本发明涉及油田三次采油
技术领域：
，尤其涉及一种稳定性好、封堵能力高的耐油泡沫驱油剂及其制备方法、应用。
背景技术：
：我国东部老油田多数已进入开发后期，开发矛盾日渐突出，目前聚合物驱及二元驱是较为成熟的三次采油技术，但是面临着优质三采资源匮乏的问题，泡沫驱油由于其良好的封堵性能及对油水的选择性，被认为是一项很有发展前途的三次采油方式。泡沫流体在油田的应用研究已有50多年的历史，现已成为油气田开发中的一个重要发展方向。近年来，虽然我国石油工业在泡沫流体应用技术方面已积累了一些经验，但还不十分成熟。泡沫驱是目前试验的提高采收率方法中，阻力系数最高的技术。泡沫流体具有较高的视粘度和较好的封堵性能，泡沫不仅可以作为堵剂，提高波及体积，改善注水剖面，它还可以作为驱油剂提高非均质油层的驱油效率。泡沫在地层中通过贾敏效应和滞留捕集产生流动阻力，在含水饱和度较高的区域泡沫可稳定的存在，并产生较大的阻力，使后续注入流体发生液流转，扩大波及体积，但遇到残余油后由于油水界面张力远小于气液表面张力，根据能量最小原则，原本分布在气液表面膜上的表面活性剂分子会转移到油水界面，导致气液表面上的发泡剂浓度减小，气泡的稳定性下降，并且很难再次形成泡沫。因此需要耐油性强的发泡体系才能保证泡沫驱的效果。中国专利文献上公开了一种“泡沫驱油剂”，其公告号为cn102766448a，该发明的泡沫驱油剂包括多烷基苯磺酸钠、四羟甲基硫酸磷、表面活性剂、吐温-20和水，具有高表面活性，不用外加助剂，就可以大幅度降低油水界面张力。但是，该发明选用原料成本较高，不易产业化。技术实现要素：本发明为了克服现有泡沫驱油剂耐油性差、稳定性低的问题，提供了一种稳定性好、封堵能力高、绿色环保的耐油泡沫驱油剂。本发明还提供了一种工艺简单的耐油泡沫驱油剂的制备方法。本发明的另一个发明目的为耐油泡沫驱油剂在油藏三次采油中的应用。为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种耐油泡沫驱油剂，以耐油泡沫驱油剂总质量为基准，所述耐油泡沫驱油剂由以下质量百分比的原料制成：聚合物0.08％～0.15％，无机盐助剂0.2％～0.4％，阴离子表面活性剂0.1％～0.3％，余量为水。本发明耐油泡沫驱油剂各组分配方的协同作用原理如下：聚合物：可以增大泡沫的液膜厚度，进而增强泡沫的稳定性，但聚合物的浓度过大时，会影响发泡液的泡沫能力，同时可以减低发泡剂在地层中的吸附，将其控制在0.08％～0.15％效果较佳；无机盐助剂：可以增加水分子的内聚力，增大发泡剂溶液的油水界面，降低气水表面张力，二者更加接近，提高泡沫的稳定性；阴离子表面活性剂：泡沫耐油性差的主要原因是由于油水界面张力远小于气水表面张力，泡沫遇油后，表面活性剂会自动从油水界面向气水表面转移，导致泡沫稳定性变差，使用油水界面张力与气水表面张力接近，或在同一个数量级的阴离子表面活性剂的发泡能力较好。本发明配方体系中的无机盐助剂与所述阴离子表面活性剂复配后，能有效增大发泡剂溶液的油水界面，从而降低气水表面张力。作为优选，所述聚合物为部分水解聚丙烯酰胺，所述部分水解聚丙烯酰胺的分子量为1000～2000。本发明所用部分水解聚丙烯酰胺为具有黏弹性的聚合物体系，能够提高驱油效率、降低残余油饱和度的机理是基于粘弹性流体的“拉、拽”作用，随着相对分子质量的增加，体系黏度降低率不断减小，选用分子量为1000～2000的部分水解聚丙烯酰胺效果较佳。此外，选用部分水解聚丙烯酰胺能够有效克服传统驱油剂使用碱对地层造成污染的缺陷，因此本发明的耐油泡沫驱油剂得安全性高、更为绿色环保。作为优选，所述无机盐助剂为磷酸氢二钠。作为优选，所述阴离子表面活性剂选自十二烷基硫酸钠、十二烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠、低分子石油磺酸盐、α-烯烃磺酸盐，聚氧乙烯烷基醚硫酸脂盐、聚氧丙烯烷基醚硫酸脂盐、脂肪酸皂、纸浆废液浓缩物、亚硫酸酒精废液中的一种或几种。上述的阴离子表面活性剂的油水界面张力与气水表面张力接近，或在同一个数量级，并且发泡能力良好，因此可作为优选的耐油发泡剂。磷酸氢二钠与所述的阴离子表面活性剂复配后，能有效增大发泡剂溶液的油水界面，降低气水表面张力，同时磷酸氢二钠绿色环保，不会对地层造成伤害，并且成本低，具有一定的价格优势。一种耐油泡沫驱油剂的制备方法，包括以下步骤：(1)按照上述配比称取原料，配置体积浓度为4500～5000mg/l的聚合物母液，静置2～4h待用；(2)量取适量步骤(1)中的聚合物母液，稀释成体积浓度为800～1500mg/l的聚合物目的液；聚合物的浓度过大时，会影响发泡液的泡沫能力，控制在800～1500mg/l的范围内具有较好的发泡能力，同时可以减低发泡剂在地层中的吸附，绿色环保；(3)向步骤(2)中的聚合物目的液中先加入无机盐助剂，再加阴离子表面活性剂，以100～200r/min的速度常温下搅拌2～3h，制得耐油泡沫驱油剂。本发明耐油泡沫驱油剂的制备方法的工艺条件控制遵循以下作用机理：随着聚合物体系浓度和相对分子质量的增加，体系的驱油效果变好；高浓度、超高分子量聚合物体系的黏度随静置时间的增加而降低，45℃老化时间对体系黏度的影响逐渐减小。本发明没有直接配置具有目标浓度的聚合物目的液，而是采用先配置高浓的聚合物母液，经过一段时间的静置后进行稀释后使用，可使制得的耐油泡沫驱油剂的稳定性增强，性能好，防止老化，从而具有较高的驱油效率。一种耐油泡沫驱油剂的应用，用于温度为30～60℃，地层水矿化度小于5000mg/l，渗透率为800md～5000md的油藏三次采油。因此，本发明具有如下有益效果：(1)本发明的耐油泡沫驱油剂具有发泡能力强，抗油性好的优点；(2)本发明的耐油泡沫驱油剂原料成本低，安全性高，可避免对地层造成污染，更为绿色环保；(3)本发明的耐油泡沫驱油剂可应用于三次采油，操作方便，能够有效增强空气泡沫或氮气泡沫的耐油性，常规泡沫在原油含量大于30％时即全部消泡，该发明的泡沫在原油含量低于50％时，半衰期可大于60min。具体实施方式下面通过具体实施例，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。在本发明中，若非特指，所有设备和原料均可从市场购得或是本行业常用的，下述实施例中的方法，如无特别说明，均为本领域常规方法。实施例1(1)按照下述配比称取原料：0.08％的部分水解聚丙烯酰胺(分子量为1000～2000)，0.2％的磷酸氢二钠，0.1％的聚氧乙烯烷基醚硫酸脂盐，余量为水；配置体积浓度为4500mg/l的聚合物母液，静置2h待用；(2)量取适量步骤(1)中的聚合物母液，稀释成体积浓度为800mg/l的聚合物目的液；(3)向步骤(2)中的聚合物目的液中先加入磷酸氢二钠，再加聚氧乙烯烷基醚硫酸脂盐，以100r/min的速度常温下搅拌2h，制得耐油泡沫驱油剂。将本实施例的耐油泡沫驱油剂用于温度为30℃，地层水矿化度3000mg/l，渗透率为800md的油藏三次采油：取耐油泡沫驱油剂100ml，加入上述油田原油100ml，于warring搅拌器中，1000r/min，搅拌1min，室温下，测定发泡体积为298ml，半衰期为61min。实施例2(1)按照下述配比称取原料：0.15％的部分水解聚丙烯酰胺(分子量为1000～2000)，0.4％的磷酸氢二钠，0.3％的阴离子表面活性剂(α-烯烃磺酸盐0.05％，聚氧乙烯烷基醚硫酸脂盐0.01％、聚氧丙烯烷基醚硫酸脂盐0.08％、脂肪酸皂0.02％、纸浆废液浓缩物0.05％、亚硫酸酒精废液0.09％)，余量为水；配置体积浓度为5000mg/l的聚合物母液，静置4h待用；(2)量取适量步骤(1)中的聚合物母液，稀释成体积浓度为1500mg/l的聚合物目的液；(3)向步骤(2)中的聚合物目的液中先加入磷酸氢二钠，再加聚氧乙烯烷基醚硫酸脂盐，以200r/min的速度常温下搅拌3h，制得耐油泡沫驱油剂。将本实施例的耐油泡沫驱油剂用于温度为60℃，地层水矿化度4000mg/l，渗透率为5000md的油藏三次采油：取耐油泡沫驱油剂100ml，加入上述油田原油100ml，于warring搅拌器中，1000r/min，搅拌1min，室温下，测定发泡体积为300ml，半衰期为65min。实施例3(1)按照下述配比称取原料：0.1％的部分水解聚丙烯酰胺(分子量为1000～2000)，0.3％的磷酸氢二钠，0.2％的阴离子表面活性剂(十二烷基磺酸钠0.08％、十二烷基苯磺酸钠0.025％、低分子石油磺酸盐0.075％、脂肪酸皂0.02％)，余量为水；配置体积浓度为4600mg/l的聚合物母液，静置3h待用；(2)量取适量步骤(1)中的聚合物母液，稀释成体积浓度为1000mg/l的聚合物目的液；(3)向步骤(2)中的聚合物目的液中先加入磷酸氢二钠，再加聚氧乙烯烷基醚硫酸脂盐，以150r/min的速度常温下搅拌2.5h，制得耐油泡沫驱油剂。将本实施例的耐油泡沫驱油剂用于温度为40℃，地层水矿化度4500mg/l，渗透率为2000md的油藏三次采油：取耐油泡沫驱油剂100ml，加入上述原油100ml，于warring搅拌器中，1000r/min，搅拌1min，室温下，测定发泡体积为320ml，半衰期为77min。实施例4(1)按照下述配比称取原料：0.12％的部分水解聚丙烯酰胺(分子量为1000～2000)，0.35％的磷酸氢二钠，0.25％的阴离子表面活性剂(十二烷基硫酸钠、十二烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠、低分子石油磺酸盐、α-烯烃磺酸盐，聚氧乙烯烷基醚硫酸脂盐、聚氧丙烯烷基醚硫酸脂盐、脂肪酸皂、纸浆废液浓缩物、亚硫酸酒精废液)，余量为水；配置体积浓度为4800mg/l的聚合物母液，静置2.5h待用；(2)量取适量步骤(1)中的聚合物母液，稀释成体积浓度为1200mg/l的聚合物目的液；(3)向步骤(2)中的聚合物目的液中先加入磷酸氢二钠，再加聚氧乙烯烷基醚硫酸脂盐，以180r/min的速度常温下搅拌1.5h，制得耐油泡沫驱油剂。将本实施例的耐油泡沫驱油剂用于温度为50℃，地层水矿化度3500mg/l，渗透率为4000md的油藏三次采油：取耐油泡沫驱油剂100ml，加入上述原油100ml，于warring搅拌器中，1000r/min，搅拌1min，室温下，测定发泡体积为320ml，半衰期为74min。对比例一种常规泡沫驱油剂，以泡沫驱油剂总质量为基准，其由以下质量百分比的原料混合复配制成：阴离子表面活性剂0.25％(双子型氟碳表面活性剂)，部分水解聚丙烯酰胺(分子量为1000～2000，浓度为1200mg/l)0.12％，余量为水。将本对比例的常规泡沫驱油剂用于温度为50℃，地层水矿化度3500mg/l，渗透率为4000md的油藏三次采油：取耐油泡沫驱油剂100ml，加入上述原油100ml，于warring搅拌器中，1000r/min，搅拌1min，室温下，测定半衰期为3.5min。对实施例1-4和对比例的驱油剂进行耐油性测试，根据不同含油条件下，发泡体系在岩心中产生的阻力因子和产出泡沫的半衰期测定结果，评价泡沫的耐油能力。测定过程为：步骤1：将1m长的填砂管或岩心(渗透率为800-10000md)，以及原油和水放入恒温箱中，可将恒温箱的温度设置为30-50℃范围，恒温放置4h。将原油和水按照体积为1:1的比例注入到1m长的填砂管或岩心中，达到平衡状态，记录平衡时的压力p，多孔介质含油饱和度为50％；步骤2：配置发泡剂水溶液，放入恒温箱同样恒温4h，将空气或氮气和发泡剂溶液按照体积比为1:1同时注入到1m多孔介质前端连接的10cm的岩心或填砂管(发泡器)中，待有均匀稳定的泡沫生成后(或压力不变后)，将发泡器与含油饱和度为50％的多孔介质连接，即泡沫注入到含油的多孔介质中，记录压力变化；步骤3：待压力稳定后，压力为pf计算阻力因子，阻力因子为pf与p的比值，若该比值大于20，则证明泡沫有较好的耐油性；同时收集出口端产出的泡沫5ml，记录产出泡沫的半衰期，实验结果见表1。表1.不同驱油剂产出泡沫的耐油能力测定结果驱油剂实施例1实施例2实施例3实施例4对比例阻力因子252228303半衰期，min616577743.5由表1的测定结果可以看出，实施例1-4的耐油泡沫驱油剂相对于对比例的常规泡沫驱油剂产出泡沫有较好的耐油性，能够使泡沫驱油过程中有较好的稳定性，在含油条件下能形成有效的封堵能力。本发明的耐油泡沫驱油剂具有发泡能力强，抗油性好的优点；原料成本低，安全性高，可避免对地层造成污染，更为绿色环保；应用于三次采油，操作方便，能够有效增强空气泡沫或氮气泡沫的耐油性，常规泡沫在原油含量大于30％时即全部消泡，该发明的泡沫在原油含量低于50％时，半衰期可大于60min。以上所述仅为本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。当前第1页12