一种渗吸驱油剂及其制备方法与流程

1.本技术涉及一种渗吸驱油剂及其制备方法，属于油气田开发技术领域。


背景技术：

2.随着油气田开发的不断深入，许多油田进入了开发的中后期阶段，低渗透油藏成为老油田增产的重要领域，是今后进一步开采的主要对象。但低渗透油气藏由于储层物性差、地层能量低、渗透率低，常规投产见效慢，油藏改造难度大等特征，直接制约了低渗透油气藏的经济开发。这部分储层常常伴有自然发育裂缝或通过储层改造后形成岩块基质
‑
裂缝系统，裂缝起到导流传能作用，而岩块基质起到储油储能作用。由于裂缝渗透率与基质岩块渗透率的显著差异，因此比常规油藏的开发难度更大，在常规水驱作业中常常存在水动力联系差，水窜水淹后大量剩余油富集，导致“注不进、采不出”等难题，给低渗透油藏的开发带来了巨大挑战。
3.大量室内研究及开发实践表明，对于低渗、裂缝性油藏，在毛细管力作用下原油可以从孔径较小的孔道逐渐向大孔道汇集，最终实现油水置换，提高单井产量和采收率，因此充分发挥毛细管力的渗吸作用可成为这类油藏有效的开发方式，研发一种高效的渗吸驱油剂意义重大。现有渗吸驱油剂大多存在以下问题：(1)制备工艺复杂、不易操作、反应条件相对苛刻；(2)耐温耐盐性差，对地层吸附损耗大；(3)部分性能欠佳，导致渗吸效率不理想。


技术实现要素：

4.根据本技术的一个方面，提一种供渗吸驱油剂，所述渗吸驱油剂加入纳米活性剂材料，结合非离子表面活性剂，发挥两者协同作用，得到一种容易制备的、适用于低渗油藏的高效渗吸驱油剂(体系)，对提高低渗油藏开发效率具有重要意义和经济价值。
5.一种渗吸驱油剂，所述渗吸驱油剂包括以下组分：
6.纳米活性剂材料20～60重量份；
7.非离子表面活性剂10～40重量份；
8.所述纳米活性剂材料通过将含有双键改性的片层纳米材料、亲水单体和疏水单体的原料聚合得到；
9.所述亲水单体选自酸酐类化合物中的至少一种；
10.所述疏水单体选自长链烷基烯丙基季铵盐中的至少一种。
11.可选地，所述渗吸驱油剂包括以下组分：
12.纳米活性剂材料20～60wt％；
13.非离子表面活性剂10～40wt％；
14.溶剂iii余量；
15.优选地，所述渗吸驱油剂包括以下组分：
16.纳米活性剂材料30～60wt％；
17.非离子表面活性剂30～40wt％；
18.溶剂iii余量。
19.可选地，所述渗吸驱油剂由以下组分组成：
20.纳米活性剂材料20～60wt％；
21.非离子表面活性剂10～40wt％；
22.溶剂iii余量。
23.可选地，所述非离子表面活性剂包括烷基酚聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚、椰子油脂肪酸二乙醇酰胺中至少一种。
24.可选地，所述烷基酚聚氧乙烯醚包括op
‑
9、op
‑
10、tx
‑
10中的至少一种；
25.所述脂肪醇聚氧乙烯醚包括aeo
‑
7、aeo
‑
9中的至少一种。
26.可选地，所述溶剂iii包括水。
27.可选地，所述渗吸驱油剂包括以下组分：
28.纳米活性剂材料20～60wt％；
29.脂肪醇聚氧乙烯醚10～20wt％；
30.椰子油脂肪酸二乙醇酰胺10～20wt％；
31.溶剂iii余量。
32.可选地，所述渗吸驱油剂包括以下组分：
33.纳米活性剂材料20～60wt％；
34.烷基酚聚氧乙烯醚10～20wt％；
35.椰子油脂肪酸二乙醇酰胺10～20wt％；
36.溶剂iii余量。
37.可选地，所述双键改性的片层纳米材料具有如式i所示的修饰基团中的至少一种；
[0038][0039]
其中，r1选自c1～c4亚烷基中的任一种，r2选自c1～c8烷基中的任一种。
[0040]
可选地，所述片层纳米材料选自蒙脱土、膨润土、鳞片石墨中的至少一种。
[0041]
可选地，所述蒙脱土选自钠基蒙脱土或钙基蒙脱土。
[0042]
可选地，所述长链烷基烯丙基季铵盐选自长链烷基烯丙基卤化铵中的至少一种。
[0043]
可选地，所述长链烷基烯丙基卤化铵选自十六烷基二甲基丙烯氯化铵、十八烷基二甲基丙烯氯化铵、十四烷基二甲基丙烯氯化铵、十六烷基二甲基丙烯溴化铵中的至少一种。
[0044]
可选地，所述酸酐类化合物选自马来酸酐类化合物中的至少一种。
[0045]
可选地，所述马来酸酐类化合物选自马来酸酐、甲基马来酸酐、乙基马来酸酐中的至少一种。
[0046]
可选地，所述纳米活性剂材料通过以下步骤得到：
[0047]
将含有所述双键改性的片层纳米材料、所述亲水单体和所述疏水单体的溶液i和含有引发剂的溶液ii混合、反应，得到所述纳米活性剂材料。
[0048]
可选地，所述溶液i和所述溶液ii的质量比为800～1200：15～25。
[0049]
可选地，所述溶液i和所述溶液ii的质量比为900～1100：18～23。
[0050]
可选地，所述溶液i和所述溶液ii的质量比为950～1050：20。
[0051]
可选地，所述溶液i中，所述双键改性的片层纳米材料、所述亲水单体和所述疏水单体的质量比为0.05～0.5：100～200：40～100。
[0052]
可选地，所述双键改性的片层纳米材料、所述亲水单体和所述疏水单体的质量比为0.05～0.3：140～180：50～90。
[0053]
可选地，所述双键改性的片层纳米材料、所述亲水单体和所述疏水单体的质量比为0.05～0.2：150～160：60～80。
[0054]
可选地，所述引发剂选自过硫酸钾、过硫酸钠、过硫酸铵中的至少一种。
[0055]
可选地，所述溶液i含有溶剂i；
[0056]
所述溶剂i为水。
[0057]
可选地，所述溶液i中，所述疏水单体与所述溶剂的质量比为50～90：500～900。
[0058]
可选地，所述溶液i中，所述疏水单体与所述溶剂的质量比为60～80：600～800。
[0059]
可选地，所述溶液i通过以下步骤得到：将所述双键的改性片层纳米材料、所述亲水单体和所述疏水单体混合，加入所述溶剂i，除氧，得到所述溶液i。
[0060]
可选地，所述溶液ii含有溶剂ii；
[0061]
所述溶剂ii为水。
[0062]
可选地，所述溶液ii中，所述引发剂的浓度为0.01～1wt％。
[0063]
可选地，所述溶液ii中，所述引发剂的浓度上限选自0.005％、0.1％、0.2％、0.5％、0.8％或1％；下限选自0.001％、0.005％、0.1％、0.2％、0.5％或0.8％。
[0064]
可选地，所述溶液ii通过以下步骤得到：将所述引发剂溶解于所述溶剂ii，除氧，得到所述溶液ii。
[0065]
可选地，所述反应的条件包括：温度i为50～80℃。
[0066]
可选地，所述温度i为70～80℃。
[0067]
可选地，所述反应的条件包括：时间为2～5h。
[0068]
可选地，所述时间为2.5～4.5h。
[0069]
可选地，所述制备方法包括以下步骤：搅拌下，将所述溶液i升温至温度ii，滴加所述溶液ii，升温至温度i，反应。
[0070]
可选地，所述滴加的速度为2～7g/min。
[0071]
可选地，所述滴加的速度为3～5g/min。
[0072]
可选地，所述温度ii为40～60℃。
[0073]
可选地，所述搅拌的转速为150～350rpm。
[0074]
可选地，所述升温的速率为2～8℃/min。
[0075]
根据本技术的另一个方面，提供上述任一项所述的渗吸驱油剂的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
[0076]
将含有所述纳米活性剂材料、所述非离子表面活性剂的原料混合，得到所述渗吸驱油剂。
[0077]
可选地，所述制备方法包括以下步骤：
[0078]
将所述非离子表面活性剂加入所述溶剂iii中，搅拌i，得到溶液a，将所述纳米活
性剂材料加入所述溶液a，搅拌ii，得到所述渗吸驱油剂；
[0079]
优选地，所述搅拌i和搅拌ii的转速独立地为400～600rpm。
[0080]
根据本技术的另一个方面，提供上述任一项所述的渗吸驱油剂、根据提供上述任一项所述的制备方法制备得到的渗吸驱油剂中的至少一种在低渗和/或裂缝性油藏开发中的应用。
[0081]
本技术提供一种低渗油藏渗吸驱油剂及其制备方法和应用，该渗吸驱油剂以纳米活性剂材料为主，结合表面活性剂，发挥两者协同作用，形成一种容易制备的、适用于低渗油藏的高效渗吸驱油剂(体系)，对提高低渗油藏开发效率具有重要意义和经济价值。
[0082]
所述渗吸驱油剂的组成包括：
[0083]
(1)纳米活性剂材料；
[0084]
(2)非离子表面活性剂：烷基酚聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚、椰子油脂肪酸二乙醇酰胺中的一种或多种；
[0085]
(3)水。
[0086]
以质量百分比计，该渗吸驱油剂包括：20～60％纳米活性剂材料、10～40％非离子表面活性剂、其余为水。
[0087]
所述渗吸驱油剂的制备方法：
[0088]
按配比称取各原料，在水中加入非离子表面活性剂，以400
‑
600r/min的搅拌速度搅拌至均匀，再加入纳米活性剂材料，以同样的速度搅拌均匀，制得所属渗吸驱油剂。
[0089]
本技术中，本技术中，c1～c4、c1～c8等均指基团所包含的碳原子数。
[0090]
本技术中，“烷基”是指由烷烃化合物分子上失去任意一个氢原子形成的基团。烷烃化合物包括环烷烃、直链烷烃、支链烷烃。
[0091]
本技术中，op
‑
9、op
‑
10、tx
‑
10为烷基酚聚氧乙烯醚、aeo
‑
7、aeo
‑
9为脂肪醇聚氧乙烯醚。
[0092]
本技术能产生的有益效果包括：
[0093]
(1)本技术所提供的渗吸驱油，加入纳米活性剂材料，结合非离子表面活性剂，发挥两者协同作用，得到一种容易制备的、适用于低渗油藏的高效渗吸驱油剂(体系)，对提高低渗油藏开发效率具有重要意义和经济价值。
[0094]
(2)本技术所提供的渗吸驱油，所添加的纳米活性剂材料通过静电力、氢键等化学键作用在油湿岩石表面形成连续的吸附层，形成亲水表面增强体系润湿性改变能力，吸附油滴。同时纳米活性剂的加入增加了界面活性，在油水界面形成更为紧密和稳定的吸附排列，在岩石基质壁面上形成强亲水的纳米薄膜，进一步提高岩石的亲水性，同时进一步降低油水界面张力，更好的乳化分散原油。在改变润湿性能、降低界面张力性能的增强的综合作用下，最终使渗吸效率大幅提高。
[0095]
(3)本技术所提供的渗吸驱油耐温性良好。
具体实施方式
[0096]
下面结合实施例详述本技术，但本技术并不局限于这些实施例。
[0097]
如无特别说明，本技术的实施例中的原料均通过商业途径购买。
[0098]
其中，本技术所用的mt230为经过双键改性的钠基蒙脱土，由内蒙古爱牧动物保健
品有限公司生产，型号为mt230；纳米活性剂材料通过以下步骤得到：
[0099]
(1)称取155.6g马来酸酐，68.38g十六烷基二甲基丙烯氯化铵(ao
‑
4)以及0.1g mt230至三口烧瓶中，加入755g的去离子水，搅拌溶解，通氮气30min，排除溶液中的氧气；
[0100]
(2)称取1g的引发剂过硫酸钾，加20g去离子水，搅拌溶解(引发剂浓度0.5wt％)，通氮气15min，排除溶液中的氧气；
[0101]
(3)250rpm机械搅拌(1)中得到的溶液，开始加热，设置加热温度55℃；等(1)中得到的溶液温度到达55℃时用恒压漏斗滴加(2)中得到的过硫酸钾溶液，同时将反应温度设置为80℃，7min滴完引发剂，等反应溶液温度到达80℃后开始计时，3h后结束反应，得到纳米活性剂材料，分子量为10万～30万，粒径10～100nm。
[0102]
长6区块原油为长庆油田方提供。
[0103]
实施例1低渗油藏渗吸驱油剂的制备
[0104]
原料组成：30wt％纳米活性剂材料，20wt％脂肪醇聚氧乙烯醚(具体为aeo
‑
9)，20wt％椰子油脂肪酸二乙醇酰胺，其余为水。
[0105]
制备方法：将脂肪醇聚氧乙烯醚和椰子油脂肪酸二乙醇酰胺加入水中，以400r/min的搅拌速度搅拌至均匀，再加入纳米活性剂材料，以同样的速度搅拌均匀，制得所述渗吸驱油剂。
[0106]
实施例2低渗油藏渗吸驱油剂的制备
[0107]
原料组成：60wt％纳米活性剂材料，10wt％脂肪醇聚氧乙烯醚(具体为aeo
‑
9)，10wt％椰子油脂肪酸二乙醇酰胺，其余为水。
[0108]
制备方法：将脂肪醇聚氧乙烯醚和椰子油脂肪酸二乙醇酰胺加入水中，以400r/min的搅拌速度搅拌至均匀，再加入纳米活性剂材料，以同样的速度搅拌均匀，制得所述渗吸驱油剂。
[0109]
实施例3低渗油藏渗吸驱油剂的制备
[0110]
原料组成：：30wt％纳米活性剂材料，20wt％烷基酚聚氧乙烯醚(具体为op
‑
10)，10wt％椰子油脂肪酸二乙醇酰胺，其余为水。
[0111]
制备方法：将烷基酚聚氧乙烯醚和椰子油脂肪酸二乙醇酰胺加入水中，以400r/min的搅拌速度搅拌至均匀，再加入纳米活性剂材料，以同样的速度搅拌均匀，制得所述渗吸驱油剂。
[0112]
对比例1低渗油藏渗吸驱油剂的制备
[0113]
原料组成：60wt％纳米活性剂材料，其余为水。
[0114]
制备方法：将纳米活性剂材料加入水中，以500r/min的搅拌速度搅拌至均匀，制得所述渗吸驱油剂。
[0115]
对比例2低渗油藏渗吸驱油剂的制备
[0116]
原料组成：30wt％脂肪醇聚氧乙烯醚(具体为aeo
‑
9)，30wt％椰子油脂肪酸二乙醇酰胺，其余为水。
[0117]
制备方法：将脂肪醇聚氧乙烯醚和椰子油脂肪酸二乙醇酰胺加入水中，以400r/min的搅拌速度搅拌至均匀，制得所述渗吸驱油剂。
[0118]
性能测试方法：
[0119]
使用配制的长6区块模拟水(长6区块模拟水：矿化度47470mg/l，具体离子组成如
下表1所示)配制样品溶液进行下列性能测试。
[0120]
表1长6区块模拟水性质列表
[0121][0122]
1.表/界面张力
[0123]
表面张力：
[0124]
(1)测试样品：用长6区块模拟水将实施例1～3及对比例1～2中的低渗油藏渗吸驱油剂稀释200倍，得到待测样品；
[0125]
(2)测定步骤：在25℃条件下用表面张力仪进行测试，连续测量三次取平均值；
[0126]
界面张力：
[0127]
(1)测试样品：用长6区块模拟水将实施例1～3及对比例1～2中的低渗油藏渗吸驱油剂稀释200倍，得到待测样品；
[0128]
(2)测定步骤：在60℃条件下用tx
‑
500型旋转滴界面张力仪，以长6区块原油为油样，连续测量三次取平均值。
[0129]
2.毛管自吸高度
[0130]
(1)亲油毛细管的制备
[0131]
①
毛细管规格：标准毛细管内径0.35mm依次用四氯化碳、苯：丙酮：乙醇＝7:1.5:1.5(体积比)进行超声处理30min，除去表面有机物质；
[0132]
②
再依次用稀盐酸溶液(1:10)，氢氟酸溶液(10％)进行超声，对毛细管表面进行粗糙、活化30min；用去离子水进行超声清洗，除去残留的酸，直至ph＞6.5，105℃烘干；
[0133]
③
按照比例配置老化油，老化油组成为原油：航空煤油：90#沥青＝2:5:3；将处理后的毛细管完全浸没在老化油中，60℃温度条件下老化2～4周；
[0134]
④
将毛细管取出，用煤油进行浸润2min清洗毛细管内外壁沉积的沥青，以不影响观察为准；用氮气将管外煤油吹干，放置在60℃密闭环境下烘干，得到油湿毛细管，保存备用。
[0135]
(2)测试制样
[0136]
用长6区块模拟水将实施例1～3及对比例1～2中的低渗油藏渗吸驱油剂稀释200倍，得到待测样品。
①
取待测样品加入胭脂红指示剂(添加量为0.01wt％)，保持溶液温度为25
±
0.2℃，将待测溶液倒入比色皿中至顶端边界，将标尺紧贴后壁立于后方；
[0137]
②
将处理好的毛细管竖直放置于比色皿中，使用载玻片保持所有测试用毛细管倾斜角度一致(倾斜角度为垂直放置)，读取记录管中液位高度与比色皿高度的高度差，分别记录毛细管没入液面10min时的液位高度。
[0138]
3.接触角
[0139]
测试样品：用长6区块模拟水将实施例1～3及对比例1～2中的低渗油藏渗吸驱油剂稀释200倍，得到待测样品；(1)准备5mm左右厚度的低渗砂岩岩心切片，用砂纸将切面打磨平整后，用酒精和蒸馏水清洗砂岩岩心片，在烘箱中放置一天进行干燥；
[0140]
(2)将岩心片放入长庆原油中，60℃浸泡48h以上进行老化，使其成为油湿表面；
[0141]
(3)取出砂岩岩心片，用纸将表面油擦拭干净，然后浸泡在待测样品中，置于60℃
的烘箱中24h，使用克吕士dsa25型接触角测量仪测量岩心片表面、空气、水三相接触角，连续测量三次取平均值。
[0142]
4.渗吸效率
[0143]
测试样品：用长6区块模拟水将实施例1～3及对比例1～2中的低渗油藏渗吸驱油剂稀释200倍，得到待测样品；(1)岩心准备：将实验岩心钻切并烘干，测定气测渗透率和孔隙度；所有实验岩心抽真空用模拟地层水饱和，用恒压恒速泵驱替5pv以上，测定水相渗透率；接着进行油驱水，将实验岩心驱替至束缚水状态，记录驱出水体积，并测定束缚水下油相渗透率；
[0144]
(2)将实验岩心放入装有待测样品的自吸仪，让岩心自吸排油，记录随时间变化的排油量；当排出油的体积连续72h不再变化，记录总的排油体积，进行自吸效率计算。
[0145]
(3)自吸驱油效率/％＝(自吸排油体积/油驱水驱出水体积)
×
100％。
[0146]
5.耐温耐盐性
[0147]
测试样品：用长6区块模拟水将实施例1～3中的低渗油藏渗吸驱油剂稀释200倍，得到待测样品；
[0148]
耐温性：用长6区块模拟水将实施例1～3中的低渗油藏渗吸驱油剂稀释200倍，得到待测样品；将待测样品样品密封后置于150℃烘箱中老化3天，取出后分别按照表/界面张力、毛管自吸高度、接触角的测量方法测试高温老化后的性能。
[0149]
耐盐性：用100000mg/l矿化度模拟盐水将实施例1～3中的低渗油藏渗吸驱油剂稀释200倍，得到待测样品。分别按照表/界面张力、毛管自吸高度、接触角的测量方法测试该矿化度下的性能。
[0150]
性能测试结果：
[0151]
测试1～4的结果如表2所示。
[0152]
表2测试1～4的结果
[0153][0154]
由表2中的实验结果可以看出，纳米活性剂材料与表面活性剂复配后的体系性能较单独纳米活性剂材料及表面活性剂明显增强，其中界面张力较表面活性剂体系降低一个数量级，渗吸效率提高15％以上。
[0155]
纳米活性剂材料通过静电力、氢键等化学键作用在油湿岩石表面形成连续的吸附层，形成亲水表面增强体系润湿性改变能力，吸附油滴。同时纳米活性剂材料的加入增加了界面活性，在油水界面形成更为紧密和稳定的吸附排列，在岩石基质壁面上形成强亲水的纳米薄膜，进一步提高岩石的亲水性，同时进一步降低油水界面张力，更好的乳化分散原油。
[0156]
在改变润湿性能、降低界面张力性能的增强的综合作用下，最终使渗吸效率大幅提高。
[0157]
测试5中，实施例1、2、3经高温老化后各性能测试结果与老化前相近，说明样品耐温性良好，对性能无影响。
[0158]
以上所述，仅是本技术的几个实施例，并非对本技术做任何形式的限制，虽然本技术以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限制本技术，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本技术技术方案的范围内，利用上述揭示的技术内容做出些许的变动或修饰均等同于等效实施案例，均属于技术方案范围内。