一种具有高表面扩张模量的起泡体系的制作方法

本发明涉及一种起泡体系，具体涉及一种具有高表面扩张模量的起泡体系，属于油田化学
技术领域：
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背景技术：
：油藏开发过程中，由于油藏存在非均质性，所以会造成注入水窜进，使得采收率较低。泡沫是因气体分散在液体中而形成的分散体，其视粘度较高，有良好的调剖效果和提高采收率潜力。储层条件下，泡沫生成的主要机理包括：卡断、液膜分离和液膜滞后。其中，卡断和液膜分离是生成强泡沫的主要方式，而液膜滞后通常仅能生成弱泡沫。泡沫生成过程中，随表面扩张模量的升高，生成粒径较小的泡沫越容易，因此，封堵效果越好。技术实现要素：本发明的目的在于提供一种具有高表面扩张模量的起泡体系。为了实现上述目标，本发明采用如下的技术方案：一种具有高表面扩张模量的起泡体系，其特征在于，由阳离子表面活性剂、纳米颗粒、有机醇和水组成，其中：前述阳离子表面活性剂占起泡体系总质量的1.0％；前述纳米颗粒占起泡体系总质量的0.5％；前述有机醇占阳离子表面活性剂质量的10％；前述水补足100％。前述的一种具有高表面扩张模量的起泡体系，其特征在于，前述阳离子表面活性剂为十二烷基三甲基氯化铵和十八烷基三甲基氯化铵的复配体系。前述的一种具有高表面扩张模量的起泡体系，其特征在于，前述纳米颗粒为纳米氧化锆。前述的一种具有高表面扩张模量的起泡体系，其特征在于，前述有机醇为正癸醇和月桂醇的复配体系。本发明的有益之处在于：(1)使用阳离子表面活性剂、有机醇和纳米颗粒来制备起泡体系，有机醇吸附在纳米颗粒表面后，使纳米颗粒具有一定的疏水性，因此纳米颗粒能够吸附在气液界面上，从而增加了起泡体系的表面扩张模量，经测试，该起泡体系的表面扩张模量可以达到20mn/m以上；(2)由该起泡体系通过搅拌法生成的泡沫粒径小于由相同浓度的表面活性剂体系生成的泡沫粒径，因此封堵效果更好；(3)由该起泡体系通过多孔介质时生成的泡沫粒径小于由相同浓度的表面活性剂体系生成的泡沫粒径，并且产生的压差高于相同浓度的表面活性剂体系，因此封堵效果更好。附图说明图1是实施例1中的起泡体系与常规起泡体系表面扩张模量的对比图；图2是实施例1中的起泡体系与常规起泡体系生成泡沫粒径的对比图；图3是实施例2中的起泡体系与常规起泡体系生成泡沫粒径的对比图；具体实施方式以下结合附图和具体实施例对本发明作具体的介绍。本发明提供的具有高表面扩张模量的起泡体系由阳离子表面活性剂、纳米颗粒、有机醇和水组成。其中，阳离子表面活性剂占起泡体系总质量的1.0％，纳米颗粒占起泡体系总质量的0.5％，有机醇占阳离子表面活性剂质量的10％，其余为水，水补足100％。阳离子表面活性剂优选为十二烷基三甲基氯化铵和十八烷基三甲基氯化铵的复配体系，经试验，二者复配后，既可以获得良好的起泡性能，又可以提高泡沫的稳定性。有机醇优选为正癸醇和月桂醇的复配体系，经试验，二者复配后，可以提高有机醇在纳米颗粒表面的吸附量，更易于改变纳米颗粒的润湿性。纳米颗粒优选为纳米氧化锆，因为纳米氧化锆在水中有良好的分散性能，易于制备得到起泡体系。配制方法：step1：用蒸馏水将阳离子表面活性剂配制成浓溶液，例如质量分数为30％的溶液；step2：取一部分浓溶液，加入有机醇，形成复配体系，置于超声波水浴中，待有机醇完全溶解后，取出备用；step3：用蒸馏水将纳米颗粒配制成溶胶，然后加入水相中，使用超声波水浴振荡分散，之后取出备用；step4：向纳米颗粒分散液中加入有机醇与阳离子表面活性剂的复配体系；step5：向混合溶液中加入剩下的部分浓溶液，调节阳离子表面活性剂与有机醇的比例。在该起泡体系中，有机醇吸附在纳米颗粒的表面，有机醇吸附在纳米颗粒表面后，使纳米颗粒具有一定的疏水性，因此纳米颗粒能够吸附在气液界面上，从而增加了该起泡体系的表面扩张模量。实施例1十二烷基三甲基氯化铵7.0g、十八烷基三甲基氯化铵3.0g、纳米氧化锆5.0g、正癸醇0.5g、月桂醇0.5g(有机醇占阳离子表面活性剂质量的10％)、水(蒸馏水)984g，共计1000.0g。用适量的蒸馏水将7.0g十二烷基三甲基氯化铵和3.0g十八烷基三甲基氯化铵配制成质量分数为30％左右的浓溶液，取一部分浓溶液，加入0.5g正癸醇和0.5g月桂醇，形成复配体系，置于超声波水浴中，在25℃条件下振荡，待正癸醇完全溶解后，得到有机醇与阳离子表面活性剂的混合溶液，取出备用。用适量的蒸馏水将5.0g纳米氧化锆配制成溶胶，然后加入水中，使用超声波水浴，在25℃条件下振荡分散20min，得到纳米氧化锆分散液，之后取出备用。向纳米氧化锆分散液中加入有机醇与阳离子表面活性剂的混合溶液。在25℃条件下，使用表面扩张流变仪测定上述起泡体系和常规起泡体系(十二烷基三甲基氯化铵的质量分数为1.0％的蒸馏水溶液)在正弦振荡频率为0.2hz条件下的表面扩张模量，测定结果见图1。从图1可以看出，在不同形变量下，本发明提供的起泡体系的表面扩张模量均高于20mn/m。在25℃条件下，使用waringblender法测定上述起泡体系和常规起泡体系(十二烷基三甲基氯化铵的质量分数为1.0％的蒸馏水溶液)生成泡沫的粒径。室温下，向搅拌杯中加入100ml溶液，以3000rad/min的转速搅拌1min，然后在显微镜下统计生成泡沫的粒径分布，统计结果见图2。从图2可以看出，本发明提供的起泡体系生成的泡沫的粒径明显小于常规起泡体系生成的泡沫的粒径。实施例2向渗透率为2000md的填砂管中同时注入实施例1中的起泡体系(流量0.5ml/min)和氮气(流量1.0ml/min)，待产出泡沫粒径稳定后，将泡沫注入到厚度为2um的可视化平板中，测定泡沫的粒径，测定结果见图3。从图3可以看出，本发明提供的起泡体系生成的泡沫的粒径明显小于常规起泡体系生成的泡沫的粒径。实验过程中填砂管两端的压差见表1。表1填砂管两端压差汇总起泡体系压差/atm高表面扩张模量起泡体系0.682常规起泡体系0.471由表1可知，在相同的注入条件下，由高表面扩张模量起泡体系生成的泡沫在填砂管中的流动压差更大，即高表面扩张模量起泡体系可以形成更好的封堵效果，有利于提高采收率。通过以上对比可知，本发明提供的起泡体系具有较高的表面扩张模量，可以达到20mn/m以上，由该起泡体系通过搅拌法生成的泡沫粒径小于由相同浓度的表面活性剂体系生成的泡沫粒径，封堵效果会更好。因此，本发明提供的起泡体系可以用于泡沫驱提高采收率。需要说明的是，上述实施例不以任何形式限制本发明，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。当前第1页12