CN105062433A - 一种适用于清除储层损害的微乳液及其制备方法 - Google Patents

Abstract

一种适用于清除储层损害的微乳液及其制备方法，该微乳液，以100份重量计，包括以下组分，非离子型表面活性剂10-35份，助表面活性剂3-15份，油相0-8份，余相为浓度为1.5wt％～25wt％的盐水或水。该微乳液的制备方法，是将上述各组分混合，在室温下以50-500转/分钟的转速搅拌，混合均匀。本发明制备的微乳液，是一个热力学稳定体系，外观透明或半透明，具有较好的长期稳定性、高温稳定性、低温稳定性；符合环保及各项工业要求，制备方法简单，保存方便，易于运输。

Description

一种适用于清除储层损害的微乳液及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种用于减小或消除油相在地下储层造成的损害(如从井眼或产层中清除油基泥浆、合成基泥浆、稠油、乳液等造成的损害)的微乳液及其制备方法，属于清除储层损害技术领域。

背景技术

在油气田生产的钻井过程中，需要使用钻井液，钻井液又被称为钻井的血液，在钻井过程中由于油基泥浆和合成基泥浆有着抗高温、抗钙盐侵蚀，有利于井壁稳定、润滑性好、对油气层损害小，广泛运用在各类钻井平台。但是在实际的使用过程中有可能发生于地层配伍性不好，产生多种的储层损害，堵塞孔隙，改变了岩石润湿性、渗透率降低，造成了产能降低。对于解除油基泥浆和合成基泥浆造成的储层损害，目前国内对这方面的研究较少。同时油气田在生产过程中会有一些由原油、沥青质、石蜡等造成的堵塞，形成了原油损害、乳锁等情况。

目前，国内清除储层损害的手段大部分是用有机溶剂的油基处理剂处理，如中国专利文献CN103881672A公开的一种油田油井解堵剂，使用了大量的甲苯和二甲苯，利用相似相溶的原理清除地层损害，对环境不友好。又如CN1508213A公开的一种油井清洗解堵剂，使用的甲苯质量分数最高达80％，成本较高，而且甲苯的沸点偏低，在高温下易挥发。同时，该种类型的处理剂处理后，岩石的润湿性均为油润湿，孔隙较小，不利于后续水基处理液的处理。CN102746838A公开的一种气井解堵剂，其使用了大量的含氮极性溶剂(如N,N二甲基甲酰胺、N,N二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮),成本极高，作为溶剂对环境不友好，且有难闻的味道。CN104419394A公开的一种稠油井常温修井液，使用了石油磺酸盐、聚氧乙烯烷基酚醚类等表面活性剂复配形成表面活性剂水溶液，将稠油等乳化，但是表面活性剂水溶液很难达到超低界面张力，仅通过浸泡或较弱的剪切条件很难将稠油清除。

美国专利US8822385公开了一种能够改变岩石润湿性的方法，也是使用了微乳液作为处理液，方便后续水基处理液继续工作。

上述储层和井眼修复的方法都有着一定的局限性，其中甲苯、二甲苯及含氮极性溶剂毒性较大，价格高昂，且不能改变岩石的润湿性，不方便后继处理液工作。而用表面活性剂水溶液作为处理液，不能达到超低界面张力，处理能力有限。因此，需要一种符合环保要求、耐温的微乳液型处理液。

发明内容

针对现有的清除储层损害或油气井损害的处理液的应用局限性，本发明提供了一种低成本、低毒性、耐温性好以及环保的适用于清除储层损害的微乳液，同时提供一种该微乳液的制备方法。

本发明的适用于清除储层损害的微乳液，以100份重量计，包括以下组分，非离子型表面活性剂10-35份，助表面活性剂3-15份，油相0-8份，余相为浓度1.5wt％～25wt％的盐水或水。

所述非离子表面活性剂为多醇类(如Span系列)、聚氧乙烯醚类(如Tween系列)、烷基酚聚氧乙烯醚类(如OP-10、NP-10、NP-15、NP-20、NP-40、NP-50)、烷基醇聚氧乙烯醚类(如AEO-9、AEO-15、平平加20、平平加25、平平加30、平平加35、平平加40、平平加50、平平加80、Brij系列)或烷基糖苷类表面活性剂(如APG0810、APG1214、APG0814)。

所述助表面活性剂为醇类(如乙醇、丙醇、异丙醇、正丁醇、正戊醇、正己醇等)。

所述的油相为极性油相或非极性油相，其中非极性油相包括液体石蜡、切片石蜡、气制油、柴油、5#白油或7#白油，极性油相包括粗苯、甲苯、二甲苯或生物柴油。

所述盐水中的盐类为钠盐、钾盐、钙盐或铯盐(如NaCl、Na₂SO₄、KBr、KCl、CaCl₂、甲酸钾、甲酸铯等)。

上述适用于清除储层损害的微乳液中，非离子表面活性剂优选AEO-9和APG1214，助表面活性剂优选正丁醇，盐水优选浓度3wt％的NaCl盐水，油相优选气制油。

上述适用于清除储层损害的微乳液的制备方法，是：

以100重量份计，分别称取非离子表面活性剂10-35份，助表面活性剂3-15份，油相0-8份，余相为水或盐水；将上述各组分混合，在室温下以50-500转/分钟的转速搅拌，混合均匀，即得到适用于清除储层损害的微乳液。

本发明制备的微乳液，是一个热力学稳定体系，外观透明或半透明，具有较好的长期稳定性(放置两个月未发现分层或沉淀)、高温稳定性(120℃下高温老化16个小时，外观无分层)、低温稳定性(0℃下放置10个小时，外观无分层)；符合环保及各项工业要求，制备方法简单，保存方便，易于运输。

附图说明

图1是接触角测量示意图。其中：(a)为干净玻璃片，(b)为被油基泥浆污染的玻璃片，(c)为微乳液清洗后的玻璃片。

图2是清除原油示意图。其中(a)为原油，(b)为原油+微乳液。

具体实施方式

实施例1

以100重量份计，取10份APG1214，2份Brij-35，3份正丁醇，1.5份气制油，余相为浓度3wt％的NaCl盐水。然后一起放在反应器中混合均匀，常温下以300rad/min的转速磁力搅拌10分钟即可形成微乳液，该微乳液均一透明，是一个热力学稳定体系。

分别按以下方法考察制备的微乳液的高温稳定性、长期稳定性、低温稳定性以及微乳液的耐温能力。

长期稳定性：产品长时间静止放置，观察外观，未出现分层。

高温稳定性：将样品放置在120℃高温滚子加热炉中恒温16h，取出观察外观，未出现分层。

低温稳定性：将样品放置在恒温振荡摇床(约0℃)中10h，取出观察外观，未出现分层。

耐温能力：将微乳液放置在20ml小瓶中，封口，放置在恒温振荡摇床中，逐步升温至65℃，观察到该单相微乳液在室温到65℃内均为单相微乳液。

通过接触角的测量表明该微乳液对油基泥浆污染的玻璃片的润湿性的改变：

(1)测量洁净玻璃片与水的接触角；(2)把玻璃片浸入油基泥浆30min，取出后在室温下自然晾干一天，然后测其接触角；(3)将沾有油基泥浆的玻璃片浸入微乳液中，60℃下浸泡30min，然后将玻璃片取出在室温下自然晾干，再次测量其接触角。图1给出了三次测量接触角的示意图。

经过测量，干净的玻璃片的接触角θ约为29.1°(如图1(a)所示)；被油基泥浆污染后θ约为81°(如图1(b)所示)，润湿性从水润湿变为油润湿；经过微乳液处理后，θ约为14°(如图1(c)所示)，润湿性为水润湿。

考察油基泥浆清除效果，评价方法如下：

(1)将烧杯浸入水中30min，取出后在室温下(25℃)晾干40min，称重W1；

(2)将称重后的烧杯在适量油基泥浆中浸泡30min，取出多余的油基泥浆后在室温下晾干40min，称重W2；

(3)将适量微乳液倒入烧杯中，液面略超过油基泥浆痕迹，水浴60℃加热30min；

(4)清洗结束后停止加热，移出烧杯，用手轻轻晃动，移出微乳液，再用少量水冲掉附着的微乳液，将烧杯在室温下晾干40min，称重W3；用“清除效率”来衡量处理液的清除效果：

瓶试清除原油，实验方法如下：

将约10mg的重质原油置于瓶中，如图2(a)所示，然后倒入微乳液，在60℃下静置30min，发现瓶底的原油被清除干净，瓶底由油润湿变成水润湿，如图2(b)所示。

长期稳定性	稳定2个月不分层
		高温稳定性	稳定
低温稳定性	稳定
		耐温能力	65℃
本实施例微乳液清洗后接触角	14°
		清水处理后清洗效率	6％
本实施例微乳液清洗后清洗效率	90.1％
		微乳液清除瓶底原油	完全清除，瓶底变为水润湿

实施例2

以100重量份计，取7份APG1214，3份平平加30，3份乙醇，1份甲苯，余相为水。一起放在反应器中混合均匀，常温下以400rad/min的转速磁力搅拌8分钟即可形成单相微乳液。以实施例1中方式考察其长期稳定性、高温稳定性、低温稳定性、微乳液耐温能力、清洗后的接触角、清洗效率、解除原油的能力。

长期稳定性	稳定2个月不分层
		高温稳定性	稳定
低温稳定性	稳定
		耐温能力	70℃
本实施例微乳液清洗后接触角	12°
		清水处理清洗后效率	6.5％
本实施例微乳液清洗后清洗效率	91.1％
		微乳液清除瓶底原油	完全清除，瓶底变为水润湿

实施例3

以100重量份计，取20份APG0814，4份AEO-9，8份丙醇，4份5#白油，余相为浓度为20wt％的甲酸铯盐水。然后一起放在反应器中混合均匀，常温下以500rad/min的转速磁力搅拌6分钟即可形成单相微乳液。以实施例1中方式考察其长期稳定性、高温稳定性、低温稳定性、微乳液耐温能力、清洗后的接触角、清洗效率、解除原油的能力。

长期稳定性	稳定2个月不分层
		高温稳定性	稳定
低温稳定性	稳定
		耐温能力	63℃
本实施例微乳液清洗后接触角	12°
		清水处理清洗后效率	8％
本实施例微乳液清洗后清洗效率	92％
		微乳液清除瓶底原油	完全清除，瓶底变为水润湿

实施例4

以100重量份计，取10份APG1214，2份Brij-35，3份异丙醇，2份柴油，余相浓度25wt％CaCl₂盐水。然后一起放在反应器中混合均匀，常温下以200rad/min的转速磁力搅拌12分钟即可形成单相微乳液。以实施例1中方式考察其长期稳定性、高温稳定性、低温稳定性、微乳液耐温能力、清洗后的接触角、清洗效率、解除原油的能力。

长期稳定性	稳定2个月不分层
		高温稳定性	稳定
低温稳定性	稳定
		耐温能力	58℃
本实施例微乳液清洗后接触角	13°
		清水处理清洗后效率	9％
本实施例微乳液清洗后清洗效率	90.5％
		微乳液清除瓶底原油	完全清除，瓶底变为水润湿

实施例5

以100重量份计，取13份APG1214，13份NP-15，6份正丁醇，3份液体石蜡，余相为浓度为1.5wt％的KBr盐水，然后一起放在反应器中混合均匀，常温下以100rad/min的转速磁力搅拌15分钟即可形成单相微乳液。以实施例1中方式考察其长期稳定性、高温稳定性、低温稳定性、微乳液耐温能力、清洗后的接触角、清洗效率、解除原油的能力。

长期稳定性	稳定2个月不分层
		高温稳定性	稳定
低温稳定性	稳定
		耐温能力	65℃
本实施例微乳液清洗后接触角	14°
		清水处理清洗后效率	8.5％
本实施例微乳液清洗后清洗效率	90％
		微乳液清除瓶底原油	完全清除，瓶底变为水润湿

实施例6

以100重量份计，取27.5份APG1214，7.5份NP-15，15份正丁醇，8份7#白油，余相为浓度为1.5wt％的KBr盐水，然后一起放在反应器中混合均匀，常温下以100rad/min的转速磁力搅拌15分钟即可形成单相微乳液。以实施例1中方式考察其长期稳定性、高温稳定性、低温稳定性、微乳液耐温能力、清洗后的接触角、清洗效率、解除原油的能力。

长期稳定性	稳定2个月不分层
		高温稳定性	稳定
低温稳定性	稳定
		耐温能力	60℃
本实施例微乳液清洗后接触角	13°
		清水处理清洗后效率	8.6％
本实施例微乳液清洗后清洗效率	92％
		微乳液清除瓶底原油	完全清除，瓶底变为水润湿

实施例7

以100重量份计，取10份Tween80，10份Span60，3份正戊醇，8份生物柴油，余相为浓度为25wt％的甲酸钾盐水，然后一起放在反应器中混合均匀，常温下以100rad/min的转速磁力搅拌15分钟即可形成单相微乳液。以实施例1中方式考察其长期稳定性、高温稳定性、低温稳定性、微乳液耐温能力、清洗后的接触角、清洗效率、解除原油的能力。

长期稳定性	稳定2个月不分层
		高温稳定性	稳定
低温稳定性	稳定
		耐温能力	60℃
本实施例微乳液清洗后接触角	16°
		清水处理清洗后效率	8.5％
本实施例微乳液清洗后清洗效率	85％

微乳液清除瓶底原油

完全清除，瓶底变为水润湿

Claims (7)

1.一种适用于清除储层损害的微乳液，其特征是，以100份重量计，包括以下组分，非离子型表面活性剂10-35份，助表面活性剂3-15份，油相0-8份，余相为浓度1.5wt％～25wt％的盐水或水。

2.根据权利要求1所述的适用于清除储层损害的微乳液，其特征是：所述非离子表面活性剂为多醇类、聚氧乙烯醚类、烷基酚聚氧乙烯醚类、烷基醇聚氧乙烯醚类或烷基糖苷类表面活性剂。

3.根据权利要求1所述的适用于清除储层损害的微乳液，其特征是：所述助表面活性剂为醇类。

4.根据权利要求1所述的适用于清除储层损害的微乳液，其特征是：所述的油相为极性油相或非极性油相，其中非极性油相包括液体石蜡、切片石蜡、气制油、柴油、5#白油或7#白油，极性油相包括粗苯、甲苯、二甲苯或生物柴油。

5.根据权利要求1所述的适用于清除储层损害的微乳液，其特征是：所述盐水中的盐类为钠盐、钾盐、钙盐或铯盐。

6.根据权利要求1所述的适用于清除储层损害的微乳液，其特征是：所述非离子表面活性剂为AEO-9和APG1214，助表面活性剂为正丁醇，盐水为浓度3wt％的NaCl盐水，油相为气制油。

7.一种权利要求1所述的适用于清除储层损害的微乳液的制备方法，其特征是：

以100重量份计，分别称取非离子表面活性剂10-35份，助表面活性剂3-15份，油相0-8份，余相为水或盐水；将上述各组分混合，在室温下以50-500转/分钟的转速搅拌，混合均匀，即得到适用于清除储层损害的微乳液。