一種二元復(fù)合驅(qū)后三相強(qiáng)化泡沫驅(qū)油體系的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于石油開采領(lǐng)域，涉及一種二元復(fù)合驅(qū)后三相強(qiáng)化泡沫驅(qū)油體系。
【背景技術(shù)】
[0002] 石油是目前全球所使用的非常重要的一種非再生能源，其年消耗量占所有能源消 耗量的比重在逐年增加，因而石油采收率的提高成為了全社會(huì)非常關(guān)注的問題。目前石油 開采主要面臨著石油供需矛盾日益突出，新發(fā)現(xiàn)油田越來越少以及已開發(fā)老油田中仍有大 量剩余油開采不出的問題。在油田開發(fā)中，通過一次采油和二次采油后一般只能開采出 25~50%的地下原油，油藏中仍剩余有大量原油有待進(jìn)一步開采。
[0003] 二次采油后，由于采出程度的提高，剩余油分布更加零散，油藏的非均質(zhì)性進(jìn)一步 加劇，從而增加了開發(fā)的難度。為了提高現(xiàn)有油田的采收率，三次采油技術(shù)得到了比較廣泛 的應(yīng)用。二元復(fù)合驅(qū)油技術(shù)是三次采油技術(shù)中提高采收率的重要手段，但是在油田開發(fā)的 中后期，由于受到儲(chǔ)層非均質(zhì)性的影響，地層中縱向上的流度差異較大，粘性指進(jìn)現(xiàn)象越來 越嚴(yán)重，化學(xué)劑不能完全到達(dá)剩余油富集的部位，不能充分地驅(qū)洗原油，從而造成二元復(fù)合 驅(qū)的最終采收率受到了一定程度的限制。
[0004] 泡沫驅(qū)是利用表面活性劑的發(fā)泡性能配成泡沫驅(qū)油劑進(jìn)行采油的方法。泡沫驅(qū)遇 水穩(wěn)定、遇油破滅的特點(diǎn)使其對(duì)油水具有了選擇性封堵能力，因而在提高原油采收率的研 究中，越來越受到重視。強(qiáng)化泡沫是向水基泡沫中加入一定濃度的聚合物后形成的泡沫， 強(qiáng)化泡沫相比于水基泡沫的優(yōu)勢在于強(qiáng)化泡沫的穩(wěn)泡能力更強(qiáng)，將聚合物加入到水基泡沫 體系中后，聚合物可以增加液相粘度，從而增加了泡沫液膜的機(jī)械穩(wěn)定性，使泡沫具有更長 的半衰期；并且由于聚合物的加入，使得液相粘度增加，從而有效減緩泡沫液膜間的排液 速度，阻礙液膜變薄，在氣/液界面處起泡劑與聚合物分子發(fā)生共吸附，導(dǎo)致液膜排液期變 長，因而顯著增強(qiáng)了泡沫的穩(wěn)定性。
[0005] 三相泡沫是由固、液、氣相經(jīng)發(fā)泡而形成的分散體系混合體。三相泡沫驅(qū)的一個(gè)顯 著的特點(diǎn)就是比氣/液兩相泡沫驅(qū)產(chǎn)生的泡沫更加穩(wěn)定，且隨著滲透率的增大，泡沫的表 觀粘度增大，可以有效地調(diào)整高滲透層和低滲透層的流度差異，從而達(dá)到高滲透層和低滲 透層同時(shí)動(dòng)用開發(fā)，實(shí)現(xiàn)地層等流度驅(qū)替，進(jìn)而提高波及系數(shù)和最終采收率。因此，開發(fā)一 種高效的三相泡沫采油體系對(duì)于油田的中后期開發(fā)具有重大的現(xiàn)實(shí)意義。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0006] 為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：
[0007] -種二元復(fù)合驅(qū)后三相強(qiáng)化泡沫驅(qū)油體系，由液相、固相和氣相組成，其中，液相 由起泡劑、穩(wěn)泡劑和水組成；固相由聚乙烯亞胺凍膠體系和無機(jī)納米材料組成；氣相選自 氮?dú)狻⒖諝饣蚨趸迹?br>[0008] 所述起泡劑的用量為液相質(zhì)量的0. 05-5%，所述穩(wěn)泡劑的用量為液相質(zhì)量的 0. 1-3%，無機(jī)納米材料的用量為液相質(zhì)量的0. 2-3%，聚乙烯亞胺凍膠體系的用量為液相 質(zhì)量的0. 05-1% ;氣相和液相的體積比為1-3:1 ;
[0009] 所述起泡劑選自壬基酚聚氧乙烯醚、失水山梨醇單油酸酯聚氧乙烯醚、脂肪酸甲 酯乙氧基化物、十二烷基苯磺酸鈉中的一種或多種；
[0010] 壬基酚聚氧乙烯醚的結(jié)構(gòu)如下所示：
[0012] 其中，η為聚氧乙烯的摩爾數(shù)；
[0013] 失水山梨醇單油酸酯聚氧乙烯醚的結(jié)構(gòu)如下所示：
[0015] 其中，Xl+yi+Zl= 20-25, R 為 CH3(CH2)7-CH = CH-(CH2)7-;
[0016] 脂肪酸甲酯乙氧基化物的結(jié)構(gòu)如下所示：
[0018] 十二烷基苯磺酸鈉的結(jié)構(gòu)如下所示：
[0020] 所述穩(wěn)泡劑選自聚丙烯酰胺和聚乙烯醇中的一種或多種；其中，所述聚丙烯酰胺 的分子量為1000-2000萬，水解度為5-15% ;聚乙烯醇的分子量為20-40萬；
[0021] 所述無機(jī)納米材料選自碳納米管、納米氧化鋅、納米二氧化娃、納米二氧化鈦、納 米碳酸媽；所述無機(jī)納米材料的尺寸為20-50nm ;
[0022] 所述聚乙烯亞胺凍膠體系是由部分水解聚丙烯酰胺與交聯(lián)劑聚乙烯亞胺發(fā)生反 應(yīng)而形成的，以質(zhì)量百分比計(jì)算，包括如下組分：部分水解聚丙烯酰胺〇. 1~〇. 8%，交聯(lián)劑 聚乙烯亞胺0. 1~0.6%，添加劑0.2~1%，余量為水；其中，部分水解聚丙烯酰胺采用的 是陰離子型聚丙烯酰胺，該陰離子型聚丙烯酰胺的分子量為500萬~1600萬，水解度4%~ 20%，固含量大于90%;交聯(lián)劑聚乙烯亞胺的分子量為5000-20000,固含量30%~60%;所 述添加劑選自亞硫酸鈉、亞硫酸氫鈉、硫代硫酸鈉和硫脲的一種或多種。
[0023] 所述一種二元復(fù)合驅(qū)后三相強(qiáng)化泡沫驅(qū)油體系的制備方法，包括：按照比例，在水 中加入穩(wěn)泡劑，攪拌5-10min，待其充分溶解后，加入聚乙烯亞胺凍膠體系和無機(jī)納米材料， 攪拌5-10min待其分散均勻，然后加入起泡劑攪拌均勻制得驅(qū)油體系溶液；將驅(qū)油體系溶 液與氣體通入巖心中生成泡沫。
[0024] 本發(fā)明的三相強(qiáng)化泡沫驅(qū)油體系的有益效果：
[0025] (1)本發(fā)明所制備的三相強(qiáng)化泡沫驅(qū)油體系是由氣、固、液三相經(jīng)發(fā)泡而形成的具 有一定分散體系的混合體。本發(fā)明所制備的三相強(qiáng)化泡沫穩(wěn)定性好，具有較高的滲流阻力， 能夠迫使注入流體向二元復(fù)合驅(qū)未波及的區(qū)域流動(dòng)，從而擴(kuò)大波及體積，提高油田的開發(fā) 效率，增加油田的總采收率。
[0026] (2)本發(fā)明的固相采用的有機(jī)固相（聚合物凍膠）+無機(jī)固相（無機(jī)納米材料）的 復(fù)合體系，具有泡沫穩(wěn)定性好、適應(yīng)性強(qiáng)、粘度高、懸浮性能好、封堵強(qiáng)度大等特點(diǎn)。
[0027] (3)本發(fā)明的三相強(qiáng)化泡沫驅(qū)能夠彌補(bǔ)二元復(fù)合驅(qū)的缺陷，既能對(duì)高滲透通道或 大孔道產(chǎn)生封堵，又能降低油水流度比，提高波及系數(shù)和洗油效率，從而大幅提高原油的最 終采收率。
【附圖說明】
[0028] 圖1是根據(jù)本發(fā)明的二元復(fù)合驅(qū)后三相泡沫驅(qū)油實(shí)驗(yàn)設(shè)備示意圖。
[0029] 其中，1、2 :平流栗；3 :高壓氣瓶；4 :閥門；5 :精密壓力表；6 :氣罐；7 :水罐；8 :二 元復(fù)合驅(qū)油劑罐；9 :三相泡沫驅(qū)油劑罐；10 :油罐；11 :六通閥；12 :巖心夾持器；13 :恒溫 箱；14 :回壓控制器；15 :手搖栗；16 :計(jì)量裝置。
【具體實(shí)施方式】
[0030] 下面通過實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步闡述。
[0031] 實(shí)驗(yàn)按照石油行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SY/T 6424-2000復(fù)合驅(qū)油體系性能測試方法進(jìn)行。
[0032] 本發(fā)明采用巖心驅(qū)油實(shí)驗(yàn)，巖心基本參數(shù)：長X寬X高=30cmX4. 5cmX4. 5cm ; 原油為地面脫水脫氣原油，70°C下粘度92. ImPa · s ;模擬地層水：NaHC03型溶液，礦化度 7650mg/L，溫度：70°C。
[0033] 本實(shí)驗(yàn)使用的二元復(fù)合驅(qū)油體系可以是常規(guī)的聚合物和表面活性劑，其中，所述 聚合物可為水溶性聚丙烯酰胺聚合物；所述表面活性劑可為陽離子型表面活性劑、陰離子 型表面活性劑、非離子型表面活性劑中的一種或多種，例如可選用十二烷基苯磺酸鈉。
[0034] 本發(fā)明的三相強(qiáng)化泡沫驅(qū)油體系，采用圖1所示的實(shí)驗(yàn)設(shè)備進(jìn)行巖心驅(qū)油實(shí)驗(yàn)， 其基本步驟為：首先將巖心抽真空，飽和模擬地層水；以0. 8mL/min的速度將模擬地層水注 入巖心，計(jì)算巖心孔隙體積；以0. lmL/min的速度飽和地面脫水脫氣原油，直至出口端產(chǎn) 出液全部為油，計(jì)算原始含油飽和度；以注入速度為0. 8mL/min進(jìn)行水驅(qū)實(shí)驗(yàn)，直至產(chǎn)出液 中含水率為98%，此時(shí)再以0. lmL/min的注入速度注入一定孔隙體積的二元復(fù)合驅(qū)油體 系溶液，然后以〇. 8mL/min的注入速度進(jìn)行水驅(qū)，直至產(chǎn)出液含水率達(dá)到98%，計(jì)算二元復(fù) 合驅(qū)最終采收率；最后以0. lmL/min的注入速度交替注入一定孔隙體積的三相泡沫驅(qū)油體 系溶液和氣體，以〇. 8mL/min的注入速度進(jìn)行水驅(qū)實(shí)驗(yàn)直至產(chǎn)出液含水率達(dá)到98%后結(jié)束 實(shí)驗(yàn)，計(jì)算最終采收率。所述二元復(fù)合驅(qū)油體系溶液和三相泡沫驅(qū)油體系溶液注入段塞為 0. 15-0. 25PV，氣體注入段塞為0. 15-0. 5PV，所述氣體與所述三相強(qiáng)化泡沫驅(qū)油體系溶液的 體積比為1-3:1，氣液注入方式為多次交替式注入。
[0035] 聚乙烯亞胺凍膠體系的制備
[0036] 制備例1
[0037] 在100g礦化度為10000mg/L的NaCl水溶液中，加入0· 8g亞硫酸鈉、0· 6g分子量 為1600萬的陰離子型聚丙烯酰胺，常溫下攪拌2-3h至陰離子型聚丙烯酰胺完全溶解，然后 加入0. 3g分子量為15000的交聯(lián)劑聚乙烯亞胺攪拌均勻后即得聚乙烯亞胺凍膠體系。
[0038] 制備例2
[0039] 在100g礦化度為10000mg/L的NaCl水溶液中，加入0· 6g硫脲、0· 7g分子量為 1600萬的陰離子型聚丙烯酰胺，常溫下攪拌2-3h至陰離子型聚丙烯酰胺完全溶解，然后加 入0. 3g分子量為15000的交聯(lián)劑聚乙烯亞胺攪拌均勻后即得聚乙烯亞胺凍膠體系。
[0040] 下面對(duì)根據(jù)本發(fā)明的三相強(qiáng)化泡沫體系進(jìn)行巖心驅(qū)油實(shí)驗(yàn)。
[0041] 實(shí)施例1
[0042] 將lg分子量為1600萬、水解度為10%的聚丙烯酰胺加入到200g去離子水中， 攪拌10min溶解均勾后，加入lg直徑為20nm的碳納米管和lg聚乙稀亞胺凍膠體系，攪拌 l〇min分散均勻，然后加入1.2g失水山梨醇單油酸酯聚氧乙烯醚和1.2g脂肪酸甲酯乙氧基 化物攪拌均勻，制成驅(qū)油體系溶液，室內(nèi)實(shí)驗(yàn)測得70°C下產(chǎn)生的泡沫體積為497mL，半衰期 為42min，油水界面的表面張力為12. 54X 10 3mN/m。氮?dú)猓候?qū)油體系溶液以3:1的比例注入 巖心。
[0043] 實(shí)施例2
[0044] 將2g分子量為1600萬、水解度為10%的聚丙烯酰胺加入到200g去離子水中，攪 拌10min溶解均勾后，加入lg直徑為50nm的納米二氧化娃和0. 8g聚乙稀亞胺凍膠體系， 攪拌10min分散均勾，然后加入0. 5g壬基酸聚氧乙稀醚和1. 5g十二烷基苯磺酸鈉攪拌均 勻，制成驅(qū)油體系溶液，室內(nèi)實(shí)驗(yàn)測得70°C下產(chǎn)生的泡沫體積為481mL，半衰期為37min，油 水界面的表面張力為17. 16X 10 3mN/m。氮?dú)猓候?qū)油體系溶液以2:1的比例注入巖心。
[0045] 實(shí)施例3
[0046] 將2g分子量為30萬的聚乙烯醇加入到200g去離子水中，攪拌10min