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CN115011319B - 一种耐温耐盐驱油用三相泡沫体系及其制备方法与应用 - Google Patents

一种耐温耐盐驱油用三相泡沫体系及其制备方法与应用 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种耐温耐盐驱用三相泡沫体系及其制备方法与应用。本发明的驱油用三相泡沫体系在80℃、100000mg/L NaCl、钙镁离子浓度500mg/L的条件下，100ml发泡液通过Blender‑Waring法产生的泡沫体积350mL，半衰期为34min，在水驱、CO2气驱后，注入0.5PV泡沫再进行CO2气驱，最终原油采收率为70.78％，较水驱提高39.15％。而且本发明在高温情况下，仍然能够保持长时间泡沫稳定，同时对钙镁离子的耐受性好，有效减少气窜，启动水驱、气驱后的残余油，显著提高采收率，适用于高温高盐常规砂岩油藏的二次开发。

Description

一种耐温耐盐驱油用三相泡沫体系及其制备方法与应用
技术领域
本发明涉及油田勘探技术领域，具体涉及一种耐温耐盐驱油用三相泡体系及其制备方法与应用。
背景技术
随着我国越来越多的油田进入开发中后期，注水开发的采收率逐渐降低，采出液含水量逐渐增大。泡沫注入是一种效果显著的防窜方法，其防窜机理主要是通过泡沫对高渗带的选择性封堵实现液流转向作用，同时泡沫具有很高表观粘度可以有效控制气油流度比，从而最大程度提高气体波及体积。但是泡沫本身面临储层条件下稳定性差的问题，因此目前的研究大都着眼于提高泡沫在恶劣条件下的稳定性。
针对这一问题，国内外的研究人员进行了大量的研究，纳米颗粒稳定泡沫、有机胺稳定泡沫、聚合物稳定泡沫、羧甲基纤维素稳定泡沫等多种泡沫体系被证明可用于提高采收率作业。但因为价格、不耐高温、不耐盐等局限性，现有体系很难在油田现场起到作用。
鉴于此，本发明提供一种耐温耐盐驱油用三相泡沫体系及其制备方法，原料廉价易得，在复杂油藏条件下具有良好的效果。
发明内容
本发明的目的在于，针对现有技术的上述不足，提供了一种耐温耐盐驱油用三相泡体系及其制备方法与应用。
为实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：
本发明的第一目的在于提供一种耐温耐盐驱油用三相泡沫体系，由阴离子表面活性剂、两性离子表面活性剂、固相颗粒、分散剂、气体和水制成，按重量份数计所述阴离子表面活性剂的质量份数为0.3-0.7份、两性离子表面活性剂0.3-0.5份、固相颗粒3-7份、分散剂2-5份、水100份、所述气体与所述驱油用三相泡沫体系的体积比为1:1-4:1。
进一步的，所述的阴离子表面活性剂为α—烯烃磺酸钠(AOS)和十二烷基苯磺酸钠(SDBS)中的一种或两种。
进一步的，所述的两性离子表面活性剂为椰油酰胺丙基羟磺基甜菜碱(CHSB)。
进一步的，所述的固相颗粒为粉煤灰。
进一步的，所述分散剂为钠土。
进一步的，所述气体为二氧化碳。
本发明的第二目的在于提供上述耐温耐盐驱油用三相泡沫体系的制备方法，包括以下步骤：
步骤S1，将一定量的去离子水倒入烧杯中，向烧杯中加入无机盐，配制模拟地层水；
步骤S2，将烧杯置于磁力搅拌器上，设定第一预设转速，向步骤S1的烧杯中加入一定量的阴离子表面活性剂，搅拌至完全溶解；
步骤S3，向步骤S2的中加入一定量的两性离子表面活性剂，搅拌至完全溶解；
步骤S4，向步骤S3的中加入一定量的分散剂，搅拌使其充分悬浮；
步骤S5，向步骤S4的中加入一定量的固相颗粒，搅拌使其充分悬浮，得发泡液；
步骤S6，将搅拌好的发泡液用保鲜膜封口，放在恒温箱中老化；
步骤S7，将老化后的发泡液转移至高速搅拌器中，设定第二预设转速，向其中通入二氧化碳10min，设定转速8000r/min，搅拌时间2min，即得驱油用三相泡沫体系。
进一步的，所述第一预设转速为350r/min～400r/min，所述第二预设转速为6000r/min～8000r/min。
进一步的，步骤S6中老化的时间为48h～60h。
本发明的第三目的提供上述驱油用三相泡沫体系溶液用于制备油田泡沫调驱剂。
与现有技术比较，本发明提供的技术方案带来的有益效果是：
(1)本发明的驱油用三相泡沫体系在80℃、100000mg/L NaCl、钙镁离子浓度500mg/L的条件下，100ml发泡液通过Blender-Waring法产生的泡沫体积350mL，半衰期为34min，在水驱、CO2气驱后，注入0.5PV泡沫再进行CO2气驱，最终原油采收率较水驱提高39.15％，为70.78％。而且本发明在高温情况下，仍然能够保持长时间泡沫稳定，同时对钙镁离子的耐受性好，有效减少气窜，启动水驱、气驱后的残余油，钠离子浓度低于150000mg/L、钙镁离子浓度低于5000mg/L、温度低于120℃时均能保持泡沫稳定，显著提高采收率，适用于高温高盐常规砂岩油藏的二次开发。
(2)本发明提供的驱油用三相泡沫体系通过引入固相颗粒粉煤灰，形成气-液-固三相泡沫体系，能够对高含水、高渗透区域进行封堵，使驱替液转入此前未波及的低渗透、高含油区域，可用于常规砂岩油藏水驱、气驱后的二次开发。驱油用三相泡沫体系中的阴离子表面活性剂与带正电的粉煤灰颗粒能够发生协同增效作用。部分阴离子表面活性剂吸附在粉煤灰颗粒的表面，使粉煤灰颗粒的疏水性增强，在气液界面上排列而不是进入液相从而增强泡沫的稳定性。粉煤灰的悬浮性差，在溶液中分散后易发生沉降，因此需在体系中加入钠土作为分散剂。钠土呈负电性，粉煤灰呈正电性，二者易发生吸引作用，钠土附着在粉煤灰颗粒上，使颗粒的密度减小，悬浮性增强，能够更长时间保持稳定，提高三相泡沫的性能。
(3)本发明提供的制备方法的技术条件温和，简单易行，具有环境友好性和广阔的市场开发潜力。
附图说明
图1为粉煤灰提高泡沫稳定性原理示意图；
图2为钠土对粉煤灰悬浮性的影响图；显然加入钠土后的粉煤灰悬浮液沉降时间延后3h，粉煤灰颗粒尺寸为微米级，悬浮性差，选用钠土作为悬浮剂，在粉煤灰颗粒上附着，可有效延缓悬浮液沉降时间。
图3为岩心驱替实验数据；泡沫驱阶段，含水率下降，注入压力升高，采收率提高，说明该发明能够起到调整注入剖面、提高注入压力、提高采收率的作用；在80℃、NaCl浓度100000mg/L、钙镁离子浓度500mg/L的条件下，原油采收率较水驱提高39.15％；
图4为实施例1-4制备得到的驱油用三相泡沫体系泡沫性能对比图；显然不同实施例中温度、矿化度以及配方含量不同，所得到泡沫性能不同，析液体积50mL所对应的时间即为析液半衰期，实施例1-4所对应的泡沫半衰期分别为34min、31min、25min、19min；
图5为岩心驱替实验装置示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合具体实施例和附图，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。
实施例1-4采用岩心驱替实验完成原油采收率的测定
岩心驱替实验装置示意图如图5所示，具体试验步骤如下：
(1)将所用岩心(渗透率200mD/1600mD非均质岩心)抽真空，随后饱和地层水。
(2)恒温箱升温至实验温度，并使末端回压为大气压，环压设定为5MPa。
(3)对岩心进行饱和油，并在恒温箱中老化12h。
(4)水驱1PV，CO2驱0.5PV，泡沫驱0.5PV，后续CO2驱0.5PV。
(5)泡沫驱采用泡沫发生器发泡，生成泡沫后注入岩心。
(6)依次水驱、CO2驱、泡沫驱、后续CO2驱。记录各个时刻的压力、产油量，产水量直至试验结束。
实施例1
步骤S1，将一定量的去离子水倒入烧杯中，向烧杯中加入无机盐，配制100000mg/LNaCl、钙镁离子浓度500mg/L的无机盐溶液；
步骤S2，将烧杯置于磁力搅拌器上，设定转速350r/min，向烧杯中加入0.5质量份的阴离子表面活性剂AOS，搅拌30min至完全溶解；
步骤S3，向烧杯中加入0.3质量份的两性离子表面活性剂CHSB，搅拌30min至完全溶解；
步骤S4，向烧杯中加入2.5质量份的分散剂钠土，搅拌30min使其充分悬浮；
步骤S5，向烧杯中加入5质量份的固相颗粒粉煤灰，搅拌30min使其充分悬浮；
步骤S6，将搅拌好的发泡液用保鲜膜封口，放在恒温箱中，以80℃老化48h；
步骤S7，将老化后的发泡液转移至高速搅拌器中，向其中通入CO2气体10min，设定转速8000r/min，搅拌时间2min。
100ml发泡液通过Blender-Waring法产生的泡沫体积350mL，半衰期为34min，在水驱、CO2气驱后，注入0.5PV泡沫再进行CO2气驱，最终原油采收率为70.78％，较水驱提高39.15％。
实施例2
步骤S1，将一定量的去离子水倒入烧杯中，根据实际要求向烧杯中加入无机盐，配制150000mg/L NaCl的无机盐溶液；
步骤S2，将烧杯置于磁力搅拌器上，设定转速350r/min，向烧杯中加入0.5质量份的阴离子表面活性剂SDBS，搅拌30min至完全溶解；
步骤S3，向烧杯中加入0.3质量份的两性离子表面活性剂CHSB，搅拌30min至完全溶解；
步骤S4，向烧杯中加入2.5质量份的分散剂钠土，搅拌30min使其充分悬浮；
步骤S5，向烧杯中加入5质量份的固相颗粒粉煤灰，搅拌30min使其充分悬浮；
步骤S6，将搅拌好的发泡液用保鲜膜封口，放在恒温箱中，以80℃老化48h；
步骤S7，将老化后的发泡液转移至高速搅拌器中，向其中通入CO2气体10min，设定转速8000r/min，搅拌时间2min。
100ml发泡液通过Blender-Waring法产生的泡沫体积330mL，半衰期为31min，在水驱、CO2气驱后，注入0.5PV泡沫再进行CO2气驱，最终原油采收率为36.67％，较水驱提高36.67％。
实施例3
步骤S1，将一定量的去离子水倒入烧杯中，根据实际要求向烧杯中加入无机盐，配制钙镁离子浓度5000mg/L溶液；
步骤S2，将烧杯置于磁力搅拌器上，设定转速350r/min，向烧杯中加入0.5质量份的阴离子表面活性剂AOS，搅拌30min至完全溶解；
步骤S3，向烧杯中加入0.3质量份的两性离子表面活性剂CHSB，搅拌30min至完全溶解；
步骤S4，向烧杯中加入2.5质量份的分散剂钠土，搅拌30min使其充分悬浮；
步骤S5，向烧杯中加入5质量份的固相颗粒粉煤灰，搅拌30min使其充分悬浮；
步骤S6，将搅拌好的发泡液用保鲜膜封口，放在恒温箱中以80℃老化48h；
步骤S7，将老化后的发泡液转移至高速搅拌器中，向其中通入CO2气体10min，设定转速8000r/min，搅拌时间2min。
100ml发泡液通过Blender-Waring法产生的泡沫体积310mL，半衰期为25min，在水驱、CO2气驱后，注入0.5PV泡沫再进行CO2气驱，最终原油采收率为63.66％，较水驱提高32.52％。
实施例4：
步骤S1，将一定量的去离子水倒入烧杯中，根据实际要求向烧杯中加入无机盐，配制100000mg/L NaCl、钙镁离子浓度500mg/L的无机盐溶液；
步骤S2，将烧杯置于磁力搅拌器上，设定转速350r/min，向烧杯中加入0.5质量份的阴离子表面活性剂AOS，搅拌30min至完全溶解；
步骤S3，向烧杯中加入0.3质量份的两性离子表面活性剂CHSB，搅拌30min至完全溶解；
步骤S4，向烧杯中加入2.5质量份的分散剂钠土，搅拌30min使其充分悬浮；
步骤S5，向烧杯中加入5质量份的固相颗粒粉煤灰，搅拌30min使其充分悬浮；
步骤S6，将搅拌好的发泡液用保鲜膜封口，放在恒温箱中，以120℃老化48h；
步骤S7，将老化后的发泡液转移至高速搅拌器中，向其中通入CO2气体10min，设定转速8000r/min，搅拌时间2min。
100ml发泡液通过Blender-Waring法产生的泡沫体积320mL，半衰期为19min，在水驱、CO2气驱后，注入0.5PV泡沫再进行CO2气驱，最终原油采收率为60.82％，较水驱提高28.37％。
在不冲突的情况下，本文中上述实施例及实施例中的特征可以相互结合。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种耐温耐盐驱油用三相泡沫体系的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、将100质量份去离子水倒入容器中，向容器中加入无机盐，配制模拟地层水；
S2、将容器置于磁力搅拌器上，设定第一预设转速，向容器中加入0.5质量份α-烯烃磺酸钠，搅拌至完全溶解；
S3、向容器中加入0.3质量份椰油酰胺丙基羟磺基甜菜碱，搅拌至完全溶解；
S4、向容器中加入2.5质量份钠土，搅拌使其充分悬浮；
S5、向容器中加入5质量份粉煤灰，搅拌使其充分悬浮，得发泡液；
S6、将搅拌好的发泡液用保鲜膜封口，放在恒温箱中老化；
S7、将老化后的发泡液转移至高速搅拌器中，设定第二预设转速，向其中通入二氧化碳10min，搅拌时间2min，即得。
2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述第一预设转速为350r/min~400 r/min，所述第二预设转速为6000r/min~8000 r/min。
3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S6中老化的时间为48h~60h。
4.一种耐温耐盐驱油用三相泡沫体系，其特征在于，采用如权利要求1-3中任一项所述的制备方法制得。
5.如权利要求4所述的耐温耐盐驱油用三相泡沫体系的应用，其特征在于，将所述耐温耐盐驱油用三相泡沫体系用于制备油田泡沫调驱剂。
6.如权利要求5所述的应用，其特征在于，所述的三相泡沫体系应用于温度不高于80℃、钠离子浓度不高于100000mg/L和钙镁离子浓度不高于500mg/L的砂岩油藏的二次开发。
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