[發明專利]一種油田用氣凝膠顆粒-二氧化碳-水基三相泡沫體系及其應用

有效

• 申請號: 202011273120.0
• 申請日: 2020-11-13
• 公開（公告）號: CN112226227B
• 公開（公告）日: 2021-07-06
• 發明（設計）人: 呂其超;欒英婷;魏成杰;周同科;張民康
• 申請（專利權）人: 中國石油大學（北京）
• 主分類號: C09K8/594
• 分類號: C09K8/594;E21B43/22
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 王春霞

本發明公開了一種油田用氣凝膠顆粒?二氧化碳?水基三相泡沫體系及其應用。所述三相泡沫體系由二氧化碳、液相和氣凝膠顆粒制成，液相為起泡劑、泡沫強化劑和無機鹽助劑的水溶液。本發明三相泡沫體系能夠均勻穩定的裹挾具有親油疏水特性的氣凝膠顆粒，進而將氣凝膠顆粒帶入儲層中，實現氣凝膠顆粒在儲層中均勻分散，形成對儲層中優勢通道“堵水不堵油”的選擇性封堵效果，強化水基二氧化碳泡沫驅油效率和波及系數，達到長周期穩油控水的目的，有利于實現采收率的提高；泡沫強化劑的加入有利于維持三相泡沫體系整體的穩定性，促使氣凝膠顆粒較長時間均勻穩定的分散在泡沫體系中，且具有綠色無毒無污染的特點，有利于推進高含水老油田的綠色開發。

技術領域

本發明涉及一種油田用氣凝膠顆粒-二氧化碳-水基三相泡沫體系，屬于碳封存及利用技術和石油開采技術領域。

背景技術

水驅采油是一種應用極其廣泛的油田開發技術。隨著水驅開發的深入推進，油田會逐漸進入高含水甚至特高含水階段，此時儲層中水竄優勢通道形成，無效水循環加劇，水驅效率迅速下降。泡沫調驅是水驅后重要的提高原油采收率手段。水基泡沫流體表觀粘度高，具備“堵大不堵小、堵水不堵油”的優良調剖特性，可改善儲層中的油水流度比，控制水相竄流，擴大波及范圍，提高驅油效率。特別對于以二氧化碳為內相的水基泡沫驅油體系，驅油效果突出，不僅可以利用二氧化碳和泡沫獨特結構提升原油采收率，同時可以依托水基泡沫的高波及能力將大量的二氧化碳封存在地層中，從而達到溫室氣體地質封存及有效利用的目的。

然而，由于二氧化碳水基泡沫是一種熱力學不穩定體系，泡沫在驅油過程中會發生衰變，氣液在地層中逐漸分離引發二氧化碳氣竄現象，不利于二氧化碳的地質封存，同時將導致泡沫調剖能力減弱，難以在后續水驅過程中進行相對穩定的長期流度控制。為了進一步增強水基泡沫體系穩定性及調剖性能，傳統水基三相泡沫體系采用有機或無機微納米顆粒作為固相強化劑，如交聯聚合物微球、二氧化硅納米顆粒、氧化鋁納米顆粒、粉煤灰、超細水泥等。這些微納米顆?？梢愿纳婆菽趦佣嗫捉橘|中的調剖性能，強化提采效果。然而，傳統三相泡沫所使用的微納米顆粒本身無法對油水兩相滲流產生選擇性調堵，難以達到堵水不堵油的有益效果，當三相泡沫破滅后顆粒的調剖性能將會被削弱。例如在中國專利申請(申請號：201811375287.0)公開了一種油氣田用超高特征值三相煙道氣泡沫及其制備方法。該三相煙道氣泡沫的氣相為燃煤電廠產生的煙道氣；液相為表面活性劑、pH值調劑和無機鹽的水溶液；泡沫特征值為90％～99％。該三相煙道氣泡沫所使用的固相穩泡劑為粉煤灰顆粒與納米二氧化硅顆粒的復配體系，不僅成本較低，而且可以在泡沫液膜上形成穩固的固相顆粒吸附層，大幅減弱泡沫的液膜破裂、氣體擴散和氣泡聚并等不穩定特征，有效提高泡沫的穩定性，同時具有良好的耐溫性和耐壓性。然而，粉煤灰顆粒與納米二氧化硅顆粒本身不具備選擇封堵能力，雖然這類固相顆粒在優勢通道需要控制時會起到一定有益的封堵效果，但在地層中長期大量的累計性滯留及封堵則可能會消耗水相的驅替能量，從而減弱水相驅油能力，不利于三相泡沫保持長周期內穩油控水性能。

發明內容

本發明的目的是提供一種油田用氣凝膠顆粒-二氧化碳-水基三相泡沫體系，所述油田用三相泡沫體系能夠均勻穩定地裹挾具有親油疏水特性的氣凝膠顆粒，進而將氣凝膠顆粒帶入儲層中，對儲層中的優勢通道進行選擇性封堵，達到長周期“堵水不堵油”的目的，從而強化水基二氧化碳泡沫波及系數和驅油效率，最終實現采收率的提高；所述泡沫體系對儲層的傷害性小，且具有綠色無毒無污染的特點，有利于油田周邊環境的保護。

本發明所提供的油田用氣凝膠顆粒-二氧化碳-水基三相泡沫體系，由二氧化碳、液相和氣凝膠顆粒制成；

所述液相為起泡劑、泡沫強化劑和無機鹽助劑的水溶液。

上述的三相泡沫體系中，所述氣凝膠顆粒可為氧化鋁氣凝膠顆粒、二氧化硅氣凝膠顆粒和氧化鋯氣凝膠顆粒中至少一種；

所述氣凝膠顆粒的參數如下：