一种低渗透油田注水井用降压增注剂及其制备方法与应用
【专利摘要】本发明涉及一种低渗透油田注水井用降压增注剂及其制备方法与应用，该降压增注剂由按重量百分比计的下述组分制备而成：多功能表面处理剂2.0％～6.5％，疏水性纳米二氧化硅或纳米聚硅0.75％～3.15％，pH调节剂2％～8％，其余为去离子水；所述多功能表面处理剂，由按重量百分比计的下述组分组成：非离子表面活性剂30％～80％，阴离子表面活性剂2～25％，两性表面活性剂10％～50％。该降压增注剂对地层无污染，能够有效解决开发后期注水压力高、注水量达不到配注要求、增注有效期短的难题。该产品生产工艺简单，无污染排放，易于工业化大规模生产。
【专利说明】
一种低渗透油田注水井用降压増注剂及其制备方法与应用
技术领域
[0001]本发明属于油田化学技术领域，具体涉及一种低渗透油田提高采收率注水井专用的降压增注剂及其制备与应用。【背景技术】
[0002]低渗油藏开发后期注水压力高、注水量小、注采不平衡，从而造成渗流阻力大。因此常存在注水压力迅速上升，注水量快速下降，甚至注不进水的问题，造成产油量的迅速递减。
[0003]目前普遍使用的用强酸对注水井进行处理，显效快，但对于渗透率低的油藏效果差，对地层还会导致二次污染，且重复酸化效果越来越差，综合施工成本高。
[0004]本
【申请人】初期研究发现，若单采用非离子表面活性剂、阴离子表面活性剂和两性表面活性剂三种复配，虽然可以短时间内降低地层岩石表面的张力，然而在实际应用中改善表面润湿性是很有限，并且不耐冲刷，降压增注效果有一定的局限。
【发明内容】
[0005]针对上述问题，本发明的目的在于提供一种低渗透油田注水井专用的降压增注剂，其对地层无污染，能够有效解决开发后期注水压力高、注水量达不到配注要求、增注有效期短的难题。
[0006]本发明的技术方案为:一种低渗透油田注水井用降压增注剂，由按重量百分比计的下述组分制备而成:多功能表面处理剂2.0 %?6.5 %，疏水性纳米二氧化娃或纳米聚娃 0.75%?3.15%，pH调节剂2%?8%，其余为去离子水;所述多功能表面处理剂，由按重量百分比计的下述组分组成:非离子表面活性剂30%?80%，阴离子表面活性剂2?25%，两性表面活性剂10 %?50 %，合计100 %。
[0007]所述非离子表面活性剂为脂肪醇聚氧乙烯醚或聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸脂。
[0008]所述阴离子表面活性剂是a-烯基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠和十二烷基磺酸钠中的一种或一种以上。
[0009]所述两性表面活性剂为椰油酰胺丙基甜菜碱和/或十四烷酰胺丙基羟丙基磺基甜菜碱的。
[0010]所述pH调节剂为质量百分比为3-15%的无机碱或强碱弱酸盐水溶液。
[0011]所述疏水性纳米二氧化娃或纳米聚娃材料粒径小于100nm。
[0012]上述降压增注剂的制备方法，包括下述步骤:[〇〇13]将多功能表面活性剂与部分去离子水混合均匀，加热至40?80°C，搅拌使溶液由混浊变澄清后，降至40°C以下添加纳米二氧化硅或纳米聚硅和pH值调节剂，控制pH值在8? 14之间，加入剩余去离子水，升温至60?100°C并搅拌，由混浊乳液变成澄清透明为止。
[0014]优选的，40?80°C时搅拌50?80分钟，60?100°C时搅拌50?80分钟。
[0015]其中的多功能表面活性剂在去离子水中，在一定pH条件下与纳米二氧化娃或其聚合物反应，形成均一透明的纳米溶液，可稳定分散于水中。
[0016]本发明的作用机理为:
[0017]把本发明的有机无机复合纳米降压增注剂按一定比例配成水溶液注入井下，利用酸化后岩隙内的化学环境诱导使其破乳，使超疏水性的纳米核释放出来，使其在微孔道表面充分吸附，形成超疏水薄膜，使得由于注水冲刷而具有亲水性能的岩石表面转变为具有憎水性能，从而导致注入水通过孔隙时的流动阻力下降，注入水得以顺利流过。同时，纳米微粒还能够包覆在粘土表面，阻止后续注入水的浸入，起到防膨作用;而脱附出来的表面活性组分具有亲水基和亲油基两种基团，也能吸附在岩石表面，使岩石表面由亲水反转为亲油，改变岩石表面的润湿性，提高水相的相对渗透率。
[0018]相比现有技术，本发明产品有下述有益效果:
[0019]1)该产品平均粒径小于20纳米，不会对地层造成堵塞；
[0020]2)该产品可在地层水作用下可分解出具有超疏水性的纳米核，能够吸附于岩石表面改变岩石表面的润湿性；
[0021]3)该产品可使岩石具有大的比表面积，降低岩心表面水化膜厚度，有效扩大孔隙半径，大幅降低注入水在孔隙中的流动阻力；[〇〇22]4)该产品与地层岩石结合牢固，耐冲刷，防止粘土膨胀，在低渗透油田注水井开采过程中提高储层有效渗透率，降低注水压力，增大注水量，提高产油量；
[0023]5)该产品在地层形成的纳米膜，可有效防止水垢和机杂的附着，延长增注施工有效期；
[0024]6)该产品与易溶于水，在使用过程中操作简单，环保，在井下不会产生二次污染；
[0025]7)该产品生产工艺简单，无污染排放，易于工业化大规模生产。【附图说明】
[0026]图1为实施例1所制产品的透射电镜照片；
[0027]图2为实施例1所制产品吸附前后电镜照片对比图；
[0028]图3为采用实施例1的产品，改变岩石的渗透率实验结果；
[0029]图4为表面用实施例1的产品处理前后接触角的对比图；
[0030]图5为实施例1的产品做酸化对比耐冲刷曲线；
[0031]图6为增注前后油压和日注量变化对比曲线。【具体实施方式】
[0032]以下通过具体实施例和附图对本发明进行详细的说明。[〇〇33]下述实施例所用脂肪醇聚氧乙烯醚，其结构通式为R0(CH2CH20)nH，其中R为碳原子数12?18的碳链，n为14?18。所用a-烯基磺酸钠RCH=CH(CH2)n-S03Na，其中R为碳原子数为 14?18的碳链，n为14?16。
[0034]所用疏水性纳米二氧化娃或疏水性纳米聚娃材料粒径小于100nm，可商购，对其他物化参数无特殊要求。
[0035]实施例1[〇〇36]本实施例的多功能表面处理剂:非离子表面活性剂(脂肪醇聚氧乙烯醚AE0-9)45%，阴离子表面活性剂(a-烯基磺酸钠)20%，两性表面活性剂(椰油酰胺丙基甜菜碱) 35% ；[0037 ]本实施例的pH调节剂为质量百分比为10 %的氢氧化钠水溶液。[〇〇38]制备方法为:先在1000mL的烧瓶里加入复配好的多功能表面活性剂30g，添加 400mL去离子水搅拌均匀后升温至60°C，恒温下搅拌60分钟，此时溶液由混浊状态全部变澄清；[0〇39] 待温度降低至40 °C以下添加疏水性纳米二氧化娃或疏水性纳米聚娃10g，pH调节剂25g，控制pH值在10之间，最后再添加200mL去离子水搅拌均匀后，缓慢升温，待温度达80 °C时继续搅拌1小时，混浊状态的乳液全部变成澄清透明为止，停止加温，自然降温，即制得本实施例的降压增注剂。
[0040]按GB/T 20307规定方法用透射电镜测进行测试(见附图1)，产品的平均粒径小于 20纳米。[〇〇41 ] 实施例2[〇〇42]本实施例的多功能表面处理剂:非离子表面活性剂(聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸月旨)30%，阴离子表面活性剂(十二烷基苯磺酸钠)25%，两性表面活性剂(十四烷酰胺丙基羟丙基磺基甜菜碱)45% ;
[0043]本实施例的pH调节剂为质量百分比为5%的碳酸钠水溶液。
[0044]制备方法为:先在1000mL的烧瓶里加入复配好的多功能表面活性剂15g，添加 400mL去离子水搅拌均匀后升温至80°C，恒温下搅拌60分钟，此时溶液由混浊状态全部变澄清；[0〇45] 待温度降低至40 °C以下添加疏水性纳米二氧化娃或疏水性纳米聚娃20g，pH调节剂35g，控制pH值在13之间，最后再添加200mL去离子水搅拌均匀后，缓慢升温，待温度达100 °C时继续搅拌1小时，混浊状态的乳液全部变成澄清透明为止，停止加温，自然降温，即制得本实施例的降压增注剂。
[0046] 实施例3[〇〇47]本实施例的多功能表面处理剂:非离子表面活性剂(脂肪醇聚氧乙烯醚)80%，阴离子表面活性剂(1:1的a-烯基磺酸钠和十二烷基磺酸钠)5%，两性表面活性剂(1:1的椰油酰胺丙基甜菜碱和十四烷酰胺丙基羟丙基磺基甜菜碱)15% ;
[0048]本实施例的pH调节剂为质量百分比为15 %的碳酸钠水溶液。[〇〇49]制备方法为:先在1000mL的烧瓶里加入复配好的多功能表面活性剂40g，添加 400mL去离子水搅拌均匀后升温至40°C，恒温下搅拌60分钟，此时溶液由混浊状态全部变澄清；[0〇5〇] 待温度降低至40°C以下添加疏水性纳米二氧化娃或疏水性纳米聚娃5g，pH调节剂 2〇g，控制pH值在8之间，最后再添加200mL去离子水搅拌均匀后，缓慢升温，待温度达60°C时继续搅拌1小时，混浊状态的乳液全部变成澄清透明为止，停止加温，自然降温，即制得本实施例的降压增注剂。[0051 ]效果实验:
[0052]用实施例1的降压增注剂再配成10%的水溶液，处理水相渗透率为2.18?31 X 1(T3 Mi2的岩心，所用仪器为SY1C03多功能岩心驱替仪，结果如附图3,渗透率有不同程度的提高，增幅在8.98%?85.9%，表明该产品有改善低渗储层有效渗透率的功效。[〇〇53]用实施例1的降压增注剂配成10 %的水溶液浸泡18 X 1 (TW岩心24小时(图2右图)，与只用水处理浸泡24小时(图2左图)对比，发现浸泡降压增注剂的岩心表面变深且致密，用透射电镜可看到原岩心表面棱角分明，吸附后表面有许多纳米颗粒吸附在其上。 [〇〇54]用实施例1的降压增注剂再配成15%的水溶液处理载玻片，测试其接触角，所用仪器为0CA30视频光学接触角测试仪，如附图4,处理前接触角是9°，处理后达140°，说明该产品可以改变岩石表面的润湿性。
[0055] 模拟岩心经酸化、将实施例1的降压增注剂产品注入吸附工艺处理前后水流变化测试，如附图5。酸化前:流速最高值达到42g/min，稳定160分钟左右，逐步下降；酸化后:流速最高达到48g/min，注水200分钟左右即开始下降；用产品处理后流速提高到55-63g/min， 3000分钟后依然流速较高，说明用产品处理地层注水量大幅提高，有效期大大延长。[〇〇56] 选一特低渗透注水井，进行现场应用，首先对地层进行预处理，再注入采用实施例 1的降压增注剂所配成的10%的水溶液，关井5天后开井，记录所测数据与室内评价相吻合， 结果见附图6。
【主权项】
1.一种低渗透油田注水井用降压增注剂，其特征在于由按重量百分比计的下述组分制 备而成:多功能表面处理剂2.0 %?6.5 %，疏水性纳米二氧化硅或纳米聚硅0.75 %? 3.15%，pH调节剂2%?8%，其余为去离子水；所述多功能表面处理剂，由按重量百分比计的下述组分组成:非离子表面活性剂30% ?80%，阴离子表面活性剂2?25%，两性表面活性剂10%?50%，合计100%。2.根据权利要求1所述的低渗透油田注水井用降压增注剂，其特征在于所述非离子表 面活性剂为脂肪醇聚氧乙烯醚或聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸脂。3.根据权利要求1所述的低渗透油田注水井用降压增注剂，其特征在于所述阴离子表 面活性剂是烯基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠和十二烷基磺酸钠中的一种或一种以上。4.根据权利要求1所述的低渗透油田注水井用降压增注剂，其特征在于所述两性表面 活性剂为椰油酰胺丙基甜菜碱和/或十四烷酰胺丙基羟丙基磺基甜菜碱的。5.根据权利要求1所述的低渗透油田注水井用降压增注剂，其特征在于所述pH调节剂 为质量百分比为3-15%的无机碱或强碱弱酸盐水溶液。6.根据权利要求1?5之一所述的低渗透油田注水井用降压增注剂，其特征在于所述疏 水性纳米二氧化娃或纳米聚娃材料粒径小于100nm。7.—种权利要求1?6之一所述降压增注剂的制备方法，其特征在于包括下述步骤: 将多功能表面活性剂与部分去离子水混合均匀，加热至40?80°C，搅拌使溶液由混浊变澄清后，降至40 °C以下添加纳米二氧化娃或纳米聚娃和pH值调节剂，控制pH值在8?14之 间，加入剩余去离子水，升温至60?100°C并搅拌，由混浊乳液变成澄清透明为止。8.根据权利要求7所述的降压增注剂的制备方法，其特征在于40?80 °C时搅拌50?80 分钟，60?100°C时搅拌50?80分钟。9.一种权利要求1?6之一所述降压增注剂在低渗透或特低渗透注水井开采过程中的应用。
【文档编号】E21B43/22GK106085401SQ201610404511
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年6月7日
【发明人】吴慧敏
【申请人】郑州东申石化科技有限公司