[發明專利]一種三相泡沫復合驅油體系及其應用

有效

• 申請號: 201410245003.1
• 申請日: 2014-06-04
• 公開（公告）號: CN103980873B
• 公開（公告）日: 2016-11-09
• 發明（設計）人: 由慶;戴彩麗;趙光;趙明偉;范洪富;趙健慧;楊帥;趙福麟
• 申請（專利權）人: 中國地質大學（北京）
• 主分類號: C09K8/594
• 分類號: C09K8/594;C09K8/584;E21B43/22
• 代理公司: 濟南金迪知識產權代理有限公司 37219
• 代理人: 楊磊

技術領域

本發明涉及可用于提高原油采收率的泡沫驅油，尤其涉及一種三相泡沫復合驅油體系，屬于提高采收率與油田化學技術領域。

背景技術

隨著我國國民經濟的迅速增長，對石油需求不斷提高。采用目前開采技術，50％以上的石油需求依賴進口，導致我國將面臨重大的經濟和國家能源安全問題。三次采油技術是目前大幅度提高原油采收率的主要手段，相關技術在我國發展很快，其中聚合物驅、二元(表面活性劑/聚合物)復合驅和三元(表面活性劑/堿/聚合物)復合驅分別可在水驅基礎上提高原油采收率10％以上、15％以上和20％以上。但聚合物驅、二元復合驅和三元復合驅在礦場實施過程中也暴露了一些問題，受地面設備剪切、地層滲流剪切及地層理化性質影響，聚合物驅、二元復合驅和三元復合驅過程中聚合物的粘度損失較大，流度控制能力減弱；三元復合驅體系中堿的加入較大程度上改善了聚合物驅和二元復合驅的效果，但堿的存在會導致井筒結垢，引起地層傷害，同時也給后續采出液的破乳帶來困難。同時，無論是聚合物驅，還是復合驅都受到儲層非均質性影響，縱向上的流度差異較大，竄流現象嚴重，驅油劑未能到達含油飽和度高的部位，驅油效果差。

泡沫驅通過利用泡沫jamin疊加效應和高視粘度的特點，有效封堵高滲透層或大孔道，且隨著注入壓力升高，泡沫可以依次進入滲透率較小，流動阻力較大而原先不能進入的中、低滲透層，提高波及系數，同時泡沫可依孔道的形狀而變形，能有效地將波及到孔隙中的油驅出，另外體系中起泡劑溶液可降低油水界面張力提高洗油效率，進而實現提高原油采收率的目的。可見，泡沫驅即能降低油水流度比，提高波及效率，提高洗油效率；同時減小了以往化學驅導致的環境傷害，可有效防止驅油劑指進和氣竄現象的發生。CN102140338公布了一種氟碳表面活性劑二元復合泡沫驅油體系，由起泡劑磺基甜菜堿型氟碳表面活性劑、氧化胺型氟碳表面活性劑，或者磺基甜菜堿型氟碳表面活性劑、氧化胺型氟碳表面活性劑之一與α-烯基磺酸鹽的組合；穩泡劑部分水解聚丙烯酰胺、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯吡咯烷酮或羥乙基纖維素和氮氣組成。但泡沫是一種熱力學不穩定體系，泡沫穩定性的至關重要，直接影響驅油效果。CN102140338公布的方法中利用聚合物溶液僅從提高泡沫液膜粘度的角度提高泡沫的穩定性，且使用氣體相對單一，限制其應用。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明提供一種三相泡沫復合驅油體系及其應用方法，從增強泡沫液膜強度同時增加其粘度來提高泡沫的穩定性。

本發明的技術方案如下：

一種三相泡沫復合驅油體系，由起泡劑、穩泡劑、水和氣體組成；其中起泡劑、穩泡劑均勻分散在水中組成驅油體系溶液，在該驅油體系溶液中穩泡劑的質量分數為0.1～0.3％，起泡劑的質量分數為0.1～0.4％；所述氣體為氮氣、二氧化碳或天然氣；所述驅油體系溶液與所述氣體的體積比為1:(1-1.5)，交替注入地層或巖心中；

所述起泡劑為十四烷基羥磺基甜菜堿表面活性劑、椰油酰胺丙基甜菜堿表面活性劑之一或組合，所述穩泡劑為高分子聚合物和凍膠分散體的復合體系；其中，

所述高分子聚合物為非離子聚丙烯酰胺或聚乙烯醇，非離子聚丙烯酰胺的分子量為400～800萬，水解度1～3％，聚乙烯醇分子量為15～30萬；

所述凍膠分散體為酚醛樹脂凍膠分散體，粒度尺寸為納米～微米級；

所述穩泡劑中高分子聚合物和凍膠分散體的質量比為(0.5～2)∶1。

上述的三相泡沫復合驅油體系在60～90℃下，起泡體積300～600mL，半衰期10～40min，可使油水界面張力降低到10^-2mN/m數量級。

根據本發明優選的，所述酚醛樹脂凍膠分散體是將酚醛樹脂凍膠用膠體磨通過機械剪切制得。

進一步優選的，所述酚醛樹脂凍膠分散體按如下步驟的制備：

(1)在陰離子聚丙烯酰胺溶液中加入酚醛樹脂交聯劑溶液得酚醛樹脂凍膠成膠液；其中聚丙烯酰胺的分子量為800～100萬，水解度為20～25％，使成膠液中陰離子聚丙烯酰胺的質量分數0.4～0.6％，酚醛樹脂交聯劑溶液的質量分數為0.9～1.5％，攪拌均勻，80℃下靜置成凍，得到酚醛樹脂凍膠；

(2)將步驟(1)得到的酚醛樹脂凍膠與水按照1∶1的質量比加入膠體磨中，開動膠體磨，循環剪切至完全分散均勻，工藝條件如下：

調整膠體磨的轉速在2000～2500rpm，剪切間距10～50μm，循環剪切15～30min，得納米級的酚醛樹脂凍膠分散體；