一種無機(jī)凝膠泡沫體系及其制備方法與應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于油田化學(xué)領(lǐng)域，具體涉及一種無機(jī)凝膠泡沫體系及其制備方法和在高 溫高鹽油藏調(diào)驅(qū)中的應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著我國(guó)油田開發(fā)的進(jìn)行，常規(guī)油藏剩余可動(dòng)用資源已經(jīng)變得越來越少，為了尋 求可替代的資源，油田工作者們將目標(biāo)轉(zhuǎn)向了非常規(guī)油藏。勝利、中原等油田的許多高溫、 高礦化度油藏，經(jīng)過長(zhǎng)期水驅(qū)后形成大量高滲透條帶，注入水沿著高滲透條帶高速突進(jìn)，造 成中低滲透油層難以啟動(dòng)，最終波及效率較低。堵水調(diào)剖技術(shù)是油田開發(fā)過程中一項(xiàng)重要 的工藝技術(shù)。一方面它能夠改善注水剖面，從而提高注入水的波及系數(shù)；另一方面它可以有 效封堵高滲透層、使油層的動(dòng)用程度得以提高，最終達(dá)到提高采收率的目的。常規(guī)堵劑用于 高溫高鹽油藏時(shí)，存在強(qiáng)度較弱以及穩(wěn)定性較差的缺點(diǎn)，很難滿足正常調(diào)驅(qū)的需求；另外常 規(guī)堵劑用于低滲油藏時(shí)也存在難以注入地層的問題。因此，開發(fā)容易注入地層且耐溫抗鹽 較好的調(diào)驅(qū)體系是有效進(jìn)行調(diào)剖堵水、驅(qū)油以及熱采封竄等工藝措施的基礎(chǔ)，對(duì)于提高這 類油藏原油采收率意義重大。本發(fā)明針對(duì)我國(guó)許多油田的油藏具有高溫高礦化度、Ca2+、Mg2+ 等二價(jià)陽離子含量高、低滲透等特點(diǎn)，研宄出一種新型的適合于高溫高鹽油藏、易于注入的 無機(jī)凝膠泡沫體系。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 為了解決常規(guī)堵水劑用于高溫高鹽油藏調(diào)驅(qū)時(shí)存在的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的之一在 于提供一種無機(jī)凝膠泡沫體系及其制備方法，該無機(jī)凝膠泡沫體系可用于高溫高鹽油藏調(diào) 剖堵水。
[0004] 本發(fā)明所提供的無機(jī)凝膠泡沫體系，包含主劑、引發(fā)劑、助劑和起泡劑，所述主劑、 引發(fā)劑、助劑和起泡劑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為8%~12%、2. 11 %~2. 35%、0. 4%~0. 5%和 0? 3%~0? 5%〇
[0005] 上述無機(jī)凝膠泡沫體系中，所述主劑為市售聚合氯化鋁，呈淺黃色粉末狀。
[0006] 上述無機(jī)凝膠泡沫體系中，所述引發(fā)劑為碳酰胺。
[0007] 上述無機(jī)凝膠泡沫體系中，所述助劑為硫酸鈉。
[0008] 上述無機(jī)凝膠泡沫體系中，所述起泡劑為一種陰-非離子表面活性劑，在90°C~ 150°C、地層水礦化度為100000mg/L以內(nèi)條件下具有較好的起泡性能。
[0009] 本發(fā)明提供了上述無機(jī)凝膠泡沫體系的制備方法，包括如下步驟：按上述比例將 主劑聚合氯化鋁加入水中溶解，再按照上述比例依次加入引發(fā)劑、助劑和起泡劑，攪拌均 勻，得無機(jī)凝膠泡沫體系，該體系中的引發(fā)劑碳酰胺在油藏高溫條件下分解產(chǎn)生氨氣和二 氧化碳兩種氣體，其中二氧化碳在高溫起泡的作用下形成泡沫。而氨氣溶于水會(huì)使體系的 pH逐漸變大，主劑聚合氯化鋁在堿性條件下水解產(chǎn)生無機(jī)凝膠，泡沫的形成和凝膠的生成 是同時(shí)進(jìn)行的，且泡沫形成后被凝膠包裹著生成凝膠泡沫，使得泡沫界面膜的強(qiáng)度增大。
[0010] 本發(fā)明提供的無機(jī)凝膠泡沫體系，適應(yīng)油藏溫度為90°C~150°C，pH大于等于 3. 75的情況。
[0011] 和現(xiàn)有無機(jī)凝膠泡沫體系相對(duì)比，本發(fā)明的有益效果在于：本發(fā)明提供的無機(jī)凝 膠泡沫體系，隨反應(yīng)溫度的升高，其膠凝時(shí)間逐漸縮短且變化幅度較大、體系膠凝后的強(qiáng)度 稍有增加。隨著地層水礦化度的增加，體系膠凝時(shí)間略微縮短，而膠凝后的強(qiáng)度和熱穩(wěn)定性 幾乎不變。隨pH的增大，體系膠凝時(shí)間不斷縮短、膠凝后的強(qiáng)度逐漸增大、熱穩(wěn)定性沒有太 大變化。該體系對(duì)不同滲透率巖心的封堵效果較好且具有較好的耐沖刷性。此外，該體系 在注入壓力下優(yōu)先進(jìn)入較大的孔道、對(duì)高滲層產(chǎn)生選擇性封堵能力較強(qiáng)。該體系具有堵水 不堵油的特性，對(duì)油、水的選擇性較好。
【附圖說明】
[0012] 圖1所示為本發(fā)明單管填砂模型流程圖。
[0013] 圖中：1_平流泵、2-六通閥、3-中間容器、5-藥劑罐、6-精密壓力表、11-填砂管、 9-量筒。
[0014] 圖2所示為本發(fā)明凝膠泡沫體系膠凝后驅(qū)替壓差隨注入孔隙體積倍數(shù)變化的關(guān) 系曲線圖。
[0015] 圖3所示為本發(fā)明雙管填砂模型流程圖。
[0016] 圖中：1_平流泵、2-六通閥、4-水罐、12-油罐、5-藥劑罐、6-精密壓力表、7-低滲 填砂管、8-高滲填砂管、9-量筒、10-閥門。
[0017] 圖4所示為本發(fā)明凝膠泡沫體系膠凝后高、低滲管分流率隨注入孔隙體積倍數(shù)變 化關(guān)系曲線圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018] 本發(fā)明提供的無機(jī)凝膠泡沫體系，包含主劑、引發(fā)劑、助劑和起泡劑，所述主劑、 引發(fā)劑、助劑和起泡劑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為8%~12%、2. 11 %~2. 35%、0. 4%~0. 5%和 0? 3%~0? 5%〇
[0019] 所述主劑為市售聚合氯化鋁，呈淺黃色粉末狀。
[0020] 所述引發(fā)劑為碳酰胺。
[0021] 所述助劑為硫酸鈉。
[0022] 所述起泡劑為一種陰-非離子表面活性劑，在90°C~150 °C、地層水礦化度為 100000mg/L以內(nèi)條件下具有較好的起泡性能。
[0023] 本發(fā)明提供的無機(jī)凝膠泡沫體系的制備方法，步驟如下：
[0024] 按上述比例將主劑加入水中溶解，再按照上所述比例依次加入引發(fā)劑、助劑和起 泡劑，攪拌均勻，得到所述無機(jī)凝膠泡沫體系。
[0025] 本發(fā)明提供和制備的無機(jī)凝膠泡沫體系可用于高溫高鹽油藏調(diào)驅(qū)中，無機(jī)凝膠泡 沫體系在油藏高溫條件下發(fā)生膠凝后具有較高的強(qiáng)度和較好的熱穩(wěn)定性，能選擇性封堵高 滲層。所適用的油藏溫度為90°C~150°C，pH大于等于3. 75的情況。
[0026] 下文將結(jié)合具體實(shí)施例詳細(xì)描述本發(fā)明的內(nèi)容。應(yīng)當(dāng)注意的是，下述實(shí)施例中描 述的技術(shù)特征或者技術(shù)特征的組合不應(yīng)當(dāng)被認(rèn)為是孤立的，它們可以被相互組合從而達(dá)到 更好的技術(shù)效果。
[0027]圖1所示為本發(fā)明單管填砂模型流程圖；圖2所示為本發(fā)明凝膠泡沫體系膠凝后 驅(qū)替壓差隨注入孔隙體積倍數(shù)變化的關(guān)系曲線圖；圖3所示為本發(fā)明雙管填砂模型流程 圖；圖4所示為本發(fā)明凝膠泡沫體系膠凝后高、低滲管分流率隨注入孔隙體積倍數(shù)變化關(guān) 系曲線圖。
[0028] 實(shí)施例1
[0029] 將硫酸鈉稀釋成質(zhì)量濃度為4%的硫酸鈉溶液，把起泡劑（質(zhì)量濃度為100%)稀 釋成4 %的溶液。
[0030] 首先在燒杯中加入10. 167mL水，稱取1. 5g聚合氯化鋁加入燒杯中并攪拌均勻，然 后稱取0. 333g碳酰胺加入燒杯中并攪拌均勻，用膠頭滴管向燒杯中滴加1. 5g已稀釋好的 4%的硫酸鈉溶液并攪拌均勻，最后向燒杯中滴加1. 5g已稀釋好的溶液并攪拌均勻得到無 機(jī)凝膠泡沫體系。
[0031] 經(jīng)測(cè)試，該體系在130°C條件下膠凝時(shí)間為2. 45h，其膠凝后的強(qiáng)度為0. 024MPa， 15天后的脫水率為0%，具有較好的熱穩(wěn)定性。
[0032] 實(shí)施例2
[0033] 溫度對(duì)無機(jī)凝膠泡沫體系膠凝時(shí)間、強(qiáng)度及熱穩(wěn)定性的影響
[0034] 如實(shí)施例1所述，主劑質(zhì)量濃度為10%，引發(fā)劑質(zhì)量濃度為2. 22%，助劑質(zhì)量濃度 為0. 4%，起泡劑質(zhì)量濃度為0. 4%，改變反應(yīng)溫度研宄溫度對(duì)體系膠凝時(shí)間、膠凝后的強(qiáng) 度以及熱穩(wěn)定性等性能的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表1所示。
[0035] 表1溫度對(duì)無機(jī)凝膠泡沫體系性能的影響
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種無機(jī)凝膠泡沫體系，其特征在于，包含主劑、引發(fā)劑、助劑和起泡劑，所述主劑、 引發(fā)劑、助劑和起泡劑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為8%~12%、2. 11 %~2. 35%、0. 4%~0. 5%和 0?3%~0?5%〇
2. 如權(quán)利要求1所述的一種無機(jī)凝膠泡沫體系，其特征在于，所述主劑為市售聚合氯 化錯(cuò)。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的一種無機(jī)凝膠泡沫體系，其特征在于，所述引發(fā)劑為碳酰 胺。
4. 如權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的一種無機(jī)凝膠泡沫體系，其特征在于，所述助劑為 硫酸鈉。
5. 如權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的一種無機(jī)凝膠泡沫體系，其特征在于，所述起泡劑 為一種陰-非離子表面活性劑。
6. 如權(quán)利要求5所述的一種無機(jī)凝膠泡沫體系，其特征在于，所述陰-非離子表面活性 劑在90°C~150°C、地層水礦化度為100000mg/L以內(nèi)條件下具有較好的起泡性能。
7. 如權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的一種所述無機(jī)凝膠泡沫體系的制備方法，其特征 在于，包括如下步驟： 按權(quán)利要求1所述的比例將主劑加入水中溶解，再按照權(quán)利要求1所述的比例依次加 入引發(fā)劑、助劑和起泡劑，攪拌均勻，得到所述無機(jī)凝膠泡沫體系。
8. 如權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的無機(jī)凝膠泡沫體系的應(yīng)用，其特征在于：可用于 高溫高鹽油藏調(diào)驅(qū)中，所述無機(jī)凝膠泡沫體系在油藏高溫條件下發(fā)生膠凝后具有較高的強(qiáng) 度和較好的熱穩(wěn)定性，能選擇性封堵高滲層。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種無機(jī)凝膠泡沫體系，包含主劑、引發(fā)劑、助劑和起泡劑，所述主劑、引發(fā)劑、助劑和起泡劑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為8％～12％、2.11％～2.35％、0.4％～0.5％和0.3％～0.5％。本發(fā)明提供的無機(jī)凝膠泡沫體系的制備方法為：按比例將主劑加入水中溶解，再依次加入引發(fā)劑、助劑和起泡劑，攪拌均勻即可，制得的無機(jī)凝膠泡沫體系可用于高溫高鹽油藏調(diào)驅(qū)中。本發(fā)明提供的無機(jī)凝膠泡沫體系對(duì)不同滲透率巖心的封堵效果較好且具有較好的耐沖刷性。此外，該體系在注入壓力下優(yōu)先進(jìn)入較大的孔道、對(duì)高滲層產(chǎn)生選擇性封堵能力較強(qiáng)。該體系具有堵水不堵油的特性，對(duì)油、水的選擇性較好。
【IPC分類】C09K8-518, C09K8-58
【公開號(hào)】CN104745163
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510131275
【發(fā)明人】王業(yè)飛, 程利民, 何宏, 韓盼, 王偉林, 韓煒, 張丁涌, 陳五花, 丁名臣, 聶曉斌, 陳權(quán)生
【申請(qǐng)人】中國(guó)石油大學(xué)(華東)
【公開日】2015年7月1日
【申請(qǐng)日】2015年3月25日