CN113444510B - 一种具有强再生泡沫稳定性的耐油抗盐泡沫驱体系 - Google Patents

一种具有强再生泡沫稳定性的耐油抗盐泡沫驱体系 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种具有强再生泡沫稳定性的耐油抗盐泡沫驱体系，由以下质量百分比的组分组成：起泡剂0.05～0.5％，再生增强剂0.05～0.2％，其余为地层水或模拟地层水；所述再生增强剂由碳氢两性离子表面活性剂和氟碳双子表面活性剂按质量比10:1～1:1复配而成。所述碳氢两性离子表面活性剂为十二烷基二甲基甜菜碱、椰油酰胺丙基甜菜碱、月桂酰两性基乙酸钠、椰油酰胺丙基氧化胺中的一种。所述氟碳双子表面活性剂为双全氟辛基磺基甜菜碱、双全氟辛基季铵盐、双含氟壬基羧酸甜菜碱、双全氟烷基醚酰胺甜菜碱中的一种。本发明的泡沫驱体系耐油抗盐，可在矿化度22×104mg/L、含油量60％条件下形成高稳泡沫。

Description

一种具有强再生泡沫稳定性的耐油抗盐泡沫驱体系
技术领域
本发明涉及油气田开发技术领域，尤其是一种具有强再生泡沫稳定性的耐油抗盐泡沫驱体系。
背景技术
国内油田经过半个多世纪持续大规模的开发，高品质储量稀缺，在全国范围内普遍分布的非均质高盐油藏储量日渐成为增储上产的重点，尤其对于中原、西北、长庆等以高盐油藏储量为主的油田，如何提高其采收率成为我们面临的艰巨挑战。
兼具良好流度控制能力与广泛油藏适应性的泡沫驱在非均质高盐油藏开发上具有显著技术优势。但是，当油藏矿化度过高时(>5×104mg/L)，大多数泡沫的稳定性都会明显降低。而且，高盐能够激化原油对泡沫稳定性的破坏作用，尤其恶化低黏原油存在时的泡沫稳定性。更严重的是，泡沫在含油多孔介质中处于破灭与再生的动态平衡，即使是耐油抗盐泡沫，其遇到原油破裂后也将在油水相、油水界面重新分配，令再生泡沫的性质大幅度降低。大量矿场试验证明，一旦高渗条带中泡沫的稳定性得不到保障，那么油藏的波及效率将不易改善，并可能出现气窜，严重影响泡沫驱增油效果。因此，亟需开发一种再生泡沫仍具有良好稳定性的耐油抗盐泡沫驱体系。
现有专利CN110105936B公开一种适用于复杂油藏的耐温耐盐泡沫调驱体系及其制备方法和应用，该调驱体系包括1％～3％纳米二氧化钛，0.2％～0.9％十六烷基三甲基溴化铵以及0.01％～0.3％部分水解聚丙烯酰胺。该体系可降低界面张力、改善润湿性，在220000mg/L条件下提高原油采收率。
专利CN106318358A公开了一种基于烷基糖苷的绿色环保型泡沫驱油体系及其制备方法与应用，该泡沫驱油体系以烷基糖苷为主要表面活性剂，与阴离子表面活性剂和阳离子表面活性剂复配得到，能达到超低油水界面张力，可在矿化度0～32000mg/L范围有效驱油。
专利CN103642481B公开了一种耐温耐盐型低界面张力泡沫驱油剂及其制备方法，该驱油剂以两性离子表面活性剂、非离子表面活性剂为起泡剂，羧甲基纤维素钠、部分水解聚丙烯酰胺中的一种或一种以上的混合物为稳泡剂，可在矿化度5000～30000mg/L范围将油水界面张力降至10-3mN/m数量级。
以上现有技术均从改善油-水-固界面性质的角度强化耐盐泡沫的驱油能力，没有专门强调泡沫遇到大量原油后的稳定性，尤其没有关注遇油破裂后再生泡沫的稳定性。而且一般情况下，油水界面张力的明显降低意味着泡沫体系易于大量分布于油水界面，这对于含油泡沫的稳定性通常是不利的。
发明内容
本发明的目的是针对现有泡沫驱体系中泡沫的稳定性问题，提供一种具有强再生泡沫稳定性的耐油抗盐泡沫驱体系。其不但耐油抗盐，而且在含油条件下可重复形成具有良好泡沫稳定性的泡沫体系。
本发明提供的具有强再生泡沫稳定性的耐油抗盐泡沫驱体系，由以下质量百分比的组分组成：起泡剂0.05～0.5％，再生增强剂0.05～0.2％，其余为地层水或模拟地层水。
其中，所述起泡剂由非离子表面活性剂和甜菜碱表面活性剂按质量比5:1～2:1复配而成。所述非离子表面活性剂为辛基木糖苷、癸基葡萄糖苷、癸基麦芽糖苷、十二烷基葡萄糖苷中的一种。所述甜菜碱表面活性剂为十二烷基羟丙基磺基甜菜碱、十四烷基羟丙基磺基甜菜碱、椰油酰胺丙基羟磺甜菜碱、月桂酰胺丙基羟磺基甜菜碱中的一种。
所述再生增强剂由碳氢两性离子表面活性剂和氟碳双子表面活性剂按质量比10:1～1:1复配而成。所述碳氢两性离子表面活性剂为十二烷基二甲基甜菜碱、椰油酰胺丙基甜菜碱、月桂酰两性基乙酸钠、椰油酰胺丙基氧化胺中的一种。所述氟碳双子表面活性剂为双全氟辛基磺基甜菜碱、双全氟辛基季铵盐、双含氟壬基羧酸甜菜碱、双全氟烷基醚酰胺甜菜碱中的一种。
与现有技术相比，本发明的有益之处在于：
(1)耐油抗盐性能好，矿化度22×104mg/L条件下，该体系在含油量60％时形成泡沫的稳定性明显高于无油泡沫。
(2)与其它耐油泡沫体系不同，该体系尤其耐受低黏原油，相同含油量下，含低黏原油泡沫的稳定性明显强于含高粘原油泡沫，可解决轻质油藏不易形成稳定泡沫的技术难题。
(3)可在泡沫体系与原油重复接触过程中形成稳定泡沫，再生含油泡沫的稳定性高，其泡沫半衰期甚至能够超过一次起泡形成的含油泡沫，提高泡沫在含油高渗条带中的流度控制能力，进而改善泡沫驱油效果。
本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
图1、再生高盐含油泡沫性能图(22×104mg/LNaCl，含油量10％，原油黏度10.8mPa·s)。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
(1)体系制备：取起泡剂0.2g(其中十二烷基葡萄糖苷0.15g、月桂酰胺丙基甜菜碱0.05g)，再生增强剂0.06g(其中椰油酰胺丙基氧化胺0.05g、双全氟辛基磺基甜菜碱0.01g)，在低速搅拌条件下加入99.74g矿化度为22×104mg/L的模拟地层水(即22×104mg/LNaCl水溶液)中，待其完全溶解后即得到泡沫体系。
(2)泡沫耐油抗盐性测试：
①含油量的影响：将100ml泡沫体系与占其体积一定比例的原油(黏度为643mPa·s)一同倒入warning blender搅拌器，在6000转/分的剪切速率下搅拌1min，测定起泡体积与泡沫半衰期，结果见表1(含油量＝原油体积/泡沫体系体积)。含油量增大，泡沫稳定性增强。
表1含油量对泡沫性质的影响
含油量(％) 0 10 60
起泡体积(ml) 550 520 480
泡沫半衰期(min) 690 2550 4400
②原油黏度的影响：将100ml泡沫体系与10ml不同黏度的原油分别加热至60℃，然后一同倒入warning blender搅拌器，在6000转/分的剪切速率下搅拌1min，最后在60℃下测定起泡体积与泡沫半衰期，结果见表2。原油黏度降低，含油泡沫稳定性提高。
表2原油黏度对含油泡沫性质的影响(60℃)
原油黏度(mPa·s) 643 10.8
起泡体积(ml) 550 510
泡沫半衰期(min) 2520 10680
(3)再生含油泡沫稳定性测试：将100ml不同配方制备的泡沫体系分别与10ml黏度为643mPa·s的原油一同倒入warning blender搅拌器，在6000转/分的剪切速率下搅拌1min，测定各体系的一次起泡体积与泡沫半衰期。待各泡沫完全破裂，将分离的泡沫体系与原油平衡1d后进行二次起泡，实验条件、测定参数与一次起泡相同，结果见表3。
泡沫体系1：实施例1制备体系，0.15g十二烷基葡萄糖苷、0.05g月桂酰胺丙基甜菜碱、0.05g椰油酰胺丙基氧化胺、0.01g双全氟辛基磺基甜菜碱。
泡沫体系2：0.15g十二烷基葡萄糖苷、0.05g月桂酰胺丙基甜菜碱。
泡沫体系3：0.15g十二烷基葡萄糖苷、0.05g月桂酰胺丙基甜菜碱、0.05g椰油酰胺丙基氧化胺、0.01g全氟辛基磺基甜菜碱。
泡沫体系4：0.15g十二烷基葡萄糖苷、0.05g月桂酰胺丙基甜菜碱、0.05g椰油酰胺丙基氧化胺、0.01g全氟辛基季铵盐。
泡沫体系5：0.15g十二烷基葡萄糖苷、0.05g月桂酰胺丙基甜菜碱、0.05g椰油酰胺丙基氧化胺、0.01g氟化聚甲基丙烯酸甲酯。
表3再生含油泡沫性质
Figure BDA0003170328040000041
表3可以看出，实施例1制备体系形成的再生含油泡沫的稳定性与一次起泡含油泡沫相近，较其它各体系具有显著的再生性能优势。
图1是实施例1的泡沫体系，实验条件：22×104mg/L NaCl模拟地层水，含油量10％，原油黏度10.8mPa·s，按照上述相同的再生含油泡沫稳定性测试方法，得到的再生高盐含油泡沫的外观图。图(a)是刚形成的再生泡沫图片，图(b)是再生泡沫形成后234h后的图片。
实施例2
(1)体系制备：取起泡剂0.3g(其中癸基麦芽糖苷0.2g、椰油酰胺丙基羟磺甜菜碱0.1g)，增生增强剂0.14g(其中椰油酰胺丙基甜菜碱0.1g、双含氟壬基羧酸甜菜碱0.04g)，在低速搅拌条件下加入99.56g矿化度为10×104mg/L的模拟地层水中(即10×104mg/L NaCl水溶液)，待其完全溶解后即得到泡沫体系。
(2)泡沫耐油抗盐性测试：
①含油量的影响：将100ml泡沫体系与占其体积一定比例的原油(黏度为643mPa·s)一同倒入warning blender搅拌器，在6000转/分的剪切速率下搅拌1min，测定起泡体积与泡沫半衰期，结果见表4(含油量＝原油体积/泡沫体系体积)。含油量增大，泡沫稳定性增强。
表4含油量对泡沫性质的影响
Figure BDA0003170328040000042
Figure BDA0003170328040000051
②原油黏度的影响：将100ml泡沫体系与10ml不同黏度的原油分别加热至60℃，然后一同倒入warning blender搅拌器，在6000转/分的剪切速率下搅拌1min，最后在60℃下测定起泡体积与泡沫半衰期，结果见表5。原油黏度降低，含油泡沫稳定性提高。
表5原油黏度对含油泡沫性质的影响(60℃)
原油黏度(mPa·s) 643 10.8
起泡体积(ml) 630 550
泡沫半衰期(min) 1080 4680
(3)再生含油泡沫稳定性测试：将100ml泡沫体系与10ml黏度为643mPa·s的原油一同倒入warning blender搅拌器，在6000转/分的剪切速率下搅拌1min，测定一次起泡体积与泡沫半衰期。待泡沫完全破裂，将分离的泡沫体系与原油平衡1d后进行二次起泡，实验条件于测定参数与一次起泡相同，结果见表6。再生含油泡沫的稳定性较一次起泡含油泡沫明显增强。
表6再生含油泡沫性质
起泡条件 一次起泡 二次起泡
起泡体积(ml) 600 380
泡沫半衰期(min) 1170 4920
实施例3
(1)体系制备：取起泡剂0.24g(其中癸基麦芽糖苷0.2g、椰油酰胺丙基羟磺甜菜碱0.04g)，增生增强剂0.11g(其中椰油酰胺丙基甜菜碱0.1g、双含氟壬基羧酸甜菜碱0.01g)，在低速搅拌条件下加入99.65g矿化度为22×104mg/L的模拟地层水中(即22×104mg/LNaCl水溶液)，待其完全溶解后即得到泡沫体系。
(2)泡沫耐油抗盐性测试：
①含油量的影响：将100ml泡沫体系与占其体积一定比例的原油(黏度为643mPa·s)一同倒入warning blender搅拌器，在6000转/分的剪切速率下搅拌1min，测定起泡体积与泡沫半衰期，结果见表7(含油量＝原油体积/泡沫体系体积)。含油量增大，泡沫稳定性增强。
表7含油量对泡沫性质的影响
含油量(％) 0 10 60
起泡体积(ml) 520 480 440
泡沫半衰期(min) 410 2160 3210
②原油黏度的影响：将100ml泡沫体系与10ml不同黏度的原油分别加热至60℃，然后一同倒入warning blender搅拌器，在6000转/分的剪切速率下搅拌1min，最后在60℃下测定起泡体积与泡沫半衰期，结果见表8。原油黏度降低，含油泡沫稳定性提高。
表8原油黏度对含油泡沫性质的影响(60℃)
原油黏度(mPa·s) 643 10.8
起泡体积(ml) 530 470
泡沫半衰期(min) 1960 5350
(3)再生含油泡沫稳定性测试：将100ml泡沫体系与10ml黏度为643mPa·s的原油一同倒入warning blender搅拌器，在6000转/分的剪切速率下搅拌1min，测定一次起泡体积与泡沫半衰期。待泡沫完全破裂，将分离的泡沫体系与原油平衡1d后进行二次起泡，实验条件于测定参数与一次起泡相同，结果见表9。再生含油泡沫的稳定性强于一次起泡含油泡沫。
表9再生含油泡沫性质
起泡条件 一次起泡 二次起泡
起泡体积(ml) 480 270
泡沫半衰期(min) 2160 3520
实施例4
(1)体系制备：取起泡剂0.2g(其中癸基葡萄糖苷0.16g、椰油酰胺丙基甜菜碱0.04g)，再生增强剂0.1g(其中椰油酰胺丙基甜菜碱0.05g、双含氟壬基羧酸甜菜碱0.05g)，在低速搅拌条件下加入99.7g矿化度为15×104mg/L的模拟地层水中(即15×104mg/LNaCl水溶液)，待其完全溶解后即得到泡沫体系。
(2)泡沫耐油抗盐性测试：
①含油量的影响：将100ml泡沫体系与占其体积一定比例的原油(黏度为643mPa·s)一同倒入warning blender搅拌器，在6000转/分的剪切速率下搅拌1min，测定起泡体积与泡沫半衰期，结果见表10(含油量＝原油体积/泡沫体系体积)。含油量增大，泡沫稳定性增强。
表10含油量对泡沫性质的影响
含油量(％) 0 10 60
起泡体积(ml) 590 550 510
泡沫半衰期(min) 450 1750 3240
②原油黏度的影响：将100ml泡沫体系与10ml不同黏度的原油分别加热至60℃，然后一同倒入warning blender搅拌器，在6000转/分的剪切速率下搅拌1min，最后在60℃下测定起泡体积与泡沫半衰期，结果见表11。原油黏度降低，含油泡沫稳定性提高。
表11原油黏度对含油泡沫性质的影响(60℃)
原油黏度(mPa·s) 643 10.8
起泡体积(ml) 570 500
泡沫半衰期(min) 1580 6810
(3)再生含油泡沫稳定性测试：将100ml泡沫体系与10ml黏度为643mPa·s的原油一同倒入warning blender搅拌器，在6000转/分的剪切速率下搅拌1min，测定一次起泡体积与泡沫半衰期。待泡沫完全破裂，将分离的泡沫体系与原油平衡1d后进行二次起泡，实验条件于测定参数与一次起泡相同，结果见表12。再生含油泡沫的稳定性较一次起泡含油泡沫更强。
表12再生含油泡沫性质
起泡条件 一次起泡 二次起泡
起泡体积(ml) 550 390
泡沫半衰期(min) 1750 2730
综上所述，本发明提供泡沫体系耐油抗盐性好，可在矿化度22×104mg/L、含油量60％条件下形成高稳泡沫；而且对低粘原油有高度耐受性，可解决轻质油藏不易形成稳定泡沫的技术难题；在泡沫体系与原油重复接触过程中形成稳定泡沫，提高泡沫在含油高渗条带中的流度控制能力，进而改善泡沫驱油效果。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (1)

1.一种具有强再生泡沫稳定性的耐油抗盐泡沫驱体系，其特征在于，由以下质量百分比的组分组成：起泡剂0.05～0.5%，再生增强剂0.05～0.2％，其余为地层水或模拟地层水；所述再生增强剂由椰油酰胺丙基氧化胺和双全氟辛基磺基甜菜碱按质量比10:1～1:1复配而成；所述起泡剂由十二烷基葡萄糖苷和月桂酰胺丙基甜菜碱按质量比5:1～2:1复配而成。
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