一種無機凝膠泡沫體系及其制備方法與應用
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明屬于油田化學領域，具體涉及一種無機凝膠泡沫體系及其制備方法和在高 溫高鹽油藏調(diào)驅(qū)中的應用。
【背景技術】
[0002] 隨著我國油田開發(fā)的進行，常規(guī)油藏剩余可動用資源已經(jīng)變得越來越少，為了尋 求可替代的資源，油田工作者們將目標轉(zhuǎn)向了非常規(guī)油藏。勝利、中原等油田的許多高溫、 高礦化度油藏，經(jīng)過長期水驅(qū)后形成大量高滲透條帶，注入水沿著高滲透條帶高速突進，造 成中低滲透油層難以啟動，最終波及效率較低。堵水調(diào)剖技術是油田開發(fā)過程中一項重要 的工藝技術。一方面它能夠改善注水剖面，從而提高注入水的波及系數(shù)；另一方面它可以有 效封堵高滲透層、使油層的動用程度得以提高，最終達到提高采收率的目的。常規(guī)堵劑用于 高溫高鹽油藏時，存在強度較弱以及穩(wěn)定性較差的缺點，很難滿足正常調(diào)驅(qū)的需求；另外常 規(guī)堵劑用于低滲油藏時也存在難以注入地層的問題。因此，開發(fā)容易注入地層且耐溫抗鹽 較好的調(diào)驅(qū)體系是有效進行調(diào)剖堵水、驅(qū)油以及熱采封竄等工藝措施的基礎，對于提高這 類油藏原油采收率意義重大。本發(fā)明針對我國許多油田的油藏具有高溫高礦化度、Ca2+、Mg2+ 等二價陽離子含量高、低滲透等特點，研宄出一種新型的適合于高溫高鹽油藏、易于注入的 無機凝膠泡沫體系。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 為了解決常規(guī)堵水劑用于高溫高鹽油藏調(diào)驅(qū)時存在的缺點，本發(fā)明的目的之一在 于提供一種無機凝膠泡沫體系及其制備方法，該無機凝膠泡沫體系可用于高溫高鹽油藏調(diào) 剖堵水。
[0004] 本發(fā)明所提供的無機凝膠泡沫體系，包含主劑、引發(fā)劑、助劑和起泡劑，所述主劑、 引發(fā)劑、助劑和起泡劑的質(zhì)量分數(shù)分別為8%~12%、2. 11 %~2. 35%、0. 4%~0. 5%和 0? 3%~0? 5%〇
[0005] 上述無機凝膠泡沫體系中，所述主劑為市售聚合氯化鋁，呈淺黃色粉末狀。
[0006] 上述無機凝膠泡沫體系中，所述引發(fā)劑為碳酰胺。
[0007] 上述無機凝膠泡沫體系中，所述助劑為硫酸鈉。
[0008] 上述無機凝膠泡沫體系中，所述起泡劑為一種陰-非離子表面活性劑，在90°C~ 150°C、地層水礦化度為100000mg/L以內(nèi)條件下具有較好的起泡性能。
[0009] 本發(fā)明提供了上述無機凝膠泡沫體系的制備方法，包括如下步驟：按上述比例將 主劑聚合氯化鋁加入水中溶解，再按照上述比例依次加入引發(fā)劑、助劑和起泡劑，攪拌均 勻，得無機凝膠泡沫體系，該體系中的引發(fā)劑碳酰胺在油藏高溫條件下分解產(chǎn)生氨氣和二 氧化碳兩種氣體，其中二氧化碳在高溫起泡的作用下形成泡沫。而氨氣溶于水會使體系的 pH逐漸變大，主劑聚合氯化鋁在堿性條件下水解產(chǎn)生無機凝膠，泡沫的形成和凝膠的生成 是同時進行的，且泡沫形成后被凝膠包裹著生成凝膠泡沫，使得泡沫界面膜的強度增大。
[0010] 本發(fā)明提供的無機凝膠泡沫體系，適應油藏溫度為90°C~150°C，pH大于等于 3. 75的情況。
[0011] 和現(xiàn)有無機凝膠泡沫體系相對比，本發(fā)明的有益效果在于：本發(fā)明提供的無機凝 膠泡沫體系，隨反應溫度的升高，其膠凝時間逐漸縮短且變化幅度較大、體系膠凝后的強度 稍有增加。隨著地層水礦化度的增加，體系膠凝時間略微縮短，而膠凝后的強度和熱穩(wěn)定性 幾乎不變。隨pH的增大，體系膠凝時間不斷縮短、膠凝后的強度逐漸增大、熱穩(wěn)定性沒有太 大變化。該體系對不同滲透率巖心的封堵效果較好且具有較好的耐沖刷性。此外，該體系 在注入壓力下優(yōu)先進入較大的孔道、對高滲層產(chǎn)生選擇性封堵能力較強。該體系具有堵水 不堵油的特性，對油、水的選擇性較好。
【附圖說明】
[0012] 圖1所示為本發(fā)明單管填砂模型流程圖。
[0013] 圖中：1_平流泵、2-六通閥、3-中間容器、5-藥劑罐、6-精密壓力表、11-填砂管、 9-量筒。
[0014] 圖2所示為本發(fā)明凝膠泡沫體系膠凝后驅(qū)替壓差隨注入孔隙體積倍數(shù)變化的關 系曲線圖。
[0015] 圖3所示為本發(fā)明雙管填砂模型流程圖。
[0016] 圖中：1_平流泵、2-六通閥、4-水罐、12-油罐、5-藥劑罐、6-精密壓力表、7-低滲 填砂管、8-高滲填砂管、9-量筒、10-閥門。
[0017] 圖4所示為本發(fā)明凝膠泡沫體系膠凝后高、低滲管分流率隨注入孔隙體積倍數(shù)變 化關系曲線圖。
【具體實施方式】
[0018] 本發(fā)明提供的無機凝膠泡沫體系，包含主劑、引發(fā)劑、助劑和起泡劑，所述主劑、 引發(fā)劑、助劑和起泡劑的質(zhì)量分數(shù)分別為8%~12%、2. 11 %~2. 35%、0. 4%~0. 5%和 0? 3%~0? 5%〇
[0019] 所述主劑為市售聚合氯化鋁，呈淺黃色粉末狀。
[0020] 所述引發(fā)劑為碳酰胺。
[0021] 所述助劑為硫酸鈉。
[0022] 所述起泡劑為一種陰-非離子表面活性劑，在90°C~150 °C、地層水礦化度為 100000mg/L以內(nèi)條件下具有較好的起泡性能。
[0023] 本發(fā)明提供的無機凝膠泡沫體系的制備方法，步驟如下：
[0024] 按上述比例將主劑加入水中溶解，再按照上所述比例依次加入引發(fā)劑、助劑和起 泡劑，攪拌均勻，得到所述無機凝膠泡沫體系。
[0025] 本發(fā)明提供和制備的無機凝膠泡沫體系可用于高溫高鹽油藏調(diào)驅(qū)中，無機凝膠泡 沫體系在油藏高溫條件下發(fā)生膠凝后具有較高的強度和較好的熱穩(wěn)定性，能選擇性封堵高 滲層。所適用的油藏溫度為90°C~150°C，pH大于等于3. 75的情況。
[0026] 下文將結(jié)合具體實施例詳細描述本發(fā)明的內(nèi)容。應當注意的是，下述實施例中描 述的技術特征或者技術特征的組合不應當被認為是孤立的，它們可以被相互組合從而達到 更好的技術效果。
[0027]圖1所示為本發(fā)明單管填砂模型流程圖；圖2所示為本發(fā)明凝膠泡沫體系膠凝后 驅(qū)替壓差隨注入孔隙體積倍數(shù)變化的關系曲線圖；圖3所示為本發(fā)明雙管填砂模型流程 圖；圖4所示為本發(fā)明凝膠泡沫體系膠凝后高、低滲管分流率隨注入孔隙體積倍數(shù)變化關 系曲線圖。
[0028] 實施例1
[0029] 將硫酸鈉稀釋成質(zhì)量濃度為4%的硫酸鈉溶液，把起泡劑（質(zhì)量濃度為100%)稀 釋成4 %的溶液。
[0030] 首先在燒杯中加入10. 167mL水，稱取1. 5g聚合氯化鋁加入燒杯中并攪拌均勻，然 后稱取0. 333g碳酰胺加入燒杯中并攪拌均勻，用膠頭滴管向燒杯中滴加1. 5g已稀釋好的 4%的硫酸鈉溶液并攪拌均勻，最后向燒杯中滴加1. 5g已稀釋好的溶液并攪拌均勻得到無 機凝膠泡沫體系。
[0031] 經(jīng)測試，該體系在130°C條件下膠凝時間為2. 45h，其膠凝后的強度為0. 024MPa， 15天后的脫水率為0%，具有較好的熱穩(wěn)定性。
[0032] 實施例2
[0033] 溫度對無機凝膠泡沫體系膠凝時間、強度及熱穩(wěn)定性的影響
[0034] 如實施例1所述，主劑質(zhì)量濃度為10%，引發(fā)劑質(zhì)量濃度為2. 22%，助劑質(zhì)量濃度 為0. 4%，起泡劑質(zhì)量濃度為0. 4%，改變反應溫度研宄溫度對體系膠凝時間、膠凝后的強 度以及熱穩(wěn)定性等性能的影響。實驗結(jié)果如表1所示。
[0035] 表1溫度對無機凝膠泡沫體系性能的影響
【主權項】
1. 一種無機凝膠泡沫體系，其特征在于，包含主劑、引發(fā)劑、助劑和起泡劑，所述主劑、 引發(fā)劑、助劑和起泡劑的質(zhì)量分數(shù)分別為8%~12%、2. 11 %~2. 35%、0. 4%~0. 5%和 0?3%~0?5%〇
2. 如權利要求1所述的一種無機凝膠泡沫體系，其特征在于，所述主劑為市售聚合氯 化錯。
3. 如權利要求1或2所述的一種無機凝膠泡沫體系，其特征在于，所述引發(fā)劑為碳酰 胺。
4. 如權利要求1至3中任一項所述的一種無機凝膠泡沫體系，其特征在于，所述助劑為 硫酸鈉。
5. 如權利要求1至4中任一項所述的一種無機凝膠泡沫體系，其特征在于，所述起泡劑 為一種陰-非離子表面活性劑。
6. 如權利要求5所述的一種無機凝膠泡沫體系，其特征在于，所述陰-非離子表面活性 劑在90°C~150°C、地層水礦化度為100000mg/L以內(nèi)條件下具有較好的起泡性能。
7. 如權利要求1至6中任一項所述的一種所述無機凝膠泡沫體系的制備方法，其特征 在于，包括如下步驟： 按權利要求1所述的比例將主劑加入水中溶解，再按照權利要求1所述的比例依次加 入引發(fā)劑、助劑和起泡劑，攪拌均勻，得到所述無機凝膠泡沫體系。
8. 如權利要求1至7中任一項所述的無機凝膠泡沫體系的應用，其特征在于：可用于 高溫高鹽油藏調(diào)驅(qū)中，所述無機凝膠泡沫體系在油藏高溫條件下發(fā)生膠凝后具有較高的強 度和較好的熱穩(wěn)定性，能選擇性封堵高滲層。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種無機凝膠泡沫體系，包含主劑、引發(fā)劑、助劑和起泡劑，所述主劑、引發(fā)劑、助劑和起泡劑的質(zhì)量分數(shù)分別為8％～12％、2.11％～2.35％、0.4％～0.5％和0.3％～0.5％。本發(fā)明提供的無機凝膠泡沫體系的制備方法為：按比例將主劑加入水中溶解，再依次加入引發(fā)劑、助劑和起泡劑，攪拌均勻即可，制得的無機凝膠泡沫體系可用于高溫高鹽油藏調(diào)驅(qū)中。本發(fā)明提供的無機凝膠泡沫體系對不同滲透率巖心的封堵效果較好且具有較好的耐沖刷性。此外，該體系在注入壓力下優(yōu)先進入較大的孔道、對高滲層產(chǎn)生選擇性封堵能力較強。該體系具有堵水不堵油的特性，對油、水的選擇性較好。
【IPC分類】C09K8-518, C09K8-58
【公開號】CN104745163
【申請?zhí)枴緾N201510131275
【發(fā)明人】王業(yè)飛, 程利民, 何宏, 韓盼, 王偉林, 韓煒, 張丁涌, 陳五花, 丁名臣, 聶曉斌, 陳權生
【申請人】中國石油大學(華東)
【公開日】2015年7月1日
【申請日】2015年3月25日