[發(fā)明專利]一種二氧化碳乳狀液及其制備方法和應用

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610136359.0
• 申請日: 2016-03-10
• 公開（公告）號: CN107177354A
• 公開（公告）日: 2017-09-19
• 發(fā)明（設計）人: 許關利;王友啟;劉平;王銳;周國華;孫愛軍;崔茂蕾;張棟
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司石油勘探開發(fā)研究院
• 主分類號: C09K8/594
• 分類號: C09K8/594;C09K8/584;E21B43/22
• 代理公司: 北京思創(chuàng)畢升專利事務所11218
• 代理人: 韋慶文

技術領域

本發(fā)明屬于油田化學品技術領域，具體地，涉及一種二氧化碳乳狀液，所述二氧化碳乳狀液的制備方法，所述制備方法制得的二氧化碳乳液，以及所述二氧化碳乳狀液在氣驅提高采收率方法中的應用。

背景技術

隨著世界經(jīng)濟的發(fā)展，各國對原油的需求越來越大，在加大勘探力度尋找新儲量的同時，提高已發(fā)現(xiàn)油田的采收率也是石油穩(wěn)產(chǎn)增產(chǎn)的重要措施。

CO₂的臨界溫度是31℃，與其相對應的臨界壓力為7.495MPa，在超過臨界壓力的高壓條件下，隨著壓力增加，CO₂氣體變成一種液體的粘稠狀物質。CO₂比一般烴類氣體易溶于水，而且其在原油中的溶解度大于在水中的溶解度，因此能夠從水中轉溶于原油中。CO₂本身的物理化學特性決定了其是良好的驅油劑。國外提高采收率應用技術中，注CO₂驅是第二位的，現(xiàn)場試驗已經(jīng)證明，注CO₂不但具有很高的效益而且屬于提高采收率的有效方法。國內(nèi)提高采收率技術中化學驅主要用于中高滲透油藏，2003年以來，針對低滲透油藏，大慶油田、吉林油田、中石化華東分公司等先后開展CO₂驅油井組先導試驗4個，區(qū)塊擴大試驗4個，探索提高低滲透油田采收率的有效途徑。

由于二氧化碳的粘度低(約為0.03-0.10mPa.s)，國內(nèi)陸相沉積的砂巖油藏的非均質性嚴重，在驅油試驗過程中各先導試驗單元均出現(xiàn)較為嚴重的氣竄現(xiàn)象，出現(xiàn)注入氣體的無效循環(huán)，因此，控制CO₂流度是進一步提高CO₂驅油效果的一個發(fā)展方向。

目前，控制二氧化碳流度通常采用的方法有水氣交替注入(WAG)、凝 膠封堵和使用泡沫劑。由于國內(nèi)很多低滲透油藏存在注水困難的問題，導致難以實施水氣交替注入和凝膠封堵，因此，注入泡沫劑是一個現(xiàn)實的選擇。CN104498016A、CN102660251A和CN103881683A分別公開了由發(fā)泡劑、穩(wěn)泡劑或助劑組成的用于改善CO₂驅效果的泡沫劑體系，但是由于泡沫本身不穩(wěn)定，導致在油田應用中的長期穩(wěn)定性很難保持，來自泡沫劑的CO₂流度控制潛力在先導試驗中尚未得到完全開發(fā)和普遍認可。

CN104194762A和CN104610953A均公開了一種超臨界二氧化碳反相微乳液：在高濃度助劑作用下，將表面活性劑分子溶解于超臨界二氧化碳中形成納米級聚集體，該聚集體可增溶少量的水，自發(fā)形成微乳液。這種超臨界二氧化碳微乳液能夠在較低的壓力下與原油達到混相，降低驅油過程中二氧化碳與原油間的最小混相壓力，達到高效驅油的目的。但這種微乳液需要特殊的表面活性劑，使其應用受到限制。

因此，仍需開發(fā)新的CO₂體系，來提高已發(fā)現(xiàn)油田的采收率。

發(fā)明內(nèi)容

目前，把兩種互不相溶的物質制備成乳狀液的關鍵是選擇合適的乳化劑體系，一般都是選擇由非極性的親油基團和極性較高的親水基團組成的表面活性劑。根據(jù)乳狀液的相態(tài)理論，形成以CO₂為連續(xù)相，水為分散相的乳狀液，要求表面活性劑在CO₂中具有一定的溶解性，表面活性劑的疏水鏈需要被CO₂充分溶劑化，降低水在二氧化碳中的界面張力，從而減少乳狀液滴間的相互作用，防止分相。但是CO₂的性質與水、非極性有機溶劑有很大差別，CO₂沒有偶極矩，即使在高度壓縮后CO₂分子間的范德華力和介電常數(shù)仍比有機溶劑低很多，因此絕大多數(shù)親水性或疏水性的表面活性劑都不能溶解于CO₂中，即表面活性劑親CO₂的能力不足。

本發(fā)明的發(fā)明人通過研究發(fā)現(xiàn)，通過控制乳化體系的礦化度、壓力和溫度，能夠制備出較為穩(wěn)定的CO₂包水(即，以CO₂為連續(xù)相，水為分散 相)的乳狀液體系，在氣驅提高采收率技術中，該乳狀液可用于控制CO₂流度，改善CO₂驅油效果。

基于以上發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明提供了一種二氧化碳乳狀液，所述二氧化碳乳狀液的制備方法，所述制備方法制得的二氧化碳乳液，以及所述二氧化碳乳狀液在提高油田采收率上的應用。