[發(fā)明專利]降低巖石微孔道水流阻力的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200710042733.1
• 申請(qǐng)日: 2007-06-26
• 公開（公告）號(hào): CN101074601A
• 公開（公告）日: 2007-11-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 狄勤豐;施利毅;顧春元;王掌洪
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海大學(xué)
• 主分類號(hào): E21B43/22
• 分類號(hào): E21B43/22
• 代理公司: 上海上大專利事務(wù)所
• 代理人: 何文欣

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種降低石油儲(chǔ)層中巖石微孔道水流阻力的方法，特別是一種利用納米顆粒吸附的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)降低石油儲(chǔ)層中巖石微孔道水流阻力的方法，其對(duì)石油工程降壓增注、提高采收率具有十分重要的意義。

背景技術(shù)

石油工程中降低巖石微孔道內(nèi)的水流(滲流)阻力的方法主要有兩種：一是通過(guò)對(duì)地層的進(jìn)攻性處理，擴(kuò)大地層巖石的孔道，提高泄流面積，如酸化、酸壓和水力壓裂等措施；二是降低流體與巖石微孔道的摩阻，提高流速。

事實(shí)上，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期注水，注水井近井帶巖石微孔道表面經(jīng)長(zhǎng)期沖刷，孔道表面的潤(rùn)濕性最初的親油性轉(zhuǎn)變?yōu)橛H水性，形成一水化層。這種水化層使巖石微孔道的有效直徑變小，使水流阻力大幅度提高，具體的表現(xiàn)為注水壓力大幅度上升，注水量下降。眾所周知，通過(guò)注入表面活性劑可以改變巖石微孔道表面的潤(rùn)濕性，同時(shí)降低了流體與巖石的界面張力，從而提高原油采收率或是提高注水量。光滑的表面由于潤(rùn)濕性的差異，對(duì)流體的流動(dòng)特征會(huì)產(chǎn)生不同的影響。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于針對(duì)已有技術(shù)存在的問(wèn)題，提供一種降低石油儲(chǔ)層巖石微孔道水流阻力的物理方法。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案：

一種降低巖石微孔道水流阻力的方法，其特征在于將含有疏水納米顆粒的溶液注入石油儲(chǔ)層巖石微孔道中，并保持有效吸附時(shí)間，使納米顆粒與孔壁發(fā)生吸附，在巖石微孔道孔壁上產(chǎn)生吸附層，并使巖石微孔道孔壁的潤(rùn)濕性由原來(lái)的親水性變?yōu)槭杷裕瑥亩纬伤骰茖樱瑢?shí)現(xiàn)降低水流阻力目的。

含納米溶液包括以下兩種：

1)1～10‰重量比的納米SiO₂顆粒均勻地分散在柴油或煤油中構(gòu)成的溶液，納米SiO₂顆粒的粒徑為5～80nm。

2)含納米SiO₂顆粒的有機(jī)溶劑乳化后，經(jīng)攪拌后均勻分散到水中構(gòu)成的溶液，納米SiO₂顆粒的含量控制在1～10‰重量比范圍內(nèi)，顆粒粒徑為5～80nm。

上述的吸附層為單層吸附或雙層吸附，吸附層對(duì)巖心孔壁的覆蓋率為40％～100％。

上述的石油儲(chǔ)層巖石微孔道的孔徑為0.1～100μm。

上述的有效吸附時(shí)間為10小時(shí)或大于10小時(shí)。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比較，具有如下顯而易見的突出實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和顯著優(yōu)點(diǎn)：本發(fā)明采用對(duì)石油儲(chǔ)層巖石微孔道注入含疏水納米顆粒溶液，使巖石微孔道孔壁由原來(lái)的親水性變?yōu)槭杷裕踔磷兂蓮?qiáng)疏水性或超疏水性，以此物理方法，降低了巖石微孔道的水流阻力。經(jīng)實(shí)驗(yàn)證明，本發(fā)明能使巖石(在實(shí)驗(yàn)室中為巖心)水相滲透率提高30～60％，平均達(dá)47％，有效降低水流阻力。

附圖說(shuō)明

圖1是是納米樣品在10萬(wàn)倍透射電鏡下的微結(jié)構(gòu)圖。

圖2是是空白巖樣表面2萬(wàn)倍掃描電鏡圖。

圖3是是納米粒子在巖樣表面的吸附2萬(wàn)倍掃描電鏡圖。

圖4是是水滴在空白巖片表面接觸角切面圖。

圖5是是水滴在浸泡納米液的巖樣面接觸角切面圖。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例結(jié)合附圖詳述如下：

本降低巖石微孔道水流阻力的方法是將含有疏水納米SiO₂顆粒(顆徑為5～80nm)的溶液注入石油儲(chǔ)層巖石微孔道(孔徑為0.1～100μm)中，保持10小時(shí)以上的有效吸附時(shí)間，使納米顆粒與孔壁發(fā)生吸附，在巖石微孔道孔壁上產(chǎn)生吸附層，并使巖石微孔道孔壁的潤(rùn)濕性由原來(lái)的親水性變?yōu)閺?qiáng)疏水性或超疏水性，從而形成水流滑移層，實(shí)現(xiàn)降低水流阻力目的。

含納米溶液為：1～10‰重量比的納米SiO₂顆粒均勻分散在柴油或煤油中構(gòu)成的溶液。或者為含納米SiO₂顆粒的有機(jī)溶劑乳化后經(jīng)攪拌均勻分散在水中構(gòu)成的溶液。

吸附層為單層吸附層或雙層吸附層，對(duì)巖心孔壁覆蓋率為40～100％。

原理如下：

本實(shí)施例采用的疏水納米SiO₂表現(xiàn)為一種無(wú)毒、無(wú)味、無(wú)污染的白色粉末。納米增注劑表面存在不飽和懸鍵和不同鍵合狀態(tài)的羥基，表面羥基占40％以上。圖1是納米樣品在10萬(wàn)倍透射電鏡下的微結(jié)構(gòu)圖片。納米樣品主要粒徑分布在5～80nm范圍內(nèi)。