耐溫穩(wěn)泡型低界面張力起泡劑及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及三次采油技術(shù)領(lǐng)域，具體地指一種耐溫穩(wěn)泡型低界面張力起泡劑及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著油田開發(fā)進(jìn)入中后期，其一次采油和二次采油總采收率僅約40%，因此大部分原油仍滯留在地層中，需采用三次采油技術(shù)有效提高油藏原油采收率。
[0003]聚合物驅(qū)作為三次采油主要措施已在我國得到推廣應(yīng)用，并已實施完成。聚合物驅(qū)的主要目的是提高注入水液相粘度，降低油水流度比，提高注入水或流體的波及體積，啟動水驅(qū)時尚未啟動的中、低滲油減原油，提尚油減原油米收率，但聚合物驅(qū)并不能有效提尚剩余油藏洗油效率。因此，現(xiàn)在發(fā)展了表面活性劑/聚合物二元復(fù)合驅(qū)或堿/表面活性劑/聚合物三元復(fù)合驅(qū)，目前以二元復(fù)合物驅(qū)發(fā)展為主，其作為聚合物驅(qū)后進(jìn)一步提高原油采收率技術(shù)，已完成室內(nèi)研究與礦場先導(dǎo)實驗。但從部分油田二元復(fù)合物驅(qū)礦場實施情況看，其提高聚合物驅(qū)后采收率效果并不理想;加之聚合物對高溫(> 75°C)、高礦化度(> 1000mg/L)、低滲透油藏適應(yīng)性差，因此極大限制了表面活性劑/聚合物驅(qū)的應(yīng)用范圍與效果。
[0004]泡沫流體已廣泛應(yīng)用于稠油油藏泡沫封堵大孔道，克服蒸汽驅(qū)超覆作用，以及含水氣井泡沫排水采氣、泡沫沖砂洗井、泡沫鉆井、泡沫調(diào)剖堵水和泡沫壓裂等領(lǐng)域，這體現(xiàn)出泡沫具有高的視黏度和“堵大孔不堵小孔、堵水不堵油”等特點(diǎn)。其既能擴(kuò)大低滲透率地層的波及體積，又能達(dá)到高、低滲透率地層的同步驅(qū)替，且能很好地控制油水流度比，優(yōu)于聚合物驅(qū)。另外，泡沫中含有的起泡劑具有較好的界面活性，可有效降低油水界面張力和改善巖石孔隙表面潤濕性，降低毛管作用力，有效提高洗油效率，降低地層殘余油飽和度。因此泡沫驅(qū)有望成為聚合物驅(qū)、表面活性劑/聚合物驅(qū)后進(jìn)一步提高油藏原油采收率的有效接替技術(shù)。
[0005]泡沫驅(qū)油技術(shù)成敗的關(guān)鍵是起泡劑的選擇。但是，泡沫體系是熱力學(xué)不穩(wěn)定體系，現(xiàn)有起泡劑雖可產(chǎn)生足夠大的泡沫體積，但半衰期較短，封堵性或強(qiáng)度有待進(jìn)一步提高。為了增強(qiáng)泡沫穩(wěn)定性或提高半衰期，現(xiàn)有方法是向起泡劑中加入聚丙烯酰胺、多肽等聚合物。但該類物質(zhì)雖能提高泡沫穩(wěn)定性或半衰期，但嚴(yán)重影響起泡劑起泡性能或起泡體積，仍不利于泡沫驅(qū)時泡沫封堵效果的有效發(fā)揮。此外，現(xiàn)有起泡劑的起泡性能與其高界面活性間存在矛盾:即起泡性能好，但降低油水界面張力效果差，通常約為0.5mN/m。
[0006]郎麗媛和李華斌在《石油化工應(yīng)用》期刊中報道了空氣泡沫驅(qū)中起泡劑XHY-4K篩選與性能評價，其空氣泡沫驅(qū)用起泡劑XHY-4K具有較強(qiáng)的耐溫起泡性(80°C、最大起泡體積700mL)和穩(wěn)泡能力(半衰期25min)，但油水界面張力高，為0.941mN/m。鄭力軍、張濤、王興宏、馬麗萍和張偉在《石油與天然氣化工》期刊中報道了氮?dú)馀菽?qū)油用起泡劑的篩選與評價，其氮?dú)馀菽?qū)用起泡劑HY-6在低溫(54°C)時具有較好起泡性(最大起泡高度13.8cm)和穩(wěn)泡效果(半衰期12h)，但60°C以上溫度，半衰期明顯下降，泡沫耐溫穩(wěn)定性差。李雪松的碩士論文《二元驅(qū)后油藏低張力泡沫驅(qū)油體系研究》報道了超低界面張力驅(qū)油用起泡劑，該起泡劑具有超低界面張力性能(1.07 X 10—3mN/m)，且泡沫性能較好(最大起泡體積320ml，半衰期120min)，但起泡劑性能評價均是在70°C下進(jìn)行，耐溫性一般。王喻、王沖、牛忠曉、孫藏軍和王浩在《石油化工高等學(xué)校學(xué)報》期刊中報道了泡沫驅(qū)油中起泡劑W-101的篩選與評價，其泡沫驅(qū)油用起泡劑W-101，其具有較好的耐溫起泡性(90°C、最大起泡體積645mL)，但泡沫耐溫穩(wěn)定性差(半衰期僅1min)。
[0007]中國發(fā)明專利CN104109520說明書公開了一種適用于高溫(95°C)高鹽(100000?150000mg/L)油藏的起泡劑及制備方法，起泡劑由50?70wt %烷基磺酸鹽、10?15wt %烷基氧化胺及蒸餾水組成，具有較好高溫起泡性(95°C、最大起泡體積960mL)，但泡沫穩(wěn)定性差(半衰期< 1min)，且未考慮低界面張力性能。
[0008]中國發(fā)明專利01^102399548六說明書公開了一種復(fù)合泡沫驅(qū)油用起泡劑，其由0.2?0.4 %羥磺基甜菜堿、0.1 %十二烷基二甲基芐基氯化銨(1227)和0.04 %?0.1 %十二醇，該起泡劑僅具有較好的低溫(50°C)泡沫性能(最大起泡高度14.4cm、半衰期16h)，但油水界面張力偏高(0.194mN/m)，未達(dá)低界面張力范疇(I O—2mN/m數(shù)量級)。
[0009]綜上所述，現(xiàn)有驅(qū)油用起泡劑均不能同時具備耐高溫(> 80°C)、高穩(wěn)泡(>20min)和有效降低油水界面張力至低界面張力(10—VN/m數(shù)量級)范疇的優(yōu)點(diǎn)。因此，現(xiàn)有技術(shù)高溫下仍無法滿足泡沫驅(qū)替時有效封堵高滲層、提高中低滲層波及系數(shù)，并大幅降低油水界面張力的要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]為克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，本發(fā)明提供一種耐溫穩(wěn)泡型低界面張力起泡劑，該起泡劑可以耐80°C的高溫，半衰期大于20min，可有效降低油水界面張力至10—2mN/m數(shù)量級，同時兼?zhèn)淠透邷亍⑴菽€(wěn)定性好、界面張力低等優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明還提供一種制備上述起泡劑的方法，該制備方法成本低、工藝簡單、無需堿和穩(wěn)泡劑。
[0011]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:本發(fā)明耐溫穩(wěn)泡型低界面張力起泡劑，其原料組分及質(zhì)量百分比如下:0.18?0.25 %的陰離子表面活性劑，0.05?0.1 %的兩性離子表面活性劑，0.08?0.15%的非離子表面活性劑，99.2?99.69%礦化水;其中，所述陰離子表面活性劑為脂肪酸聚氧乙烯醚硫酸鈉、脂肪醇聚氧乙烯醚磺基琥珀酸單酯二鈉中的一種，所述兩性離子表面活性劑為芥酸酰胺丙基甜菜堿、油酸酰胺丙基甜菜堿中的一種，所述非離子表面活性劑為椰油脂肪酸二乙醇酰胺、聚氧乙烯醚中的一種，所述礦化水為氯化鈉、硫酸鈉、碳酸氫鈉、無水氯化鈣、六水氯化鎂的混合水溶液。
[0012]優(yōu)選地，所述礦化水的配置方法如下:在2L蒸餾水中加入3.71g氯化鈉、1.16g硫酸鈉、5.0g碳酸氫鈉、0.08g無水氯化鈣、0.13g六水氯化鎂，然后攪拌均勻，得到礦化度為5040mg/L的礦化水;或者，在2L蒸餾水中加入5.94g氯化鈉、1.85g硫酸鈉、8.0g碳酸氫鈉、0.13g無水氯化媽、0.2g六水氯化鎂，然后攪拌均勻，得到礦化度為8060mg/L的礦化水。
[0013]本發(fā)明還提供一種上述耐溫穩(wěn)泡型低界面張力起泡劑的制備方法，包括以下步驟:在常溫下，按照質(zhì)量百分比分別稱取陰離子表面活性劑、兩性離子表面活性劑和非離子表面活性劑，加入礦化水定量至250g，再加熱至50°C，攪拌直至完全溶解，得到所述耐溫穩(wěn)泡型低界面張力起泡劑。
[0014]本發(fā)明的有益效果在于:
[0015]其一，本發(fā)明提供的起泡劑可以耐80°C的高溫，半衰期大于20min，可有效降低油水界面張力至10—VN/m數(shù)量級，同時兼?zhèn)淠透邷?、泡沫穩(wěn)定性好、界面張力低等優(yōu)點(diǎn)，可直接用于泡沫驅(qū)油；
[0016]其二，本發(fā)明所采用的化合物均為工業(yè)化生產(chǎn)的精細(xì)化學(xué)品，原料易得，生產(chǎn)工藝簡單、成本低，無需添加用于降低油水界面張力的堿和用于增強(qiáng)已生成泡沫穩(wěn)定性的穩(wěn)泡劑；
[0017]其三，本發(fā)明提供的起泡劑耐溫性好，在溫度為80°C條件下，具有優(yōu)良的泡沫性會K;
[0018]其四，本發(fā)明提供的起泡劑在溫度為80°C、礦化度>5000mg/L、高含蠟原油情況下，可有效降低油水界面張力至I O—VN/m數(shù)量級。
【具體實施方式】
[0019]以下結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)