破乳助排剂、其制备方法和油田储层的处理方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及石油开采技术领域，具体而言，涉及一种破乳助排剂、其制备方法和油 田储层的处理方法。
【背景技术】
[0002] 在油田开发过程中，油田储层会受到各种各样的伤害，无论是高渗透地层还是低 渗透地层，只要外来流体浸入，油田储层的油水乳化、水锁、膨胀等问题就会出现。低渗透油 田储层多以粉砂岩和细砂岩为主，储层的渗透性差，油气层孔隙喉道的半径小，在压裂和酸 化处理过程中容易造成油水乳化、残渣堵塞和水锁伤害等问题。
[0003] 当外来流体侵入油气层孔道后，由于微小孔隙中油水界面的存在，会形成一个凹 向油相的弯液面，从而产生毛管阻力；同时，油水两相在地层中流动时，会有大量的乳化液 滴出现，乳化液滴在通过油气层孔隙喉道处时，会因为贾敏效应而产生一个附加压力。当入 井液体侵入地层后，欲使原油将其驱入井筒，就必须克服毛管阻力和乳状液堵塞产生的两 项阻力。如果地层不能提供足够的压力，就不能克服该阻力在地层中形成液相的流动，从而 会产生水伤害（毛管阻力和乳化堵塞）。对于低渗透油田储层，由于孔隙喉道直径小，水伤 害更容易发生，对油水井产能的影响程度甚至比固相颗粒堵塞造成的地层伤害更为严重。 据不完全统计目前约有30%以上的油井生产会受到水侵入伤害影响，从而导致的油相渗透 率的损害最高能够达到80%，产能的损害最高能够达到50%以上。
[0004] 现有技术中，对油田储层进行压裂处理和酸化处理的外来流体通常为压裂液，助 排剂是压裂液中必不可少的一种添加剂，它能够提高压裂液的返排率，并减小压裂液对油 田储层的伤害。因为所有入井流体均会对储层的渗透性造成伤害，要达到良好的压裂效果， 必须加强压裂液的返排。目前的压裂用助排剂均由各种表活剂组成，主要指标为表面张力， 其表面张力指标一般为：< 30mN/m。因此，目前压裂用助排剂的性能比较单一，在降低表面 张力的同时，不能大幅度的降低界面张力，无法有效地缓解压裂液入井后对油田储层造成 的水伤害。
【发明内容】
[0005] 本发明的主要目的在于提供一种破乳助排剂、其制备方法和油田储层的处理方 法，以缓解外来流体对油田储层的水伤害。
[0006] 为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种破乳助排剂，包括具有结 构式I的化合物、氟碳表面活性剂和阳离子双子表面活性剂： 其中，R为两个或两个以上的氟原子取代的烃基，η为16~18。
[0007] 进一步地，R为Cl~C6的二氟取代的烷基或Cl~C6的三氟取代的烷基，优选为 Cl~C3的二氟取代的烷基或Cl~C3的三氟取代的烷基，更优选为1，3-二氟丙基、1，1-二 氟乙基或三氟甲基。
[0008] 进一步地，在破乳助排剂中具有结构式I的化合物的重量百分比为14~17%，氟 碳表面活性剂的重量百分比为30~35%，且阳离子双子表面活性剂的重量百分比为30~ 35%〇
[0009] 进一步地，氟碳表面活性剂为阴离子型氟碳表面活性剂、阳离子型氟碳表面活性 剂、两性离子氟碳表面活性剂和非离子型氟碳表面活性剂中的任一种或多种。
[0010] 进一步地，破乳助排剂还包括小分子有机物，小分子有机物为甲基叔丁基醚、丙烯 酸酯或马来酸酐。
[0011] 进一步地，在破乳助排剂中小分子有机物的重量百分比为14~17%。
[0012] 根据本发明的另一方面，提供了一种破乳助排剂的制备方法，包括以下步骤：将 多氟取代环氧乙烷和丙二醇聚合反应，形成具有结构式I的化合物，其中，结构式I为
多氟取代环氧乙烷的结构式Π 为R为两个或两个以
9 上的氟原子取代的烃基，η为16~18 ;将氟碳表面活性剂和阳离子双子表面活性剂与化合 物混合。
[0013] 进一步地，在将多氟取代环氧乙烷和丙二醇聚合反应的步骤中，将重量百分比为 1 :16~18的丙二醇和多氟取代环氧乙烷在无氧条件下升温至65~95°C，以形成化合物。
[0014] 进一步地，制备方法还包括将小分子有机物与化合物、氟碳表面活性剂和阳离子 双子表面活性剂混合的步骤，小分子有机物为甲基叔丁基醚、丙烯酸酯或马来酸酐。
[0015] 进一步地，将30~35%的氟碳表面活性剂、30~35%的阳离子双子表面活性剂和 14~17%的小分子有机物与14~17%的化合物混合。
[0016] 根据本发明的另一方面，提供了一种油田储层的处理方法，包括以下步骤：将权利 要求1至6中任一项的破乳助排剂和压裂液混合形成混合压裂液；将混合压裂液注入油田 储层中，对油田储层进行压裂；以及将混合压裂液返排出油田储层。
[0017] 应用本发明的技术方案，本发明提供了一种破乳助排剂，该破乳助排剂包括具有 本申请结构式I的化合物、氟碳表面活性剂和阳离子双子表面活性剂，由于该化合物不仅 同时具有破乳和助排的作用，还能够对氟碳表面活性剂和阳离子双子表面活性剂等添加剂 进行有效地融合和增效，从而使破乳助排剂同时具有较低的表面张力、较低的界面张力以 及较好的防膨能力，将该破乳助排剂用于对油田储层的压裂和酸化处理中，能够有效地抑 制粘土膨胀，减小毛管阻力和乳状液堵塞产生的两项阻力，进而有效地提高了压裂液的返 排率，缓解了压裂液对地层造成的水伤害，实现了对油气层的有效地保护，并提高了对油田 储层压裂处理的效果。
【具体实施方式】
[0018] 需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相 互组合。下面将结合实施例来详细说明本发明。
[0019] 需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述【具体实施方式】，而非意图限制根 据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式 也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语"包含"和/或"包 括"时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
[0020] 由【背景技术】可知，目前压裂用助排剂的性能比较单一，在降低表面张力的同时，不 能大幅度的降低界面张力，无法有效地缓解压裂液入井后对油田储层造成的水伤害。本 发明的发明人针对上述问题进行研究，提供了一种破乳助排剂，该破乳助排剂具有结构式 I的化合物、氟碳表面活性剂和阳离子双子表面活性剂，
，其 中，R为两个或两个以上的氟原子取代的烃基，η为16~18。其中，多氟取代基是指包括二 个或两个以上氟原子的取代基。
[0021] 在本发明的上述破乳助排剂中，由于该化合物不仅同时具有破乳和助排的作用， 还能够对氟碳表面活性剂和阳离子双子表面活性剂等添加剂进行有效地融合和增效，从而 使破乳助排剂同时具有较低的表面张力、较低的界面张力以及较好的防膨能力，将该破乳 助排剂用于对油田储层的压裂和酸化处理中，能够有效地抑制粘土膨胀，减小毛管阻力和 乳状液堵塞产生的两项阻力，进而有效地提高了压裂液的返排率，缓解了压裂液对地层造 成的水伤害，实现了对油气层的有效地保护，并提高了对油田储层压裂处理的效果。
[0022] 在本发明提供的破乳助排剂中，R可以为Cl~C6的二氟取代的烷基或Cl~C6的 三氟取代的烷基，优选为Cl~C3的二氟取代的烷基或Cl~C3的三氟取代的烷基，更优选 为1，3-二氟丙基、1，1-二氟乙基或三氟甲基。上述优选地取代基能够使具有结构式I的上 述化合物更为有效地和氟碳表面活性剂和阳离子双子表面活性剂融合，从而使破乳助排剂 具有更为有效的破乳、助排和防膨的作用。
[0023] 并且，由于非离子型双子表面活性剂目前生产工艺尚不完善，阴离子型和两性离 子型双子表面活性剂是优良的乳化剂和洗涤剂，发泡效果优良，不适合在破乳助排剂中使 用，而阳离子型双子表面活性剂具有表面张力低、发泡率低、同时具有防膨作用，鉴于以上 原因，本专利中使用的双子表面活性剂为阳离子型双子表面活性剂。
[0024] 在本发明提供的破乳助排剂中，优选地，在破乳助排剂中具有结构式I的化合物 的重量百分比分别为14~17%，氟碳表面活性剂的重量百分比为30~35%，且阳离子双 子表面活性剂的重量百分比为30~35%。在上述优选地参数范围内，具有本申请结构式I 的上述化合物能够更为有效地和氟碳表面活性剂和阳离子双子表面活性剂融合，从而使破 乳助排剂具有更为有效的破乳、助排和防膨的作用。
[0025] 在本发明提供的破乳助排剂中，阳离子双子表面活性剂不仅具有超低的表面张 力，而且又是一种很好的防膨剂，氟碳表面活性剂则具有超低的界面张力，从而使包括有阳 离子双子表面活性剂和氟碳表面活性剂的破乳助排剂能够同时具有较低的表面张力、较低 的界面张力以及较好的防膨能力，进而能够有效地缓解压裂液、酸化液对地层造成的乳化 伤害、水锁伤害和粘土膨胀的问题。可以根据现有技术选择氟碳表面活性剂的种类，优选 地，氟碳表面活性剂为阴离子型氟碳表面活性剂、阳离子型氟碳表面活性剂、两性离子氟碳 表面活性剂和非离子型氟碳表面活性剂中的任一种或多种。
[0026] 在一种优选的实施方式中，破乳助排剂还可以包括用于破坏水的氢键的小分子有 机物，该小分子有机物为甲基叔丁基醚、丙烯酸酯或马来酸酐。由于上述小分子有机物能够 破坏水的氢键，从而降低了水的流动阻力，进而使破乳助排剂具有更为有效的助排作用。更 为优选地，在破乳助排剂中小分子有机物的重量百分比为14~17%，小分子有机物具有上 述优选地参数范围，能够进一步提高破乳助排剂的助排作用。并且可以根据现有技术选择 小分子有机物的种类，
[0027] 根据本发明的另一方面，提供了一种破乳助排剂的制备方法，包括以下步骤：将 多氟取代环氧乙烷和丙二醇聚合反应，形成具有结构式I的化合物，其中，结构式I为
;氟取代环氧乙烷的结构式Π 为3
R为两个或两个以上 的氟原子取代的烃基，η为16~18 ;将氟碳表面活性剂和阳离子双子表面活性剂与混合。
[0028] 由于本发明的上述制备方法是通过将具有本申请结构式I的化合物与氟碳表面 活性剂和阳离子双子表面活性剂混合，以形成破乳助排剂，该化合物不仅同时具有破乳和 助排的作用，还能够对氟碳表面活性剂和阳离子双子表面活性剂等添加剂进行有效地融合 和增效，从而使破乳助排剂同时具有较低的表面张力、较低的界面张力以及较好的防膨能 力，将该破乳助排剂用于对油田储层的压裂和酸化处理中，能够有效地抑制粘土膨胀，减小 毛管阻力和乳状液堵塞产生的两项阻力，进而有效地提高了压裂液的返排率，缓解了压裂 液对地层造成的水伤害，实现了对油气层的有效地保护，并提高了对油田储层压裂处理的 效果。