一種泡沫複合驅油劑及其製備方法
2023-04-23 16:23:46
專利名稱：一種泡沫複合驅油劑及其製備方法
技術領域：
本發明涉及油田三次採油技術，具體涉及一種泡沫複合驅油劑。
背景技術：
隨著我國大部分油田進入高含水開發期，三次採油技術逐漸發展起來。三次採油 是對比一次採油、二次採油而言的。在石油開採初期，只是利用地層的天然能量開採石油為 一次採油，採收率僅為10%左右；通過向地層注水、注氣來開採石油的方法為二次採油，採 收率一般也只能達到25%到40%左右；三次採油則是利用物理、化學和生物等手段，繼續 開採地下的剩餘石油，就我國目前的現狀來看，利用化學手段採油即化學驅仍然是我國油 田提高石油採收率的主要發展方向，其中泡沫驅越來越受到人們重視。 泡沫驅是利用表面活性劑的發泡性配成驅油劑進行採油的方法。泡沫複合驅油 劑是化學與物理方法共存的新型驅替體系，泡沫黏度高，可改善流度比，增大高滲層流動阻 力，發揮低滲層作用；泡沫封堵調剖能力強，具有遇水穩定遇油破滅的特性，從而增加了封 堵的選擇性，堵水不堵油；泡沫劑作為優良的活性劑，能降低油水界面張力，提高洗油效率； 提高油滴的分散能力，改善原油的流動性，因此使用泡沫複合驅油劑可提高石油採收率。
目前在油田上應用的泡沫複合驅油劑中的泡沫大多數在地面上由氣體和溶液配 制而成，或藉助於井底氣體的攪動和加入的表面活性劑使井底積液變成泡沫，這樣生成的 泡沫不夠穩定，在井下分布不夠均勻。
發明內容
本發明解決的問題在於提供一種泡沫複合驅油劑，能夠進入地層後在油層條件下
通過化學反應產生氣體形成泡沫流體，生成的泡沫穩定，在井下分布均勻。 為了解決上述技術問題，本發明的技術方案為 —種泡沫複合驅油劑，包括A劑和B劑； 所述A劑包括的重量百分比成分為 尿素50% 70% 氯化銨10% 30% 產酸物質8% 25%; 所述B劑包括的重量百分比成分為 亞硝酸鹽30 % 60 % 二氯異氰脲酸鈉8% 35% 表面活性劑10 % 20 % 聚合物10% 20%。 作為優選，所述A劑中產酸物質的重量百分比為10% 20%。 作為優選，所述B劑中二氯異氰脲酸鈉的重量百分比為10% 30%。 作為優選，所述產酸物質為產鹽酸物質或產有機酸物質中的一種或兩種。
作為優選，所述產鹽酸物質為甲醛、乙醯氯、三氯甲苯中的一種或幾種。
作為優選，所述產有機酸物質為酯類。 作為優選，所述表面活性劑為重烷基苯磺酸鹽、石油磺酸鹽、a-烯烴磺酸鹽、二烷 基二苯醚二磺酸鹽、醇醚硫酸鹽中的一種或幾種。 作為優選，所述聚合物為聚丙烯醯胺、部分水解聚丙烯醯胺、羧甲基纖維素、黃原 膠中的一種或幾種。 作為優選，所述A劑中的尿素與B劑中的亞硝酸鹽的摩爾比為1 : 2 1 : 3。
所述泡沫複合驅油劑的製備方法，其特徵在於，包括
a)將A劑中的尿素、氯化銨、自生酸體系按比例混合； b)將B劑中的亞硝酸鹽、二異氰尿酸鈉、表面活性劑和聚合物按比例混合；
所述A劑與B劑分別儲存。 本發明提供的泡沫複合驅油劑在進入地層或井筒時，在地層條件下通過化學反應 產生氣體，配合驅油劑中的表面活性劑和聚合物，在地層形成大量泡沫，生成的泡沫穩定且 分布均勻，由於不藉助外在氣體，而是利用溶液自身反應產生的氣體形成泡沫，從而也簡化 了施工過程和設備。
具體實施例方式
為了進一步了解本發明，下面結合實施例對本發明優選實施方案進行描述，但是 應當理解，這些描述只是為進一步說明本發明的特徵和優點，而不是對本發明權利要求的 限制。 本發明提供的泡沫複合驅油劑由A劑和B劑組成。A劑包括的重量百分比成分為 尿素50% 70%，氯化銨10% 30%，產酸物質8% 25%，優選為10% 20%。 B劑包 括的重量百分比成分為亞硝酸鹽30 % 60 % ， 二氯異氰脲酸鈉8 % 35 % ，優選為10 % 30%，表面活性劑10 % 20%，聚合物10% 20%。 在驅油過程中，主要是A劑中的尿素與B劑中的亞硝酸鹽發生反應生成氣體，本發 明優選尿素與亞硝酸鹽的摩爾比為1 : 2 1 : 3，因此，在使用時A劑與B劑就按照尿素 與亞硝酸鹽的摩爾比進行配製。 A劑中，產酸物質在這裡指的是在平時的存放中不發生反應，當注入地層後在地層 的條件下或遇到水後發生反應能夠生成酸的物質。 產酸物質為產鹽酸物質或產有機酸物質中的一種或兩種。產鹽酸物質是當注入地 層後在地層條件下或遇到水後發生反應能夠生成鹽酸的物質，本發明優選為甲醛、乙醯氯、 三氯甲苯中的一種或幾種。 甲醛在地層的高壓條件下與A劑中的氯化銨反應生成HC1，反應方程式為 6HCH0+4NH4C1 — C6H12N4+4HC1+6H20 ; 乙醯氯遇水後發生水解反應，生成HC1，反應方程式為 CH3C0C1+H20 — CH3C00H+HC1 ; 三氯甲苯遇水後發生水解反應，生成HC1，反應方程式為C7H5C13+H20 — C7H602。
產有機酸物質是當注入地層後在地層條件下或遇到水後發生反應能夠生成有機 酸的物質，本發明優選為酯類，如乙酸乙酯在地層的高溫高壓條件下遇水發生水解反應，生成乙酸，反應方程式為C4H802+H20 — C2H402+C2H60。 B劑中，亞硝酸鹽優選亞硝酸鈉或亞硝酸鉀，主要用來與A劑中的尿素發生反應， 生成C02和^氣體。 二氯異氰尿酸鈉注入地層後能在地層條件下遇水發生水解反應，生成次氯酸，反 應方程式為C3Cl2N303Na+3H20 — 2HC10+C3H3N303+Na0H。 表面活性劑優選為重烷基苯磺酸鹽、石油磺酸鹽、a-烯烴磺酸鹽、二烷基二苯醚二 磺酸鹽、醇醚硫酸鹽中的一種或幾種。表面活性劑的主要作用是起泡，同時降低油水界面張 力，降低油井和設備的腐蝕，乳化使原油粘度降低。 聚合物優選為聚丙烯醯胺、部分水解聚丙烯醯胺、羧甲基纖維素、黃原膠中的一種 或幾種。聚合物的主要作用是穩定泡沫，聚合物的網格結構能夠阻止微細泡體系的擴散，同 時控制反應的速率，增加驅油劑的流度。
本發明提供的泡沫複合驅油劑的作用原理為 A劑和B劑混合後注入到地層後，在一定的地層條件下，產酸物質發生反應生成鹽 酸或有機酸，二氯異氰脲酸鈉反應生成次氯酸，生成的鹽酸或有機酸與次氯酸構成複合酸 催化劑，能夠引發尿素和亞硝酸鹽發生反應生成大量的C02和N2，在表面活性劑和聚合物的 作用下，形成大量穩定的泡沫並釋放出熱。具體的尿素和亞硝酸鈉的反應方程式為C0(NH 2) 2+NH4++3N02—+2H+ — 3N2個+C02個+5H20+Q (熱量)。 反應產生的大量氣體能增加油層能量，形成穩定的氣-液泡沫系統，對於之後的 注入水能產生很大的附加阻力，形成屏障，堵塞高滲透層，打破原來的地下流體平衡，形成 新的地下流體平衡，增加波及體積，有效改善吸水剖面，連通地層孔隙，驅出孔隙間的原油， 誘導非動用區的原油流出，提高原油採出率。泡沫還能夠解除油藏深部的汙染、分散、溶解 瀝青質、膠質，解除有機物的堵塞，降低注水壓力，並抑制粘土膨脹運移。另外氣體和反應生 成的熱作用於油相可以降低原油的粘度，0)2氣體還有提高油層排液能力、洗油的效果，N2 氣體能夠與原油中的胺基酸發生反應，生成性能良好的表面活性劑，使巖石表面呈水潤溼， 減小油流阻力。 本發明的泡沫複合驅油劑的製備方法為 a)將A劑中的尿素、氯化銨、自生酸體系按比例混合，攪拌均勻，包裝儲存；
b)將B劑中的亞硝酸鹽、二異氰尿酸鈉、表面活性劑和聚合物按比例混合，攪拌均 勻，包裝儲存。 A劑與B劑要分別儲存，不可相互堆放，防止尿素與亞硝酸鹽發生反應，並且需要 防潮防水，防止其中的產酸物質遇水發生水解，使驅油劑變質。在現場使用時，A劑與B劑 優選按照尿素與亞硝酸鹽的摩爾比1:2 1:3進行配製。
實施例1 : A劑天津金匯太亞化學試劑有限公司的尿素70%、上海生蕾化工有限公司的氯 化銨20%、山東陽光化工有限公司的二氯異氰脲酸鈉10%。 B劑山東魯光化工廠的亞硝酸鈉60%、哈爾濱迪克倫化工有限公司的甲醛10%、 天津市雄冠科技發展有限公司的重烷基苯磺酸鈉15 % 、上海源良化工有限公司的部分水解 聚丙烯醯胺15%。
實施例2 :
5
A劑天津金匯太亞化學試劑有限公司的尿素65%、上海生蕾化工有限公司的氯 化銨15%、常州潤源化工有限公司的乙醯氯20%。 B劑南京盛慶和化工有限公司的亞硝酸鉀50%、山東陽光化工有限公司的二氯 異氰脲酸鈉15%、廣州盛達化工有限公司的脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉20%、華北石油光大 石化有限公司的羧甲基纖維素15%。
實施例3 : A齊U:天津金匯太亞化學試劑有限公司的尿素60^、上海生蕾化工有限公司的氯 化銨15%、浙江省東陽市興華化工有限公司的三氯甲苯25%。 B齊U :山東魯光化工廠的亞硝酸鈉40%、山東陽光化工有限公司的二氯異氰脲酸 鈉25% 、廣州齊泰化工有限公司的a-烯烴磺酸鈉15% 、淄博順達生物科技有限公司的黃原 膠20%。
實施例4 : 本發明提供的泡沫複合驅油劑重量百分比成分為 A劑天津金匯太亞化學試劑有限公司的尿素50%、上海生蕾化工有限公司的氯 化銨30%、南通醋酸化工股份有限公司的乙酸乙酯20%。 B劑南京盛慶和化工有限公司的亞硝酸鉀30%、山東陽光化工有限公司的二氯 異氰脲酸鈉30%、上海鼎之豐化工有限公司的石油磺酸鹽20%、北京恆聚化工集團有限責 任公司的聚丙烯醯胺20%。 實驗時，使用人造非均質巖心進行模擬，尺寸為4. 5cmX4. 5cmX30cm，縱向分三
層，各層厚度為1. 5cm，各層滲透率由上到下分別為500md、1500md和4000md。首先由注水
口注入實驗水進行水驅，水驅到人造均質巖心綜合含水98%後，注入本發明提供的泡沫復
合驅油劑，注入倍數均取0. 3PV，實驗結果見表1 : 表1泡沫複合驅油劑的驅油實驗結果
驅油劑水驅採收率(％ )提高採收率(％ )總採收率(％ )
實施例129. 7714. 5344. 30
實施例229. 7713. 2543. 02
實施例329. 7714. 3144. 08
實施例429. 7712. 7142. 48 本發明提供的泡沫複合驅油劑在進入地層或井筒後，在地層條件下才通過化學反 應產生氣體並形成大量的泡沫，泡沫穩定且分布均勻，並由以上實驗數據可以看出，該泡沫 複合驅油劑的採收率較高，比水驅能提高10% 15%左右。 以上對本發明所提供的泡沫複合驅油劑及該泡沫複合驅油劑的製備方法進行了 詳細介紹。本文中應用了具體個例對本發明的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的 說明只是用於幫助理解本發明的方法及其核心思想。應當指出，對於本技術領域的普通技 術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以對本發明進行若干改進和修飾，這些改進和修飾也落入本發明權利要求的保護範圍內,
權利要求
一種泡沫複合驅油劑，其特徵在於，包括A劑和B劑；所述A劑包括的重量百分比成分為尿素50％～70％氯化銨10％～30％產酸物質8％～25％；所述B劑包括的重量百分比成分為亞硝酸鹽30％～60％二氯異氰脲酸鈉8％～35％表面活性劑10％～20％聚合物10％～20％。
2. 根據權利要求l所述的泡沫複合驅油劑，其特徵在於，所述A劑中產酸物質的重量百 分比為10% 20%。
3. 根據權利要求l所述的泡沫複合驅油劑，其特徵在於，所述B劑中二氯異氰脲酸鈉的 重量百分比為10% 30%。
4. 根據權利要求1至3中任一項所述的泡沫複合驅油劑，其特徵在於，所述產酸物質為 產鹽酸物質或產有機酸物質中的一種或兩種。
5. 根據權利要求4所述的泡沫複合驅油劑，其特徵在於，所述產鹽酸物質為甲醛、乙醯 氯、三氯甲苯中的一種或幾種。
6. 根據權利要求4所述的泡沫複合驅油劑，其特徵在於，所述產有機酸物質為酯類。
7. 根據權利要求1至3中任一項所述的泡沫複合驅油劑，其特徵在於，所述表面活性劑 為重烷基苯磺酸鹽、石油磺酸鹽、a-烯烴磺酸鹽、二烷基二苯醚二磺酸鹽、醇醚硫酸鹽中的 一種或幾種。
8. 根據權利要求1至3中任一項所述的泡沫複合驅油劑，其特徵在於，所述聚合物為聚 丙烯醯胺、部分水解聚丙烯醯胺、羧甲基纖維素、黃原膠中的一種或幾種。
9. 根據權利要求1至3中任一項所述的泡沫複合驅油劑，其特徵在於，所述A劑中的尿 素與B劑中的亞硝酸鹽的摩爾比為1 : 2 1 : 3。
10. 權利要求1至9中任一項所述的泡沫複合驅油劑的製備方法，其特徵在於，包括a) 將A劑中的尿素、氯化銨、自生酸體系按比例混合；b) 將B劑中的亞硝酸鹽、二異氰尿酸鈉、表面活性劑和聚合物按比例混合； 所述A劑與B劑分別儲存。
全文摘要
本發明提供了一種泡沫複合驅油劑，包括有以下重量百分比成分的A劑50％～70％的尿素、10％～30％的氯化銨、8％～25％的產酸物質；以下重量百分比成分的B劑30％～60％的亞硝酸鹽、8％～35％的二氯異氰脲酸鈉、10％～20％的表面活性劑、10％～20％的聚合物。本發明提供的泡沫複合驅油劑在進入地層或井筒時，在地層條件下通過化學反應產生氣體，配合驅油劑中的表面活性劑和聚合物，在地層形成大量泡沫，生成的泡沫穩定且分布均勻，由於不藉助外在氣體，而是利用溶液自身反應產生的氣體形成泡沫，從而也簡化了施工過程和設備。
文檔編號C09K8/58GK101735789SQ20091024238
公開日2010年6月16日 申請日期2009年12月15日 優先權日2009年12月15日
發明者付秀峰, 劉陽, 盧瓊, 王江紅, 譚祥玲 申請人:華鼎鴻基採油技術服務(北京)有限公司