混合。
在一个实施例中,交联剂为二叔丁基过氧化物、过氧化氢二异丙苯和二亚 乙基三胺中的任意一种。
在一个实施例中,在S3中,水的加入速率为160L/min。
一种油田用提高采收率纳米驱油剂的应用,纳米驱油剂应用于碳酸盐岩油 藏-裂缝/孔洞型调驱、砂岩油藏。
在一个实施例中,纳米驱油剂应用于碳酸盐岩油藏-裂缝/孔洞型调驱时, 注入纳米驱油剂的同时,通入氮气与酸液。
在一个实施例中,纳米驱油剂应用于砂岩油藏时,注入纳米驱油剂的同时, 通入二氧化碳。
实验例一
某缝洞型碳酸盐岩油藏矿场应用
某油田井一:矿化度24×104mg/L,原油粘度90000mPa·s(50℃);井 组暗河连通,局部充填,单元注水期间显示两方向受效,注黑卡不足一个月开 始见效,由“1注(注入0.005%的黑卡溶液)2采(采油)”转为“1注4采”, 共注入0.005%的黑卡溶液3150m3,最终增油3229吨,有效期10个月。
某油田井二:前期已经注水50000方,油压、套压0MPa,单方向水窜; 注黑卡2000方时,油压上升至4MPa(最高7.4MPa),套压达7MPa(最高9.8MPa), 注黑卡不足一个月,3口邻井均受效,“1注1采”变为“1注3采”,四个月 内,井组累积增油2023.6吨。
某油田井三:井间存在多级、多尺度通道,储集体沿断裂展布。在注入本 驱油剂过程中,油压和套压持续爬升,注入前,油井含水率保持100%,产油量 持续为0,当注入本驱油剂后,含水率由100%下降至0,自喷产油20吨/天。 注本驱油剂前,井组产油量4吨/天,注入本驱油剂后,井组日产油量达到31 吨/天。
实验例二
某砂岩油藏矿场应用
(1)某油田一
油田属于低渗透油藏,地层平均渗透率为4.5mD,孔隙度为12.2%,油藏 原油地下粘度是22.8mPa·s,原油中含胶质15.53%,含蜡16.98%。58-5和54-9 井各注入0.005%的黑卡溶液200方(其中,同时注入5366标方氮气)。在注 入本纳米驱油剂17天后,各井开始见效。
①其中某油井组一属于“二线井”,无法统计到两个井组中,含水率由措 施前的51.4%下降至3.9%;日产油量从措施前的1.8t提升至4.9t。
②其中某油井组二含水率由73%下降至54.7%,日产油量由1.7t提升至2.9t。
③其中某油井组三含水率由52.1%下降至15.1%,日产油量由2.3t提升至 4.5t。
持续受效时间4个月,井组累积增油700余吨。
(2)某油田二
试验区发育为三角洲外前缘亚相,主要沉积上下两个砂岩组共7个小层, 平均单井发育砂岩层数4.9个,砂岩厚度6.3m,有效厚度层数3.6个,有效厚 度3.9m,平均单层有效厚度1.1m。非均质性严重(K=1.34~112.87mD),低渗 比例大。试验区共有2口注入井(肇52-44、肇53-43井)和5口采油井。注本 驱油剂前,5口采油井平均单井日产液6.3t,日产油0.8t,含水87.1%;注本驱 油剂30天后各井开始见效,同时注入压力上升2~3MPa,井区5口油井平均单 井日产液7.1t,日产油从0.8t提升至1.5t,含水率从87.1%下降至79%,获得了 明显的增油降水效果,截止2020年底,增油已达800吨。
(3)某油田三
储层平均孔隙度20.2%,双层开采,平均渗透率39.2mD;孔喉半径最大9.786 μm,一般1.374-2.445μm,油藏温度114℃;地面原油密度0.8908g/cm3,地 下原油粘度49.3mPa·s,总矿化度42624mg/l,水型CaCl2;注水优势方向为辛 154-6、王588-平1、辛154-平1-侧平1井,突进趋势明显。二十天后邻井见效; 共注黑卡3000方,注入压力由注水时的13MPa上升至17.3MPa,日增油4.3t, 由“1注3采”转变为“1注6采”,目前增油近500吨,持续有效中。
实验例三
某油田G4断块孔隙度30.5%,渗透率2751mD,原油粘度 700-1845mPa.s(50C),胶质沥青质含量26.06%,属普通稠油油藏。
人工举升采油,新井投产3天后不出液,注二氧化碳500方,2本驱油剂 300方,浓度0.005%,焖井7天后开井,开井初期产液5方/天,含水100%, 后含水逐步下降,二十日后,日产液10方/天,含水40%。
实验例四
如图2所示:
某油田注入黑卡溶液:200m3
注入方式:单独注入黑卡溶液,日注入30-50m3/d;
注入压力:开井11.0MPa,结束压力16.5MPa;
施工过程:开始注入黑卡溶液200m3,井口压力11.0-12.0MPa,施工期间 一直压力没变化,白天施工夜间停泵,增加溶液地层乳化。
底层单位为三天,二十天后,受效井组效果:含水率73%下降到54.7%。
实施例五
如图3所示:
注入黑卡溶液:200m3,注入氮气:5366m3;
注入方式:气液同注;
注入压力:开井12.5MPa,结束压力16.5MPa;
施工过程:气液同注,井口压力大;
井口压力到16.5MPa时,停止注气,单独注入黑卡液溶液压井,压力降低 后启动氮气。昼注夜停。
受效井组效果:含水率52.8%下降15.1%。
工作原理:通过实验例一至五数据可得知,通过采用本发明纳米驱油剂进 行油田驱油工作,使得油田的含水率大幅度下降,本发明中纳米黑卡的片状特 征与油/水界面形成“面-面”接触,极大的增强了界面作用,使用浓度0.005wt% 就能发挥智能找油、渗吸、剥离油膜、乳化降黏以及聚并油墙等多重功能。且 由于纳米黑卡尺寸小,可以顺利注入1mD的低渗多孔介质,且动吸附滞留量仅 为油田应用的常规磺酸盐活性剂的1/100,且具有耐高温(>200℃)、耐高盐 (>24×104mg/L)的特性,在低渗稀油及常规稠油油藏中具有极大的应用潜 力,可实现油藏深部调驱,智能控水,本发明纳米黑卡其驱油原理不同于ASP 三元或SP二元活性剂复合体系通过降低油/水界面张力、提高驱替相粘度发挥 作用,而是以高效的洗油能力降低油与岩石的粘附力,将从岩石表面剥离下来 的残余油快速乳化成微、纳米级乳液(<10μm)携带运移(ASP驱乳状液粒径 平均值在40~50μm),并通过间停注入黑卡使乳化油滴在大孔道中快速聚集成 墙而调整流度,扩大波及,实现自调驱,从原子和分子层面对物质进行控制的 纳米技术可望使石油和天然气采收率平均提高10%以上。
以上所述,仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于 此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到 其各种变化或替换,这些都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的 保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (8)
1.一种油田用提高采收率纳米驱油剂的制配方法,其特征在于,所述纳米去油剂包括以下原料:
所述原料按百分比为:埃洛石粉0.08-0.12%、纳米二氧化硅0.06-0.09%、改性剂0.003-0.005%、活性剂0.002-0.006%、纳米黑卡0.005-0.006%、一次溶液0.01-0.015%、瓜尔粉0.45-0.55%和交联剂0.55-0.65%,其余为水;
所述纳米驱油剂制配时,包括以下步骤:
S1、将纳米黑卡添加入卧式搅拌机内,添加一次溶液,转速为50-75r/min,搅拌时间为15-20min;
S2、加入瓜尔粉和交联剂,继续搅拌25-35min,得到混合物,备用;
S3、将纳米二氧化硅、改性剂和活性剂加入搅拌桶,转速为160-180r/min,搅拌45-55min,得到改性纳米二氧化硅;
S4、将改性纳米二氧化硅和埃洛石粉加入混合物内;
S5、低速加入水,搅拌至均匀,得到纳米驱油剂。
2.如权利要求1所述的油田用提高采收率纳米驱油剂的制配方法,其特征在于,所述纳米黑卡为片状结构,纳米黑卡的尺寸为68-75nm×95-97nm×1.6-1.8nm。
3.如权利要求1所述的油田用提高采收率纳米驱油剂的制配方法,其特征在于,所述一次溶液为水,所述改性剂为丙烯酰胺和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸混合。
4.如权利要求1所述的油田用提高采收率纳米驱油剂的制配方法,其特征在于,所述交联剂为二叔丁基过氧化物、过氧化氢二异丙苯和二亚乙基三胺中的任意一种。
5.如权利要求1所述的油田用提高采收率纳米驱油剂的制配方法,其特征在于,在所述S3中,水的加入速率为120-160L/min。
6.一种油田用提高采收率纳米驱油剂的应用,其特征在于,所述纳米驱油剂应用于碳酸盐岩油藏-裂缝/孔洞型调驱、砂岩油藏。
7.如权利要求6所述的油田用提高采收率纳米驱油剂的应用,其特征在于,所述纳米驱油剂应用于碳酸盐岩油藏-裂缝/孔洞型调驱时,注入纳米驱油剂的同时,通入氮气与酸液。
8.如权利要求6所述的油田用提高采收率纳米驱油剂的应用,其特征在于,所述纳米驱油剂应用于砂岩油藏时,注入纳米驱油剂的同时,通入二氧化碳。
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