CN109777393B - 一种泡沫驱油剂 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种适用于高温高盐油藏的泡沫驱油剂，以重量百分比计包括0.3％～0.8％的起泡剂、0.5％～2.0％的稳泡剂和余量的水。本发明的泡沫驱油剂在高温高盐条件下稳定性强、半衰期长，并且能够显著提高高温高盐油藏的采收率。

Description

一种泡沫驱油剂

技术领域

本发明属于油田化学领域，具体地，本发明涉及一种泡沫驱油剂，更具体地，本发明涉及一种适用于高温高盐油藏的聚合物软颗粒强化泡沫驱油剂。

背景技术

我国高温高盐缝洞型油藏储量丰富，但油藏储层结构以裂缝和溶洞为主，空间连通性特殊，其水驱后剩余油饱和度高，缝洞型油藏中的剩余油，部分以“阁楼油”的形式存在。由于气体具有密度低的特点，可以有效地波及到缝洞单元的高部位“阁楼油”从而提高缝洞型油藏的采收率。然而由于水、油、气三者之间的密度，粘度差异，气驱过程中极易在油藏的顶部发生气窜，导致油藏中部剩余油饱和度较高。对于常规油藏而言，可以通过调节气液比例来调节泡沫密度，进而实现封堵油藏顶部气窜，驱替油藏中部剩余油的目的。但是泡沫本身作为热力学不稳定体系，高温高盐条件使重力排液，Laplace排液以及Ostwald熟化等过程加剧，泡沫稳定性降低。以塔河油田缝洞型油藏为例，温度高达130℃，矿化度高达220000mg/L，常规泡沫很难在这样的地层环境中保持较好的稳定性。因此，为了提高高温高盐缝洞型油藏的采收率，亟需开发适用于高温高盐条件的泡沫体系。

发明内容

本发明的发明目的是针对现有技术中存在的问题，提供了一种适用于高温高盐油藏的聚合物软颗粒强化泡沫驱油剂。

本发明的技术方案具体如下：

一种泡沫驱油剂，以重量百分比计包括0.3％～0.8％的起泡剂、0.5％～2.0％的稳泡剂和余量的水。

进一步，以重量百分比计包括0.4％～0.6％的起泡剂、0.8％～1.5％的稳泡剂和余量的水。

进一步，所述水为模拟水。

进一步，所述起泡剂包括重量比是2:1～1:3的磺丙基聚氧乙烯十二烷基醇醚和油酸酰胺羟磺基甜菜碱。

进一步，所述起泡剂包括重量比是1:1～1:2的磺丙基聚氧乙烯十二烷基醇醚和油酸酰胺羟磺基甜菜碱。

进一步，所述磺丙基聚氧乙烯十二烷基醇醚的分子式是C₁₂H₂₅O(CH₂CH₂O)_n(CH₂)₃SO₃M，其中n是10～15的整数，M为H⁺或者Na⁺。

进一步，所述稳泡剂是聚乙二醇。

进一步，所述聚乙二醇的相对分子质量为12000～20000。

进一步，所述泡沫驱油剂的半衰期是4～5小时。

相比于现有技术，本发明的技术方案具有如下有益效果：

(1)本发明所使用的稳泡剂为低分子量的聚乙二醇(分子量12000～20000)，由于其低分子量，其在高温高盐条件下的稳定性好，降解速度慢，可以保证其在高温高盐条件下的稳泡能力。

(2)本发明使用的稳泡剂聚乙二醇可以与起泡剂发生自组装，形成具有表面活性的软颗粒，其吸附在气液界面上可以进一步增强液膜的稳定性，从而增强泡沫稳定性。

(3)该泡沫剂在高温高盐条件下(130℃、220000mg/L、1MPa)具有优异的稳定性，通过鼓泡法测得的泡沫半衰期高达4～5h，另外室内流动实验表明该泡沫剂提高采收率高达14.2％～22％。

具体实施方式

为了充分了解本发明的目的、特征及功效，通过下述具体实施方式，对本发明作详细说明。本发明的工艺方法除下述内容外，其余均采用本领域的常规方法或装置。下述名词术语除非另有说明，否则均具有本领域技术人员通常理解的含义。

为开发适用于高温高盐条件的泡沫体系，可以从起泡剂和稳泡剂两个方面出发。对于起泡剂而言，发明人研究发现聚氧乙烯醚磺酸盐类表面活性剂和甜菜碱类表面活性剂在高温高盐条件下仍能保持较好的起泡性，但是单纯的起泡剂不能在高温高盐条件下保持较好的泡沫性能，因为单纯起泡剂生成的泡沫在高温高盐条件下稳定性较差，这就需要稳泡剂来改善泡沫在高温高盐条件下的稳定性。

对于稳泡剂而言，目前常用的稳泡剂有两种：聚合物和固体颗粒。其中聚合物由于其高分子量特性，可以增强泡沫液膜的粘度，从而降低液膜的排液速度，进而改善泡沫稳定。然而高分子量的聚合物在高温高盐条件下易发生降解，导致稳定泡沫能力下降。另一种稳泡剂是颗粒类稳泡剂，如纳米二氧化硅颗粒、粉煤灰颗粒以及粘土颗粒等等。稳定泡沫的机理包括：脱附能理论、颗粒聚集体理论、颗粒排列阻碍排液理论以及最大毛细压理论。然而颗粒在高温高盐调节下易发生团聚，沉淀，导致稳定泡沫能力下降。因此，目前常用的聚合物和颗粒类稳泡剂均不能较好地改善泡沫在高温高盐条件下的稳定性，导致高温高盐条件下泡沫稳定性差，泡沫驱提高原油采收率效果不好。

本发明的发明人通过研究，创造性的将磺丙基聚氧乙烯十二烷基醇醚和油酸酰胺羟磺基甜菜碱按照特定的比例进行复配作为起泡剂，并采用低分子量的聚乙二醇作为稳泡剂，从而提出了一种适用于高温高盐油藏条件(温度不低于130℃，矿化度不低于220000mg/L)的聚合物软颗粒强化泡沫驱油剂，以提高高温高盐缝洞型油藏的采收率。

本发明的泡沫驱油剂以重量百分比计包括0.3％～0.8％的起泡剂、0.5％～2.0％的稳泡剂和余量的水。优选地，本发明的泡沫驱油剂以重量百分比计包括0.4％～0.6％的起泡剂、0.8％～1.5％的稳泡剂和余量的水。

其中，水可以采用模拟水，模拟水的矿化度根据本发明泡沫驱油剂所应用的油藏的矿化度而确定，在此不做具体限定。

优选地，起泡剂采用磺丙基聚氧乙烯十二烷基醇醚和油酸酰胺羟磺基甜菜碱按照重量比为2:1～1:3复配而成。更优选地，起泡剂采用磺丙基聚氧乙烯十二烷基醇醚和油酸酰胺羟磺基甜菜碱按照重量比为1:1～1:2复配而成。

其中，磺丙基聚氧乙烯十二烷基醇醚的分子式是C₁₂H₂₅O(CH₂CH₂O)_n(CH₂)₃SO₃M，其中n是10～15的整数，M为H⁺或者Na⁺。

其中，油酸酰胺羟磺基甜菜碱分子式是C₁₇H₃₃CONH(CH₂)₃N⁺(CH₃)₂CH₂CH(OH)CH₂SO₃ ^-。

优选地，稳泡剂采用低分子量的聚乙二醇。聚乙二醇的相对分子量优选是12000～20000。

本发明将磺丙基聚氧乙烯十二烷基醇醚和油酸酰胺羟磺基甜菜碱按照特定的比例进行复配作为起泡剂，并采用低分子量的聚乙二醇作为稳泡剂。一方面，磺丙基聚氧乙烯十二烷基醇醚和油酸酰胺羟磺基甜菜碱，这两种表面活性剂之间发生协同作用，提高了气液界面的表面扩张模量，进而提高了泡沫稳定性；另一方面，聚乙二醇由于其分子中含有大量的醚氧原子，在水溶液中容易和H⁺结合，使其带有一定的正电，所以聚乙二醇在静电作用和疏水作用下和表面活性剂组装形成聚集体软颗粒，该软颗粒具有一定的表面活性，所以易吸附到气液界面上，提高气液界面机械强度，进而提高泡沫稳定性。

本发明中采用的物质均可通过市场购买获得，例如，磺丙基聚氧乙烯十二烷基醇醚购自青岛长兴华东有限公司，油酸酰胺羟磺基甜菜碱购自临沂绿森科技有限公司，聚乙二醇购自海安石油化工厂。

本发明的泡沫驱油剂可以采用一般方法均匀混合而成。例如，按配比将磺丙基聚氧乙烯十二烷基醇醚、油酸酰胺羟磺基甜菜碱、聚乙二醇及与水混合并搅拌均匀即得到泡沫液。

实施例

下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，按照常规方法和条件，或按照商品说明书选择。

下述实施例中泡沫驱油剂的半衰期的测试方法：将100mL泡沫驱油剂置于130℃，1MPa的泡沫仪中，采用鼓泡法进行生泡，记录泡沫体积随时间的变化，进而计算泡沫半衰期t_f，具体地，泡沫半衰期为泡沫体积减少至原始泡沫体积一半时的时间。

述实施例中泡沫驱油剂对岩心采收率的影响的测试方法：通过室内岩心流动实验考察泡沫驱油剂对岩心采收率的影响。

实施例1：

在烧杯中加入0.2g磺丙基聚氧乙烯十二烷基醇醚、0.2g油酸酰胺羟磺基甜菜碱、0.5g聚乙二醇以及99.1g矿化度为220000mg/L的模拟水充分搅拌，即得到泡沫驱油剂，通过泡沫仪鼓泡法测得该泡沫体系在130℃，1MPa条件下泡沫半衰期达4.06h。通过室内岩心流动实验表明该体系提高采收率14.6％。

实施例2：

在烧杯中加入0.2g磺丙基聚氧乙烯十二烷基醇醚、0.2g油酸酰胺羟磺基甜菜碱、0.8g聚乙二醇以及98.8g矿化度为220000mg/L的模拟水充分搅拌，即得到泡沫驱油剂，通过泡沫仪鼓泡法测得该泡沫体系在130℃，1MPa条件下泡沫半衰期达4.68h。通过室内岩心流动实验表明该体系提高采收率18.2％。

实施例3：

在烧杯中加入0.4g磺丙基聚氧乙烯十二烷基醇醚、0.4g油酸酰胺羟磺基甜菜碱、1.2g聚乙二醇以及98g矿化度为220000mg/L的模拟水充分搅拌，即得到泡沫驱油剂，通过泡沫仪鼓泡法测得该泡沫体系在130℃，1MPa条件下泡沫半衰期达5h。通过室内岩心流动实验表明该体系提高采收率22％。

实施例4：

在烧杯中加入0.1g磺丙基聚氧乙烯十二烷基醇醚、0.2g油酸酰胺羟磺基甜菜碱、0.8g聚乙二醇以及98.9g矿化度为220000mg/L的模拟水充分搅拌，即得到泡沫驱油剂，通过泡沫仪鼓泡法测得该泡沫体系在130℃，1MPa条件下泡沫半衰期达4.4h。通过室内岩心流动实验表明该体系提高采收率16％。

实施例5：

在烧杯中加入0.1g磺丙基聚氧乙烯十二烷基醇醚、0.3g油酸酰胺羟磺基甜菜碱、0.8g聚乙二醇以及98.8g矿化度为220000mg/L的模拟水充分搅拌，即得到泡沫驱油剂，通过泡沫仪鼓泡法测得该泡沫体系在130℃，1MPa条件下泡沫半衰期达4.0h。通过室内岩心流动实验表明该体系提高采收率14.2％。

实施例6：

在烧杯中加入0.2g磺丙基聚氧乙烯十二烷基醇醚、0.1g油酸酰胺羟磺基甜菜碱、0.8g聚乙二醇以及98.9g矿化度为220000mg/L的模拟水充分搅拌，即得到泡沫驱油剂，通过泡沫仪鼓泡法测得该泡沫体系在130℃，1MPa条件下泡沫半衰期达4.2h。通过室内岩心流动实验表明该体系提高采收率15％。

实施例7：

在烧杯中加入0.3g磺丙基聚氧乙烯十二烷基醇醚、0.3g油酸酰胺羟磺基甜菜碱、0.8g聚乙二醇以及98.6g矿化度为220000mg/L的模拟水充分搅拌，即得到泡沫驱油剂，通过泡沫仪鼓泡法测得该泡沫体系在130℃，1MPa条件下泡沫半衰期达4.8h。通过室内岩心流动实验表明该体系提高采收率19.8％。

实施例8：

在烧杯中加入0.2g磺丙基聚氧乙烯十二烷基醇醚、0.4g油酸酰胺羟磺基甜菜碱、1.5g聚乙二醇以及97.9g矿化度为220000mg/L的模拟水充分搅拌，即得到泡沫驱油剂，通过泡沫仪鼓泡法测得该泡沫体系在130℃，1MPa条件下泡沫半衰期达4.85h。通过室内岩心流动实验表明该体系提高采收率20.2％。

实施例9：

在烧杯中加入0.2g磺丙基聚氧乙烯十二烷基醇醚、0.2g油酸酰胺羟磺基甜菜碱、2.0g聚乙二醇以及98g矿化度为220000mg/L的模拟水充分搅拌，即得到泡沫驱油剂，通过泡沫仪鼓泡法测得该泡沫体系在130℃，1MPa条件下泡沫半衰期达4.98h。通过室内岩心流动实验表明该体系提高采收率21.2％。

本发明在上文中已以优选实施例公开，但是本领域的技术人员应理解的是，这些实施例仅用于描绘本发明，而不应理解为限制本发明的范围。应注意的是，凡是与这些实施例等效的变化与置换，均应设为涵盖于本发明的权利要求范围内。因此，本发明的保护范围应当以权利要求书中所界定的范围为准。

Claims (7)

1.一种泡沫驱油剂，其特征在于，以重量百分比计包括0.3％～0.8％的起泡剂、0.5％～2.0％的稳泡剂和余量的水；

所述起泡剂包括重量比是2:1～1:3的磺丙基聚氧乙烯十二烷基醇醚和油酸酰胺羟磺基甜菜碱；

所述稳泡剂是聚乙二醇，所述聚乙二醇的相对分子质量为12000～20000。

2.根据权利要求1所述的泡沫驱油剂，其特征在于，以重量百分比计包括0.4％～0.6％的起泡剂、0.8％～1.5％的稳泡剂和余量的水。

3.根据权利要求1所述的泡沫驱油剂，其特征在于，所述水为模拟水。

4.根据权利要求2所述的泡沫驱油剂，其特征在于，所述水为模拟水。

5.根据权利要求1所述的泡沫驱油剂，其特征在于，所述起泡剂包括重量比是1:1～1:2的磺丙基聚氧乙烯十二烷基醇醚和油酸酰胺羟磺基甜菜碱。

6.根据权利要求5所述的泡沫驱油剂，其特征在于，所述磺丙基聚氧乙烯十二烷基醇醚的分子式是C₁₂H₂₅O(CH₂CH₂O)_n(CH₂)₃SO₃M，其中n是10～15的整数，M为H⁺或者Na⁺。

7.根据权利要求1～6任一项所述的泡沫驱油剂，其特征在于，所述泡沫驱油剂的半衰期是4～5小时。