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CN117343716A - 低渗储层渗吸组合物、含有该组合物的滑溜水压裂液及其应用 - Google Patents

低渗储层渗吸组合物、含有该组合物的滑溜水压裂液及其应用 Download PDF

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CN117343716A
CN117343716A CN202210749553.1A CN202210749553A CN117343716A CN 117343716 A CN117343716 A CN 117343716A CN 202210749553 A CN202210749553 A CN 202210749553A CN 117343716 A CN117343716 A CN 117343716A
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hypotonic
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刘学鹏
丁士东
刘芳慧
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China Petroleum and Chemical Corp
Sinopec Petroleum Engineering Technology Research Institute Co Ltd
Original Assignee
China Petroleum and Chemical Corp
Sinopec Petroleum Engineering Technology Research Institute Co Ltd
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Abstract

本发明涉及油藏采油工程领域，公开了一种低渗储层渗吸组合物、含有该组合物的滑溜水压裂液及其应用。该低渗层渗吸组合物包括：表面活性剂、多环芳香化合物、溶剂；其中，所述表面活性剂包括以式(I)所示结构的化合物为起始剂的嵌段聚醚类表面活性剂和C3‑C12烷基酚聚氧乙烯醚；其中，R1、R2、R3各自为具有一个或多个羟基和/或氨基取代的C1‑C10烷基。本发明的低渗层渗吸组合物能有效提高低渗储层采收率，具有初始渗吸启动快、界面张力低、渗吸彻底等特点。同时，该组合物与滑溜水压裂液基本体系配伍性好，且破胶后助排与渗吸性能优良。

Description

低渗储层渗吸组合物、含有该组合物的滑溜水压裂液及其 应用
技术领域
本发明涉及油藏采油工程领域，具体涉及一种低渗储层渗吸组合物、含有该组合物的滑溜水压裂液及其应用。
背景技术
我国约有60亿吨的低渗透油藏储量，超低渗透(二类1-10mD，三类0.1-1mD)占58％以上，油区有300余个。特低和超低渗透油田，一般采收率水平5-28％，平均水平13.6％。普遍存在的问题是地层压力低，能量低，渗透率低，采收率低，注水难度大，地层敏感性问题多。另外，我国的陆相页岩油资源量约1500亿吨，可采资源量约30-60亿吨。页岩油在天然情况下没有自然产能或不具备商业开采价值，需要采用压裂等特殊的开采技术。
低渗油藏、页岩油藏是今后进一步开采的主要对象，其之所以能够开发，与其油藏中存在的裂缝系统(天然裂缝和压裂改造)有关。基质岩块起到储油作用，而裂缝起到导油作用。对于裂缝性低渗透油藏，驱油的主要机理是通过渗吸作用促使裂缝中的水吸入基质，置换原油而进行采油。因此对于低渗透油藏、页岩油藏来说，压裂流体的性质是压驱提采的关键。
目前，在储层性质和压裂工艺一定的情况下，要提高低渗油藏和页岩油的采收率需要利用压裂流体补充能量、改善渗流、预防结垢、提高注水效率。进一步讲，从流体动力学上下文章，提高油水运移能力，改善波及效率和洗油效率，提高渗透率，让原油充分进入主孔道，提高单井生产率，达到增产提高采收率的目的。
常规油藏化学提高采收率关注于如何启动残油和增大注入液体的波及效率，这往往需要注入具有超低界面张力(<0.001mN/m)的表面活性剂体系和具有一定粘度的聚合物体系。因此界面张力作为驱油剂筛选和评价的最重要参数，一直是人们最关注的指标，但在渗吸过程中究竟起多大作用？张翼等(《化学渗吸采油理论与实验新方法》张翼，冯德胜，朱友益.北京：科学出版社，2018,125.)测量278组渗吸剂体系的界面张力，对不同界面张力的渗吸剂体系对油砂的脱油效果进行了研究。从实验结果来看，各个渗吸剂体系的油水界而张力和油砂渗吸采收率之间并没有明确的函数关系，但可以看出，随着油砂渗吸采收率的升高，其渗吸剂体系的油水界面张力值总体呈现下降趋势，即在低渗透油藏中，低界面张力的渗吸剂体系有利于渗吸作用的发挥，低界而张力对渗吸采收率的提高有积极的促进作用。但各个渗吸剂体系界面张力值在超低水平0.001mN/m以下的并不多，绝大多数渗吸剂体系与原油的界而张力值大于0.1mN/m。依据毛细管力是静态渗吸采油的动力的理论，界面张力越高越有利于采收率的提高，但较高的界面张力减弱了原油的变形能力，减少了可动油的数量，不利于渗吸采收率的提高。因此，对渗吸采油来说，存在一个合理的界面张力区间，使渗吸剂体系既可以充分发挥毛细管力的促进作，又有利于促使原油发生形变，促进油湿部位残余油的启动，在这一个界而张力的“平衡点”上，渗吸采油才能取得更好的效果。
黏附功既能够反映岩石与原油的结合程度，也是要启动岩石表面上原油需要克服的功，油湿岩石表面的原油黏滞力越大，其黏附功就越大。黏附功与驱替流体界而张力有关，与岩石表面的润湿性有关。渗吸剂水溶液作用到油湿岩石表面上的油时，如果渗吸剂的界面张力越低，就越容易使接触角变小直至剥离，这个过程黏附功在降低。在渗吸剂溶液中，原油在岩石表面由一个较大的接触角变为一个较小的接触角时原油才可以启动。理论上当接触角降低到90°时刚好可以启动原油，此时对应的黏附功为启动原油的理论黏附功。实际上能够启动原油的渗吸剂对应的稳定接触角都低于90°，将渗吸剂作用后稳定接触角所对应的黏附功称为实际黏附功。理论黏附功与实际黏附功之差定义为黏附功降低值。实际黏附功值越低，说明渗吸剂实际做功越大，黏附功降低值越大，渗吸剂启动油膜的能力越强、渗吸效果越好。如果实际黏附功大于理论黏附功，即黏附功降低值小于0，说明原油没有被启动，该化学剂或其他添加剂启动原油能力很弱或不具有启动原油能力。
滑溜水，是对页岩油气储层进行水力压裂的一种压裂液体系，是页岩油气开发的关键液体之一。滑溜水压裂液中98.0％～99.5％是混砂水，添加剂一般占滑溜水总体积的0.5％～2.0％，包括降阻剂、助排/驱油表面活性剂、阻垢剂、黏土稳定剂、破胶剂等。降阻剂是滑溜水压裂液的核心添加剂，丙烯酰胺类聚合物、聚氧化乙烯(PEO)、胍胶及其衍生物、纤维素衍生物以及黏弹性表面活性剂等均可作为降阻剂使用。相对于传统的凝胶压裂液体系，滑溜水压裂液体系以其高效、低成本的特点在页岩油气开发中广泛应用。
发明内容
本发明的目的是为了克服低渗透油藏的压裂开采中存在的开采效率低，成本高，增油效果不明显问题。提供了一种低渗储层渗吸组合物、含有该组合物的滑溜水压裂液及其应用，该组合物既可以有效降低压裂成本，又可以提高压裂增产效率，同时还能够提高整体注水驱油效率，大大提高采收率。
为了实现上述目的，本发明第一方面提供一种低渗层渗吸组合物，该低渗层渗吸组合物包括：表面活性剂、多环芳香化合物、溶剂；
其中，所述表面活性剂包括以式(I)所示结构的化合物为起始剂的嵌段聚醚类表面活性剂和C3-C12烷基酚聚氧乙烯醚；
式(I)中，R1、R2、R3各自为具有一个或多个羟基和/或氨基取代的C1-C10烷基。
本发明第二方面提供了一种滑溜水压裂液，该滑溜水压裂液含有本发明所述的低渗层渗吸组合物。
本发明第三方面提供了本发明所述低渗层渗吸组合物或本发明所述的滑溜水压裂液在低渗透油藏和页岩油藏中的应用。
与现有技术相比，本发明至少具有下述有益效果：
1、本发明的低渗层渗吸组合物可以有效降低压裂成本，又可以提高压裂增产效率；
2、含本发明的低渗层渗吸组合物的滑溜水压裂液返排液经过回收，简单处理后可二次利用，进行单井解堵增产，回注地层驱油；
3、本发明的低渗层渗吸组合物能够提高整体注水驱油效率，大大提高采收率。
具体实施方式
在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
本发明第一方面提供了一种低渗层渗吸组合物，该低渗层渗吸组合物包括：表面活性剂、多环芳香化合物、溶剂；
其中，所述表面活性剂包括以式(I)所示结构的化合物为起始剂的嵌段聚醚类表面活性剂和C3-C10烷基酚聚氧乙烯醚；
式(I)中，R1、R2、R3各自为具有一个或多个羟基和/或氨基取代的C1-C10烷基。
在本发明中，术语“烷基”在单独使用或与其他术语联用时包括直链或支链烷基。例如C1-C10烷基指带有1-10个碳原子的一价烷基，比如说正-丙基、异-丁基、正-辛基、正-壬基等；同时，可以理解的是，R1、R2、R3各自为具有一个或多个羟基和/或氨基取代的C1-C10烷基指的是带有1-10个碳原子的一价烷基上的一个氢被氨基或羟基取代的基团，或是多个氢被多个羟基和/或氨基取代的基团，C1-C10烷基被取代的个数为羟基和氨基数量的总和。
发明人发现，在本发明中的组合物能够有效提高低渗储层采收率，组合物中各自组分之间的相互协同作用，使得组合物在应用时润湿性、剥离力、表面张力、界面张力等达到较佳，具有对油的穿插效果更好、剥离速度快即是克服黏附做功的效率高、高的10min渗吸高度和驱提效率。
在本发明的一些实施方式中，优选地，所述低渗层渗吸组合物包括，按重量份计，表面活性剂40-60份、多环芳香化合物6-16份、溶剂19-59份。采用前述实施方式，使组合物在使用时有效提高低渗储层采收率，同时具有初始渗吸启动快、界面张力低、渗吸彻底等特点。
在本发明的一些实施方式中，所述嵌段聚醚类表面活性剂和所述C3-C12烷基酚聚氧乙烯醚的重量比为(0.5-2):1，例如0.5:1、0.6:1、0.8:1、1:1、1.2:1、1.5:1或2:1，优选为(0.6-1.5):1。采用前述实施方式，使组合物在使用时起到界面稳定的作用，能够更好的改善油水界面的稳定性。
在本发明的一些实施方式中，优选地，式(I)中，所述R1、R2、R3各自为具有3-5个羟基和/或氨基取代的C1-C5烷基。起始剂的实例包括三异丙醇胺、三乙醇胺、三丁醇胺、三(2-氨乙基)胺、N,N-双(2-羟乙基)乙二胺、羟乙基二异丙醇胺等。采用前述实施方式，使本发明的组合物在使用时具有更好的穿插性能。
在本发明的一些实施方式中，所述嵌段聚醚类表面活性剂的聚醚嵌段包括环氧乙烷嵌段、环氧丙烷嵌段、环氧丁烷嵌段和四氢呋喃嵌段中至少两种嵌段的连接。
本发明的一些优选的实施方式中，优选地，所述嵌段聚醚类表面活性剂的聚醚嵌段包括环氧乙烷嵌段、环氧丙烷嵌段、环氧丁烷嵌段中至少两种嵌段的连接。
在本发明中，嵌段聚醚类表面活性剂的来源没有限定，本领域的技术人员可以理解的是，嵌段聚醚类表面活性剂是起始剂与环氧化合物(环氧乙烷、环氧丙烷、环氧丁烷、四氢呋喃中的至少两种)在催化剂存在下经加聚反应制得，其主链上含有来自环氧化合物的醚键结构，即聚醚嵌段来自环氧化合物。例如，当嵌段聚醚类表面活性剂的聚醚嵌段包括环氧乙烷嵌段、环氧丙烷嵌段时，指环氧化合物为环氧乙烷和环氧丙烷。
在本发明的一些实施方式中，所述嵌段聚醚类表面活性剂的制备原料包括，按重量份计，引发剂0.5-0.7份、环氧化合物90-110份、催化剂0.1-0.3份。其中，催化剂的种类没有限定，只要能实现起始剂与环氧化合物之间的加聚反应即可，可以列举的催化剂有KOH、NaOH、甲醇钠等。
在本发明中，选自环氧乙烷、环氧丙烷、环氧丁烷、四氢呋喃中的至少两种的环氧化合物之间的比例没有限制，只需要满足环氧乙烷嵌段、环氧丙烷嵌段、环氧丁烷嵌段和四氢呋喃嵌段中至少两种嵌段的连接即可。在一些实施方式中，所述环氧化合物包括环氧乙烷和环氧丙烷，其重量比为(2-4)：1；在另一些实施方式中，所述环氧化合物包括环氧乙烷、环氧丙烷、环氧丁烷，其重量比为(5-7)：(0.5-1.5)：1。
在本发明中，所述嵌段聚醚类表面活性剂的制备方法没有限制，只要制备得到的嵌段聚醚类表面活性剂在相应的起始剂下制备得到的包括环氧乙烷嵌段、环氧丙烷嵌段、环氧丁烷嵌段和四氢呋喃嵌段中的至少两种嵌段的连接的嵌段聚醚类表面活性剂即可。
在本发明的一些实施方式中，所述嵌段聚醚类表面活性剂的制备步骤包括：向反应器中加入起始剂和催化剂，然后加入混合后的环氧化合物进行反应以得到嵌段聚醚类表面活性剂。
在本发明中，可以理解的是，在使用组合物时，取相应重量份的嵌段聚醚类表面活性剂组分即可。
具体的，在本发明的一些实施方式中，所述嵌段聚醚类表面活性剂的制备步骤包括：向反应器中加入起始剂和催化剂，然后用氮气置换反应器中的空气后，将反应器升温至70-80℃，加入混合后的环氧化合物，并控制压力为0.2-0.4MPa，温度为140-150℃，环氧化合物进料结束后，继续反应1-5h后得到嵌段聚醚类表面活性剂。
在本发明的一些实施方式中，所述C3-C12烷基酚聚氧乙烯醚中环氧乙烷的聚合度为20-80，例如20、30、40、50、60、70或80，优选为40-70。
在本发明的一些实施方式中，更优选地，所述C3-C12烷基酚聚氧乙烯醚中的烷基为C5-C12烷基；优选地，所述C3-C12烷基酚聚氧乙烯醚中的烷基为C8-C10烷基。
C3-C12烷基酚聚氧乙烯醚是由C3-C12烷基酚与环氧乙烷聚合而成，在本发明中，可以列举的C3-C12烷基酚聚氧乙烯醚有丁基酚聚氧乙烯醚、戊基酚聚氧乙烯醚、己基酚聚氧乙烯醚、庚基酚聚氧乙烯醚、辛基酚聚氧乙烯醚、壬基酚聚氧乙烯醚、癸基酚聚氧乙烯醚、十一烷基酚聚氧乙烯醚、十二烷基酚聚氧乙烯醚等；
在本发明的一些实施方式中，所述C3-C12烷基酚聚氧乙烯醚选自辛基酚聚氧乙烯醚、壬基酚聚氧乙烯醚、癸基酚聚氧乙烯醚、十一烷基酚聚氧乙烯醚和十二烷基酚聚氧乙烯醚中的一种或多种。
在本发明的一些实施方式中，所述C3-C12烷基酚聚氧乙烯醚中的环氧乙烷的聚合度为20-80，例如20、30、40、50、60、70或80，优选为40-70。可以列举的C3-C12烷基酚聚氧乙烯醚有环氧乙烷的聚合度为40的辛基酚聚氧乙烯醚、环氧乙烷的聚合度为50的辛基酚聚氧乙烯醚、环氧乙烷的聚合度为60的辛基酚聚氧乙烯醚、聚合度为40的壬基酚聚氧乙烯醚、聚合度为50的壬基酚聚氧乙烯醚、聚合度为60的壬基酚聚氧乙烯醚等。采用前述实施方式，能够增加C3-C12烷基酚聚氧乙烯醚与嵌段聚醚类表面活性剂之间的相互协同作用，能够更好的增加组合物在使用时的稳定性、水化作用和表面张力的调节能力。同时，发明人推测可能是因为C3-C12烷基酚聚氧乙烯醚具有较长的聚氧乙烯醚链，分子具有很强的亲水性，并且聚合度为20-80，优选为40-70时，与嵌段聚醚类表面活性剂配合使用时，与原油形成的采出液破乳迅速，便于油水分离。
在本发明中，多环芳香化合物的选择没有限制，在本发明的一些实施方式中，所述多环芳香化合物包括稠环芳烃化合物和/或稠杂环化合物。采用前述实施方式，能够促进本发明组合物中嵌段聚醚类表面活性剂和C3-C12烷基酚聚氧乙烯醚中的系统作用，同时与组合物中的其他组合相互协同作用使组合物在使用时对油品能够剥离干净，增加驱提效率。发明人推测是由于其分子中存在共轭大π键在界面处对原油中的芳香易吸附组分相似相溶进而具有很高的渗透性，与其他组分相互作用增加了对原油中重质组分的剥离。
在本发明中，所述稠环芳烃化合物和稠杂环化合物的选择没有限制，在本发明的一些实施方式中，所述稠环芳烃化合物包括萘、蒽、菲、并四苯、并五苯、卵苯、芘、晕苯中的一种或多种；在本发明的一些实施方式中，所述稠杂环化合物包括苯并噻唑、苯并呋喃、喹啉、异喹啉、吲哚、芴、苊、嘌呤中的一种或多种。
在本发明的一些实施方式中，优选地，多环芳香化合物为稠杂环化合物。采用前述实施方式能够更好的对油品进行剥离，增加渗吸速度，发明人推测是因为储层中界面处因为润湿性的改变而吸附了较多的重质组分，这些组分以胶质、沥青质为主。胶质是分子量很大，一般在500～l0000，碳氢比在7～9，结构非常复杂的含碳、氢、硫、氧、氮等元素的芳香杂环化合物，沥青质的结构近似胶质而且比胶质更复杂，普通认为它是胶质的缩合物，分子量比胶质更大，破氢比在10～11左右，本发明中的稠杂环化合物更容易渗透到界面处的这些重质组分中，进而增加对界面处原油中重质组分的剥离。
在本发明中，所述溶剂的种类没有限制，在本发明的一些实施方式中，所述溶剂包括苯系溶剂和/或极性溶剂，优选地，所述溶剂包括苯系溶剂和极性溶剂。采用前述实施方式，不但能够增加组合物中不同极性的各组分能够很好地互溶在一起，而且还能够最大限度的使各组分有效分散。
在本发明中，所述苯系溶剂和极性溶剂的比例没有限制，在本发明的一些实施方式中，所述苯系溶剂和极性溶剂的重量比为(0.1-2)：1，优选为(0.2-1.7)：1。
在本发明的一些实施方式中，所述溶剂选自苯、甲苯、乙苯、二甲苯、氯苯、溴苯、丙苯中的一种或多种。
在本发明的一些实施方式中，所述极性溶剂选自N,N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、甲醇、乙醇、异丙醇、乙腈、二氯甲烷、氯仿中的一种或多种。
本发明第二方面提供了一种滑溜水压裂液，该滑溜水压裂液含有本发明所述的低渗层渗吸组合物。优选情况下，在滑溜水压裂液中，所述低渗层渗吸组合物的含量为0.05-1wt％，例如0.05wt％、0.1wt％、0.2wt％、0.4wt％、0.5wt％、0.8wt％、0.9wt％或1wt％，优选为0.1-0.5wt％。
在本发明中，滑溜水压裂液是对页岩油气储层进行水力压裂的一种压裂液体系，是页岩油气开发的关键液体之一。在一些实施方式中，滑溜水压裂液中98.0-99.5wt％是混砂水，添加剂一般占滑溜水总质量的0.5-2.0％，包括乳液降阻剂、高效助排/驱油表面活性剂、阻垢剂、黏土稳定剂、破胶剂等。其具体组成没有限制，可以根据需要进行选择。
在使用本发明的低渗层渗吸组合物时，可以向滑溜水压裂液基本体系中加入低渗层渗吸组合物中的各相应组合，且对个组合的加入顺序没有限定，也可以把低渗层渗吸组合物的各组合混合均匀后加入滑溜水压裂液基本体系。
本发明第三方面提供了本发明所述低渗层渗吸组合物或本发明所述的滑溜水压裂液在低渗透油藏和页岩油藏中的应用。
以下将通过实施例对本发明进行详细描述。以下实施例和对比例中，除非特别说明，以下实施例和对比例中所使用的试剂均可以通过商购得到。
在以下实施例和对比例中：
环氧乙烷的聚合度为50的壬基酚聚氧乙烯醚为牌号为NP-50的市售品；
环氧乙烷的聚合度为40的辛基酚聚氧乙烯醚为牌号为OP-40的市售品；
环氧乙烷的聚合度为40的壬基酚聚氧乙烯醚为牌号为NP-50的市售品；
环氧乙烷的聚合度为15的壬基酚聚氧乙烯醚为牌号为NP-15的市售品。
在以下实施例和对比例中，涉及的测试方法如下：
按照表1的配方配制滑溜水压裂液基本体系，表1中序号1-4的原料均为中石化大陆架公司生产：
表1
序号 配方 添加量
1 型号为SFFR的乳液降阻剂 0.3wt％
2 型号为SFCU的高效助排剂 0.1wt％
3 型号为SFCS的黏土稳定剂 0.3wt％
4 型号为SFCP破胶剂 0.03wt％
5 水 99.27wt％
制备方法：将序号1-3和5混合后加入4在90℃破胶1小时后冷却至室温得到滑溜水压裂液基本体系。
滑溜水压裂液的配制：向滑溜水压裂液基本体系中加入含量为滑溜水压裂液质量的0.1％的样品得到滑溜水压裂液。
1、渗吸剂与滑溜水压裂液体系的配伍性
按照表1中的配方将序号1-4的添加量扩大10倍，其余使用水补充至100wt％，以配置滑溜水压裂液体系-1，向滑溜水压裂液基本体系-1中加入含量为滑溜水压裂液基本体系质量含量为1％的样品得到滑溜水压裂液-1，滑溜水压裂液-1无分层、无沉淀、无浑浊、无变色现象，记为良好，否则为差。
2、表界面张力测试
表面张力值指样品(或滑溜水压裂液)与空气形成“液-气”表面张力值；界面张力指样品(或滑溜水压裂液)与脱水3#航空煤油形成“液-液”界面张力值；
测试方法(“悬滴法”)：用天平称取0.6000g样品(或滑溜水压裂液)至200mL洁净的容量瓶中，用去离子水稀释至刻度配制成0.3wt％的溶液，然后用表界面张力仪在25℃时的表面张力与界面张力值。
3、毛细管渗吸测试
油湿毛细管的制备：(1)除有机物：在超声条件下，用铬酸洗液清洗内径为0.3mm的标准毛细管；(2)粗糙、活化处理：使用体积比1:9的盐酸与水的混合液、质量浓度为10％的氢氟酸水溶液依次对除有机物后的标准毛细管进行粗糙、活化30min；(3)水洗：在超声条件下，用去离子水洗涤粗糙、活化后的标准毛细管直至pH>6.5；(4)一次烘干：105℃烘干：(4)老化：，60℃下，将烘干后的标准毛细管浸没质量比为2:5:3的原油：3#航空煤油：90#沥青配制的老化油中老化4周；(5)清洗：使用煤油清洗老化后的标准毛细管外壁的沥青；(6)二次烘干：在60℃将清洗后的标准毛细管烘干得油湿毛细管。
10min渗吸高度的测试方法：用去离子水配置0.3％的待测液(样品或滑溜水压裂液在水中的质量含量)，保持待测液温度为25℃，将待测液倒入比色管中，将标尺紧贴后壁立于后方。将处理好的油湿毛细管竖直放置于比色管中，读取记录管中液位高度，记录10min时的液位高度
4、返排率的测试
测试方法：在现有的返排率测试装置中，采用20-40目石英砂填充管模拟测试返排率，将20-40目石英砂充填到长25cm、直径为2.5cm的填砂管中，上下震动200次，使每次渗透率基本保持一致，室温下，将滑溜水压裂液(用量为石英砂的0.5wt％)注入填砂管中，然后向填砂管中注入型号为SFCP的破胶剂(用量为石英砂的0.03wt％)打开下部阀门，使液体在重力作用下流出，记录流出液量，计算得到返排率(返排率＝流出液量/注入混合液量*100％)；空白对照组将样品用等体积的水代替滑溜水压裂液。
实施例1
本实施例的低渗层渗吸组合物包括，按重量份计，嵌段聚醚类表面活性剂20份、环氧乙烷的聚合度为50的壬基酚聚氧乙烯醚30份、喹啉3份、芴8份、甲苯10份、N,N-二甲基甲酰胺29份；
嵌段聚醚类表面活性剂为以三异丙醇胺为起始剂的嵌段聚醚类表面活性剂的聚醚嵌段；嵌段聚醚类表面活性剂的聚醚嵌段包括环氧乙烷嵌段和环氧丙烷嵌段的连接；嵌段聚醚类表面活性剂的原料包括，按重量份计，三异丙醇胺0.5份、环氧乙烷70份、环氧丙烷30份、催化剂(KOH)0.2份，其制备方法包括：将环氧乙烷、环氧丙烷分别加入到1#、2#罐中，按一定的比例计量后，进入3#罐中；在干燥的高压反应釜中加入三异丙醇胺和KOH，装好高压反应釜后，用氮气置换釜内空气3-5次，并吹扫装置管线，然后加热，待釜内温度升至75℃时，加入计量后的氧乙烷、环氧丙烷的混合物，控制压力在0.2MPa，温度150℃，进料结束后，继续反应3小时。然后降温，用氮气吹扫管线及反应釜内的残留气体，获得嵌段聚醚类表面活性剂。
将低渗层渗吸组合物的各组分混合均匀后作为样品。
如表2所示：为该实施例的样品的表面张力、界面张力、10min液位高度的测试结果；
如表3所示：为使用实施例的样品配置的滑溜水压裂液的表面张力、界面张力、10min液位高度测试值以及返排率、样品与滑溜水压裂液基本体系的配伍性的测试结果。
实施例2
本实施例的低渗层渗吸组合物包括，按重量份计，嵌段聚醚类表面活性剂25份、环氧乙烷的聚合度为50的壬基酚聚氧乙烯醚25份、喹啉5份、芴5份、甲苯12份、N,N-二甲基甲酰胺28份；
嵌段聚醚类表面活性剂为以三异丙醇胺为起始剂的嵌段聚醚类表面活性剂的聚醚嵌段；嵌段聚醚类表面活性剂的聚醚嵌段包括环氧乙烷嵌段和环氧丙烷嵌段的连接；嵌段聚醚类表面活性剂的原料包括，按重量份计，三异丙醇胺0.6份、环氧乙烷80份、环氧丙烷20份、催化剂(KOH)0.2份，其制备方法包括：将环氧乙烷、环氧丙烷分别加入到1#、2#罐中，按一定的比例计量后，进入3#罐中；在干燥的高压反应釜中加入三异丙醇胺和KOH，装好高压反应釜后，用氮气置换釜内空气3-5次，并吹扫装置管线，然后加热，待釜内温度升至70℃时，加入计量后的氧乙烷、环氧丙烷的混合物，控制压力在0.3MPa，温度145℃，进料结束后，继续反应3小时。然后降温，用氮气吹扫管线及反应釜内的残留气体，获得嵌段聚醚类表面活性剂。
将低渗层渗吸组合物的各组分混合均匀后作为样品。
如表2所示：为该实施例的样品的表面张力、界面张力、10min液位高度的测试结果；
如表3所示：为使用实施例的样品配置的滑溜水压裂液的表面张力、界面张力、10min液位高度测试值以及返排率、样品与滑溜水压裂液基本体系的配伍性的测试结果。
实施例3
本实施例的低渗层渗吸组合物包括，按重量份计，嵌段聚醚类表面活性剂30份、环氧乙烷的聚合度为50的壬基酚聚氧乙烯醚20份、喹啉8份、芴8份、甲苯15份、N,N-二甲基甲酰胺19份；
嵌段聚醚类表面活性剂为以三异丙醇胺为起始剂的嵌段聚醚类表面活性剂的聚醚嵌段；嵌段聚醚类表面活性剂的聚醚嵌段包括环氧乙烷嵌段和环氧丙烷嵌段的连接；嵌段聚醚类表面活性剂的原料包括，按重量份计，三异丙醇胺0.7份、环氧乙烷75份、环氧丙烷25份、催化剂(KOH)0.2份，其制备方法包括：将环氧乙烷、环氧丙烷分别加入到1#、2#罐中，按一定的比例计量后，进入3#罐中；在干燥的高压反应釜中加入三异丙醇胺和KOH，装好高压反应釜后，用氮气置换釜内空气3-5次，并吹扫装置管线，然后加热，待釜内温度升至75℃时，加入计量后的氧乙烷、环氧丙烷的混合物，控制压力在0.5MPa，温度140℃，进料结束后，继续反应3小时。然后降温，用氮气吹扫管线及反应釜内的残留气体，获得嵌段聚醚类表面活性剂。
将低渗层渗吸组合物的各组分混合均匀后作为样品。
如表2所示：为该实施例的样品的表面张力、界面张力、10min液位高度的测试结果；
如表3所示：为使用实施例的样品配置的滑溜水压裂液的表面张力、界面张力、10min液位高度测试值以及返排率、样品与滑溜水压裂液基本体系的配伍性的测试结果。
实施例4
本实施例的低渗层渗吸组合物包括，按重量份计，嵌段聚醚类表面活性剂20份、环氧乙烷的聚合度为50的壬基酚聚氧乙烯醚20份、喹啉3份、芴3份、甲苯10份、N,N-二甲基甲酰胺44份；
嵌段聚醚类表面活性剂为以三乙醇胺为起始剂的嵌段聚醚类表面活性剂的聚醚嵌段；嵌段聚醚类表面活性剂的聚醚嵌段包括环氧乙烷嵌段和环氧丙烷嵌段的连接；嵌段聚醚类表面活性剂的原料包括，按重量份计，三乙醇胺0.5份、环氧乙烷80份、环氧丙烷20份、催化剂(KOH)0.2份，其制备方法包括：将环氧乙烷、环氧丙烷分别加入到1#、2#罐中，按一定的比例计量后，进入3#罐中；在干燥的高压反应釜中加入三异丙醇胺和KOH，装好高压反应釜后，用氮气置换釜内空气3-5次，并吹扫装置管线，然后加热，待釜内温度升至75℃时，加入计量后的氧乙烷、环氧丙烷的混合物，控制压力在0.5MPa，温度140℃，进料结束后，继续反应3小时。然后降温，用氮气吹扫管线及反应釜内的残留气体，获得嵌段聚醚类表面活性剂。
将低渗层渗吸组合物的各组分混合均匀后作为样品。
如表2所示：为该实施例的样品的表面张力、界面张力、10min液位高度的测试结果；
如表3所示：为使用实施例的样品配置的滑溜水压裂液的表面张力、界面张力、10min液位高度测试值以及返排率、样品与滑溜水压裂液基本体系的配伍性的测试结果。
实施例5
按照实施例4的方法，不同之处在于：
低渗层渗吸组合物包括，按重量份计，嵌段聚醚类表面活性剂25份、环氧乙烷的聚合度为50的壬基酚聚氧乙烯醚25份、喹啉5份、芴5份、甲苯12份、N,N-二甲基甲酰胺28份；
嵌段聚醚类表面活性剂的原料包括，按重量份计，三乙醇胺0.6份、环氧乙烷75份、环氧丙烷25份、催化剂(KOH)0.2份。
将低渗层渗吸组合物的各组分混合均匀后作为样品。
如表2所示：为该实施例的样品的表面张力、界面张力、10min液位高度的测试结果；
如表3所示：为使用实施例的样品配置的滑溜水压裂液的表面张力、界面张力、10min液位高度测试值以及返排率、样品与滑溜水压裂液基本体系的配伍性的测试结果。
实施例6
按照实施例4的方法，不同之处在于：
低渗层渗吸组合物包括，按重量份计，嵌段聚醚类表面活性剂30份、环氧乙烷的聚合度为50的壬基酚聚氧乙烯醚30份、喹啉8份、芴8份、甲苯15份、N,N-二甲基甲酰胺9份；
嵌段聚醚类表面活性剂的原料包括，按重量份计，三乙醇胺0.7份、环氧乙烷70份、环氧丙烷30份、催化剂(KOH)0.2份。
将低渗层渗吸组合物的各组分混合均匀后作为样品。
如表2所示：为该实施例的样品的表面张力、界面张力、10min液位高度的测试结果；
如表3所示：为使用实施例的样品配置的滑溜水压裂液的表面张力、界面张力、10min液位高度测试值以及返排率、样品与滑溜水压裂液基本体系的配伍性的测试结果。
实施例7
按照实施例3的方法，不同之处在于：
使用环氧乙烷的聚合度为40的辛基酚聚氧乙烯醚替换环氧乙烷的聚合度为50的壬基酚聚氧乙烯醚；使用萘替换芴；
嵌段聚醚类表面活性剂的聚醚嵌段包括环氧乙烷嵌段、环氧丙烷嵌段、环氧丁烷嵌段的连接；嵌段聚醚类表面活性剂的原料包括，按重量份计，三异丙醇胺0.7份、环氧乙烷75份、环氧丙烷12.5份、环氧丁烷12.5份；催化剂(KOH)0.3份，其制备方法包括：将环氧乙烷、环氧丙烷、环氧丁烷分别加入到1#、2#、3#罐中，按一定的比例计量后，进入4#罐中；在干燥的高压反应釜中加入三异丙醇胺和KOH，装好高压反应釜后，用氮气置换釜内空气3-5次，并吹扫装置管线，然后加热，待釜内温度升至75℃时，加入计量后的氧乙烷、环氧丙烷和环氧丁烷的混合物，控制压力在0.5MPa，温度150℃，进料结束后，继续反应3小时。然后降温，用氮气吹扫管线及反应釜内的残留气体，获得嵌段聚醚类表面活性剂。
将低渗层渗吸组合物的各组分混合均匀后作为样品。
如表2所示：为该实施例的样品的表面张力、界面张力、10min液位高度的测试结果；
如表3所示：为使用实施例的样品配置的滑溜水压裂液的表面张力、界面张力、10min液位高度测试值以及返排率、样品与滑溜水压裂液基本体系的配伍性的测试结果。
实施例8
按照实施例1的方法，不同之处在于：
使用环氧乙烷的聚合度为40的壬基酚聚氧乙烯醚替换环氧乙烷的聚合度为50的壬基酚聚氧乙烯醚；使用吲哚替换喹啉；使用二甲基亚砜替换N,N-二甲基甲酰胺；
嵌段聚醚类表面活性剂为以三(2-氨乙基)胺为起始剂的嵌段聚醚类表面活性剂的聚醚嵌段；嵌段聚醚类表面活性剂的聚醚嵌段包括环氧乙烷嵌段和环氧丙烷嵌段的连接；嵌段聚醚类表面活性剂的原料包括，按重量份计，三(2-氨乙基)胺0.5份、环氧乙烷70份、环氧丙烷30份、催化剂(KOH)0.2份，其制备方法包括：将环氧乙烷、环氧丙烷分别加入到1#、2#罐中，按一定的比例计量后，进入3#罐中；在干燥的高压反应釜中加入三(2-氨乙基)胺和KOH，装好高压反应釜后，用氮气置换釜内空气3-5次，并吹扫装置管线，然后加热，待釜内温度升至75℃时，加入计量后的氧乙烷、环氧丙烷的混合物，控制压力在0.2MPa，温度150℃，进料结束后，继续反应3小时。然后降温，用氮气吹扫管线及反应釜内的残留气体，获得嵌段聚醚类表面活性剂。
将低渗层渗吸组合物的各组分混合均匀后作为样品。
如表2所示：为该实施例的样品的表面张力、界面张力、10min液位高度的测试结果；
如表3所示：为使用实施例的样品配置的滑溜水压裂液的表面张力、界面张力、10min液位高度测试值以及返排率、样品与滑溜水压裂液基本体系的配伍性的测试结果。
实施例9
按照实施例1的方法，不同之处在于：
本实施例的低渗层渗吸组合物包括，按重量份计，嵌段聚醚类表面活性剂20份、环氧乙烷的聚合度为50的壬基酚聚氧乙烯醚30份、喹啉3份、芴8份、甲苯39份。
将低渗层渗吸组合物的各组分混合均匀后作为样品。
如表2所示：为该实施例的样品的表面张力、界面张力、10min液位高度的测试结果；
如表3所示：为使用实施例的样品配置的滑溜水压裂液的表面张力、界面张力、10min液位高度测试值以及返排率、样品与滑溜水压裂液基本体系的配伍性的测试结果。
实施例10
按照实施例1的方法，不同之处在于：
低渗层渗吸组合物包括，按重量份计，嵌段聚醚类表面活性剂20份、环氧乙烷的聚合度为50的壬基酚聚氧乙烯醚30份、喹啉3份、芴8份、N,N-二甲基甲酰胺39份；
将低渗层渗吸组合物的各组分混合均匀后作为样品。
如表2所示：为该实施例的样品的表面张力、界面张力、10min液位高度的测试结果；
如表3所示：为使用实施例的样品配置的滑溜水压裂液的表面张力、界面张力、10min液位高度测试值以及返排率、样品与滑溜水压裂液基本体系的配伍性的测试结果。
实施例11
按照实施例1的方法，不同之处在于：
使用环氧乙烷的聚合度为15的壬基酚聚氧乙烯醚替换环氧乙烷的聚合度为50的壬基酚聚氧乙烯醚。
实施例12
按照实施例1的方法，不同之处在于：
将嵌段聚醚类表面活性剂的聚醚嵌段包括环氧乙烷嵌段和四氢呋喃嵌段的连接，并将环氧丙烷替换为四氢呋喃。
对比例1
按照实施例1的方法，不同之处在于：
低渗层渗吸组合物包括，按重量份计，嵌段聚醚类表面活性剂20份、环氧乙烷的聚合度为50的壬基酚聚氧乙烯醚30份、N,N-二甲基甲酰胺50份。
将低渗层渗吸组合物的各组分混合均匀后作为样品。
如表2所示：为该实施例的样品的表面张力、界面张力、10min液位高度的测试结果；
如表3所示：为使用实施例的样品配置的滑溜水压裂液的表面张力、界面张力、10min液位高度测试值以及返排率、样品与滑溜水压裂液基本体系的配伍性的测试结果。
对比例2
按照实施例1的方法，不同之处在于：
使用纳米驱油表面活性剂SFCN(中石化大陆架公司生产)替代嵌段聚醚类表面活性剂。
将低渗层渗吸组合物的各组分混合均匀后作为样品。
如表2所示：为该实施例的样品的表面张力、界面张力、10min液位高度的测试结果；
如表3所示：为使用实施例的样品配置的滑溜水压裂液的表面张力、界面张力、10min液位高度测试值以及返排率、样品与滑溜水压裂液基本体系的配伍性的测试结果。
对比例3
按照实施例1的方法，不同之处在于：
低渗层渗吸组合物包括，按重量份计，嵌段聚醚类表面活性剂50份、喹啉3份、芴8份、甲苯10份、N,N-二甲基甲酰胺29份。
如表1所示：为该实施例的样品在水体系下的表面张力、界面张力、10min时的液位高度测试结果；
如表2所示：为该实施例的样品在滑溜水压裂液体系下的表面张力、界面张力、10min时的液位高度测试值以及返排率、样品与滑溜水压裂液体系的配伍性的测试结果。
对比例4
按照实施例1的方法，不同之处在于：
低渗层渗吸组合物包括，按重量份计，环氧乙烷的聚合度为50的壬基酚聚氧乙烯醚50份、喹啉3份、芴8份、甲苯10份、N,N-二甲基甲酰胺29份；
如表1所示：为该实施例的样品在水体系下的表面张力、界面张力、10min时的液位高度测试结果；
如表2所示：为该实施例的样品在滑溜水压裂液体系下的表面张力、界面张力、10min时的液位高度测试值以及返排率、样品与滑溜水压裂液体系的配伍性的测试结果。
表2
通过表2的结果可以看出，由于油品与毛细管壁吸附的原因，纯水难以克服吸附功驱动油，即没有发生明显的渗吸，而采用本发明的实施例1-10的低渗层渗吸组合物能够降低体系的界面张力，同时还能够增加10min渗吸高度，具有较好的渗吸效果。低渗层渗吸组合物中表面活性剂(嵌段聚醚类表面活性剂和所述C3-C12烷基酚聚氧乙烯醚)起到了十分重要的作用，直接影响到10min渗吸高度，且嵌段聚醚类表面活性剂的增渗作用尤为重要。多环芳香化合物和溶剂能进一步提高组合物的渗吸效果。
表3
通过表3的结果可以看出，采用本发明的低渗层渗吸组合物与滑溜水压裂液基本体系相互配伍良好，无分层、无沉淀、无浑浊、无变色现象，低渗层渗吸组合物与滑溜水压裂液基本体系混合得到的滑溜水压裂液具有相对低的表面张力和界面张力。组合物在滑溜水压裂液基本体系中依然克服吸附功驱动油，有良好的渗吸作用。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合，这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种低渗层渗吸组合物，其特征在于，该低渗层渗吸组合物包括：表面活性剂、多环芳香化合物、溶剂；
其中，所述表面活性剂包括以式(I)所示结构的化合物为起始剂的嵌段聚醚类表面活性剂和C3-C12烷基酚聚氧乙烯醚；
式(I)中，R1、R2、R3各自为具有一个或多个羟基和/或氨基取代的C1-C10烷基。
2.根据权利要求1所述的低渗层渗吸组合物，其中，
所述低渗层渗吸组合物包括，按重量份计，表面活性剂40-60份、多环芳香化合物6-16份、溶剂19-59份；和/或
所述嵌段聚醚类表面活性剂和所述C3-C12烷基酚聚氧乙烯醚的重量比为(0.5-2):1，优选为(0.6-1.5):1。
3.根据权利要求1或2所述的低渗层渗吸组合物，其中，
式(I)中，所述R1、R2、R3各自为具有3-5个羟基和/或氨基取代的C1-C5烷基；
优选地，所述起始剂包括三异丙醇胺、三乙醇胺、三丁醇胺、三(2-氨乙基)胺、N,N-双(2-羟乙基)乙二胺、羟乙基二异丙醇胺中的一种；
和/或，
所述嵌段聚醚类表面活性剂的聚醚嵌段包括环氧乙烷嵌段、环氧丙烷嵌段、环氧丁烷嵌段和四氢呋喃嵌段中至少两种嵌段的连接，所述聚醚嵌段来自环氧化合物；
优选地，所述嵌段聚醚类表面活性剂的聚醚嵌段包括环氧乙烷嵌段、环氧丙烷嵌段、环氧丁烷嵌段中至少两种嵌段的连接；
更优选地，所述环氧化合物包括环氧乙烷和环氧丙烷，其重量比为(2-4)：1；和/或
所述环氧化合物包括环氧乙烷、环氧丙烷、环氧丁烷，其重量比为(5-7)：(0.5-1.5)：1；和/或
和/或，
所述C3-C12烷基酚聚氧乙烯醚中的烷基为C5-C12烷基；
优选地，所述C3-C12烷基酚聚氧乙烯醚中的烷基为C8-C12烷基；
更优选地，所述C3-C12烷基酚聚氧乙烯醚选自辛基酚聚氧乙烯醚、壬基酚聚氧乙烯醚、癸基酚聚氧乙烯醚、十一烷基酚聚氧乙烯醚和十二烷基酚聚氧乙烯醚中的一种或多种；
和/或，
所述C3-C12烷基酚聚氧乙烯醚中环氧乙烷的聚合度为20-80，优选为40-70。
4.根据权利要求1-3中任意一项所述的低渗层渗吸组合物，其中，
所述多环芳香化合物包括稠环芳烃化合物和/或稠杂环化合物。
5.根据权利要求4所述的低渗层渗吸组合物，其中，
所述稠环芳烃化合物包括萘、蒽、菲、并四苯、并五苯、卵苯、芘、晕苯中的一种或多种；和/或
所述稠杂环化合物包括苯并噻唑、苯并呋喃、喹啉、异喹啉、吲哚、芴、苊、嘌呤中的一种或多种。
6.根据权利要求1-5中任意一项所述的低渗层渗吸组合物，其中，所述溶剂包括苯系溶剂和/或极性溶剂，优选地，所述溶剂包括苯系溶剂和极性溶剂。
7.根据权利要求6所述的低渗层渗吸组合物，其中，
所述苯系溶剂和极性溶剂的重量比为(0.1-2)：1，优选为(0.2-1.7)：1；和/或
所述苯系溶剂选自苯、甲苯、乙苯、二甲苯、氯苯、溴苯、丙苯中的一种或多种；和/或
所述极性溶剂选自N,N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、甲醇、乙醇、异丙醇、乙腈、二氯甲烷、氯仿中的一种或多种。
8.一种滑溜水压裂液，其特征在于，所述滑溜水压裂液中含有权利要求1-7中任意一项所述的低渗层渗吸组合物。
9.根据权利要求8所述的滑溜水压裂液，其中，
在滑溜水压裂液中，所述低渗层渗吸组合物的含量为0.05-1wt％，优选为0.1-0.5wt％。
10.权利要求1-7中任意一项所述的低渗层渗吸组合物或权利要求8或9所述的滑溜水压裂液在低渗透油藏和页岩油藏中的应用。
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