纳米乳液渗吸驱油剂、含钼双子表面活性剂及其制备方法与流程

1.本技术涉及材料领域，具体而言，涉及一种纳米乳液渗吸 驱油剂、含钼双子表面活性剂及其制备方法。


背景技术：

2.目前，中高渗油田如何提高二次、三次采油开发效果，亟 需寻求新的提高采收率技术。低渗透油藏通过压裂以后，随着 开采时间的延长，油藏本身的能量不断消耗，压力不断下降， 使产量大幅下降，甚至停产，地下残留大量的原油采不出来。 即使采用重复压裂技术，其效果也不理想。因此纳米乳液渗吸 驱油技术是未来最有潜力的提高采收率新技术。


技术实现要素：

3.本技术实施例的目的在于提供一种纳米乳液渗吸驱油剂、 含钼双子表面活性剂及其制备方法，其旨在提高驱油效率，提 高油的采收率。
4.本技术提供一种含钼双子表面活性剂的制备方法，包括：
5.将叔胺和二氯乙醚进行挛链化反应得到挛链叔胺；
6.混合挛链叔胺、异丙醇和二氯二氧化钼，在80℃～90℃下 反应4h～5h。
7.在本技术的一些实施例中，制备所述挛链叔胺之前还包括 采用以下步骤制备叔胺：
8.脂肪酸和n,n-二甲氨基丙胺在氢氧化钾作催化剂条件下， 于140℃～160℃反应6h～8h。
9.在本技术的一些实施例中，各个组分的重量份数如下：
10.所述脂肪酸120～150份，所述n,n-二甲氨基丙胺30～40 份，所述二氯乙醚40～45份，所述异丙醇120～150份，所述 二氯二氧化钼50～60份。
11.本技术还提供一种含钼双子表面活性剂，含钼双子表面活 性剂通过上述任一种述的含钼双子表面活性剂的制备方法制得。
12.本技术还提供一种纳米乳液渗吸驱油剂，纳米乳液渗吸驱 油剂的原料主要包括按照重量份数计的以下组分：
13.40～50份的上述任一种的含钼双子表面活性剂、5～10份 的有机溶剂和15～20份的互溶剂。
14.在本技术的一些实施例中，有机溶剂包括柠檬烯、环戊二 烯、茉莉酮、丙位内脂和丁位内脂中的至少一种。
15.在本技术的一些实施例中，互溶剂包括碳酸甘油酯、碳酸 二甲酯和碳酸二乙酯中的至少一种。
16.在本技术的一些实施例中，纳米乳液渗吸驱油剂的粒径为 20～30nm。
17.在本技术的一些实施例中，纳米乳液渗吸驱油剂的原料还 包括20～40份的水。
18.本技术还提供一种上述的纳米乳液渗吸驱油剂的制备方法， 包括：
19.将纳米乳液渗吸驱油剂得原料在电磁波作用下搅拌反应 1～2小时。
20.本技术实施例提供的纳米乳液渗吸驱油剂、含钼双子表面 活性剂及其制备方法至少具有以下有益效果：
21.本技术提供的含钼双子表面活性剂具有较好的亲油性，超 强的乳化原油能力，对胶质沥青具有较强的剥离能力，另外其 还具有超强的润滑减阻性，减小原油流动阻力，提高驱油速度。
22.本技术实施例提供的纳米乳液渗吸驱油剂维持更低界面张 力，因此液体初始流动阻力降低，在整个裂缝网络中，纳米乳 液可以运移得更深更远，同时大幅降低基质中油气流动所需驱 动压差，从而更加高效地采出原油。本技术实施例提供的纳米 乳液渗吸驱油剂可用于压裂前置液中添加，不仅可以增加波及 体积，增加裂缝壁面与储层基质的接触面积，同时基质中流体 向裂缝渗流所需压差，从而提高最终产量。
附图说明
23.为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对实 施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图 仅示出了本技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限 定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前 提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
24.图1为1号砾岩干样核磁共振成像图。
25.图2为1号砾岩加水加压浸泡2h后核磁共振成像图。
26.图3为1号砾岩水加压浸泡24h后核磁共振成像图。
27.图4为2号砾岩干样核磁共振成像图。
28.图5为2号砾岩加0.2wt％实施例2提供的纳米乳液浸泡2h 后核磁共振成像图。
29.图6为2号砾岩加0.2wt％实施例2提供的纳米乳液浸泡 24h后核磁共振成像图。
30.图7示出了核磁共振t2谱。
31.图8示出了3、4号岩心实验前、实验中、实验后照片。
32.图9示出了5、6号岩心实验前、实验中、实验后照片。
33.图10示出了7、8号岩心实验前、实验中、实验后照片。
34.图11示出了3，6，7号岩心渗吸采收率与渗吸时间关系曲 线。
35.图12示出了4，5，8号岩心渗吸采收率与渗吸时间关系曲 线。
36.图13示出了不同体系驱替压力变化。
37.图14示出了油水相渗变化图。
38.图15为9号岩心随时间渗透率变化的曲线图。
39.图16为10号岩心随时间渗透率变化的曲线图。
40.图17示出了油砂洗油实验结果。
41.图18示出了xx6井生产曲线。
42.图19示出了xx7井生产曲线。
43.图20示出了xxh1井生产曲线。
44.图21示出了xxh2井生产曲线。
图22示出了xxh3井生产曲线。图23示出了xxh4井生产曲线。
具体实施方式
45.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下 面将对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实 施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件 进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售 购买获得的常规产品。
46.下面对本技术实施例的纳米乳液渗吸驱油剂、含钼双子表 面活性剂及其制备方法进行具体说明。
47.一种含钼双子表面活性剂的制备方法包括：
48.将叔胺和二氯乙醚进行挛链化反应得到挛链叔胺；
49.混合挛链叔胺、异丙醇和二氯二氧化钼，在80℃～90℃下 反应4h～5h。
50.具体地，在本技术的一些实施例中，叔胺和二氯乙醚等原 料可以通过市购获得，在本技术的一些实施例中，叔胺可以采 用以下步骤制备叔胺：
51.脂肪酸和n,n-二甲氨基丙胺在氢氧化钾作催化剂条件下， 于140℃～160℃反应6h～8h。
52.具体地，叔胺制备过程中，制备温度可以为140℃、145℃、 150℃、155℃、160℃等等。反应时间可以为6h、7h、8h等等。
53.作为示例性地，叔胺制备过程中，脂肪酸、n,n-二甲氨基 丙胺和氢氧化钾的重量份如下：
54.120～150重量份脂肪酸；例如为120份、125份、130份、 135份、140份、145份、150份等等。
55.30～40重量份n,n-二甲氨基丙胺；例如为30份、31份、 32份、33份、34份、35份、36份、38份、40份等等。
56.氢氧化钾催化剂量，例如，0.2～0.25重量份氢氧化钾；例 如为0.2份、0.21份、0.22份、0.23份、0.25份等等。
57.将叔胺和二氯乙醚进行挛链化反应得到挛链叔胺；作为示 例性地，挛链化反应的温度为130℃～140℃；例如为130℃、 133℃、135℃、138℃、140℃等等。反应时间为2h～3h，例如 为2h、2.2h、2.5h、2.7h或者3h等等。
58.在本实施例中，脂肪酸120～150份和n,n-二甲氨基丙胺 30～40份制备得到的叔胺和40～45份二氯乙醚反应。
59.例如，二氯乙醚的重量份可以为40份、42份、43份、45 份等等。
60.得到挛链叔胺后，混合挛链叔胺、异丙醇和二氯二氧化钼， 在80℃～90℃下反应4h～5h；例如，反应温度可以为80℃、 85℃、88℃、90℃等等。反应时间可以为4h、4.2h、4.5h、5h 等等。
61.在一些实施例中，异丙醇120～150重量份，二氯二氧化钼 50～60重量份；例如，异丙醇的重量份可以为120份、125份、 130份、135份、140份、150份等等。
62.本技术还提供一种含钼双子表面活性剂，含钼双子表面活 性剂通过上述任一种
含钼双子表面活性剂的制备方法值得。
63.本技术提供的含钼双子表面活性剂具有较好的亲油性，超 强的乳化原油能力，对胶质沥青具有较强的剥离能力，另外其 还具有超强的润滑减阻性，减小原油流动阻力，提高驱油速度。
64.本技术还提供一种纳米乳液渗吸驱油剂，纳米乳液渗吸驱 油剂的原料主要包括按照重量份数计的以下组分：
65.40～50份的上述的含钼双子表面活性剂、5～10份的有机 溶剂和15～20份的互溶剂；
66.其中，有机溶剂包括柠檬烯、环戊二烯、茉莉酮、丙位内 脂和丁位内脂中的至少一种；
67.互溶剂包括碳酸甘油酯、碳酸二甲酯和碳酸二乙酯中的至 少一种。
68.作为示例性地，上述含钼双子表面活性剂的重量份可以为40份、42份、45份、48份、50份。
69.有机溶剂的重量份可以为5份、6份、7份、8份、10份等 等。
70.互溶剂的重量份可以为15份、16份、18份或者20份等等。
71.在本技术的一些实施例中，纳米乳液渗吸驱油剂的原料还 包括20～40份的水。
72.在本技术的一些实施例中，将上述原料在电磁波作用下搅 拌反应1～2小时，得到纳米乳液渗吸驱油剂。
73.在本技术的一些实施例中，将纳米乳液渗吸驱油剂搅拌研 磨至粒径为20～30nm。
74.本技术实施例提供的纳米乳液渗吸驱油剂至少具有以下优 点：
75.本技术实施例提供的纳米乳液渗吸驱油剂维持更低界面张 力，因此液体初始流动阻力降低，在整个裂缝网络中，纳米乳 液渗吸驱油剂可以运移得更深更远，同时大幅降低基质中油气 流动所需驱动压差，从而更加高效地采出原油。本技术实施例 提供的纳米乳液渗吸驱油剂可用于压裂前置液中添加，不仅可 以增加波及体积，增加裂缝壁面与储层基质的接触面积，同时 基质中流体向裂缝渗流所需压差，从而提高最终产量。
76.此外，在一些实施例中，由于纳米乳液渗吸驱油剂分子尺 寸小，容易进入纳米孔喉，可以大幅增加波及体积，其易解除 水锁，间接提高岩心渗透率，从而增加原油导流能力。该纳米 乳液渗吸驱油剂进入地层微孔喉中，通过润湿作用剥离吸附在 岩石表面的残余油，促进并加速其在多孔介质，天然或人工裂 缝网络内的流动性。
77.本技术实施例提供的纳米乳液渗吸驱油剂也可用于老井注 液吞吐，纳米乳液分子尺寸小，易进入孔喉中，改变岩石表面 zeta电位，zeta电位值为比普通助排剂的zeta电位绝对值更 高，更容易实现润湿反转，从而解除水锁效应，同时能将纳米 孔喉中原油置换出来，提高驱油效率。
78.以下结合实施例对本技术的特征和性能作进一步的详细描 述。
79.实施例1
80.本实施例提供一种含钼双子表面活性剂，其制备方法如下：
81.(1)在带有冷凝回流管的容器中加入125克脂肪酸与40 克n,n-二甲氨基丙胺，进行酰胺化缩合反应，加入0.3克氢氧 化钾作催化剂，反应温度为150℃，搅拌回流反应6h，得到中 间产物叔胺；
82.(2)向上述中间产物叔胺中添加45克二氯乙醚进行挛链 化反应，反应温度为140℃，搅拌回流反应3h，得到中间产物 挛链叔胺；
83.(3)将制得的中间产物挛链叔胺和120克异丙醇加入容器 中，加入二氯二氧化钼40克，在80℃下搅拌回流反应4h，得 到黄色稠状液体，即为含钼双子表面活性剂，其中，有效成分 多支化孪链两性表面活性剂的质量百分含量为60％。
84.实施例2
85.本实施例提供一种纳米乳液渗吸驱油剂，其制备方法如下：
86.取实施例1制备的含钼双子表面活性剂50份重量、有机溶 剂柠檬烯10份重量，互溶剂碳酸甘油酯20重量份、蒸馏水20 重量份。
87.向反应器中加入含钼双子表面活性剂、有机溶剂柠檬烯及 互溶剂碳酸甘油酯；混合均匀，加热保持反应器内温度75℃， 然后加入蒸馏水；在电磁波作用下搅拌下反应2小时，得到淡 黄色透明液体样品。
88.试验例1
89.对实施例2提供的纳米乳液渗吸驱油剂(以下简称纳米乳 液)进行性能测试，性能测试结果如表1所示。
90.表1
91.序号指标测定结果1密度(20℃
±
1℃)，g/cm31.052ph值7.03中值粒径，nm254表面张力(0.1％加量)，mn/m24.35界面张力(0.1％加量，与煤油)mn/m0.0046润湿角(0.2％水溶液)，度125.87zeta电位绝对值(0.2％水溶液)，mv43.8
92.试验例2
93.对实施例2提供的纳米乳液关于提高波及体积能力进行测 试。
94.具体地，选取2块岩样清洗、烘干(105℃、48h)，测量岩 样长度、直径和气测孔隙度，记为1，2号样。实验岩数据如表 2所示；对2块岩样进行不同处理进行核磁共振t2谱测试、成 像测试，测试结果如表3所示，表3中国，0.2％纳米溶液代表 质量分数为0.2％的实施例2提供的纳米乳液渗吸驱油剂的水溶 液。
95.表2
[0096][0097]
2块岩样的核磁共振成像图见如1-图6；其中，图1为1 号砾岩干样核磁共振成像图；图2为1号砾岩加水加压浸泡2h 后核磁共振成像图；图3为1号砾岩水加压浸泡24h后核磁共 振成像图；图4为2号砾岩干样核磁共振成像图；图5为2号 砾岩加0.2wt％实施例2提供的纳米乳液浸泡2h后核磁共振成 像图；图6为2号砾岩加0.2wt％实施例2提供的纳米乳液浸泡 24h后核磁共振成像图。图7示出了核磁共振t2谱。
[0098]
从图1-图7可以看出：1号岩心加压10mpa浸泡2h后， 纯净水进入了39.79％的可动孔隙空间。加压10mpa浸泡24h 后，纯净水进入了1号砾岩78.73％的可动孔隙空间。2号岩心 加压10mpa浸泡2h后，0.2wt％实施例2提供的纳米乳液水溶 液进入了75.05％的可动孔隙空间。加压10mpa浸泡24h后， 0.2wt％实施例2提供的纳米乳液水溶液进入了2号岩心98.76％ 的可动孔隙空间，0.2wt％实施例2提供的纳米乳液具有比水更 强的进入岩样内部孔隙空间的能力。
[0099]
试验例3
[0100]
将从现场取得的经过钻切的天然岩心进行洗油处理，洗油 采用蒸馏抽提法，按甲苯与酒精3:1的比例放至洗油仪中，经 高温冷凝循环过程对岩心进行抽提洗油，实验温度为90℃，实 验压力为大气压。将标记为3、4号岩心放置在配液用水中浸泡， 5、6号岩心浸泡于0.2wt％实施例2提供的纳米乳液水溶液中进 行浸泡渗，7、8号岩心浸泡于0.5wt％实施例2提供的纳米乳液 水溶液中进行浸泡渗吸实验。实验采用质量法进行，其原理为： 将饱和好地层原油的柱状岩心完全浸泡在水样(驱油剂溶液) 中并称得岩心在水样(驱油剂溶液)中的初始质量，受润湿性 和毛管力等作用影响，水(驱油剂溶液)将自发渗吸到岩心孔 隙中起到排油作用，整个过程中总孔隙体积不变，但受水(驱 油剂溶液)排油作用影响，岩心在水(驱油剂溶液)中的质量 将会增加，根据阿基米德浮力原理，排出油量等于岩心在水(驱 油剂溶液)中的质量增加量与油水密度差的比值，由此可算出 浸泡自发渗吸采收率，计算方法见式(1)所示。
[0101][0102]
式(1)中：r——浸泡自发渗吸采收率，小数；
[0103]vo
——岩心中总饱和油量，ml；
[0104]
△
m——岩心在水(驱油剂溶液)中的质量差，g；
[0105]
ρw、ρo——水(驱油剂溶液)密度，油密度，g/cm3；
[0106]
图8示出了3、4号岩心实验前、实验中、实验后照片(配液用 水)。图9示出了5、6号岩心实验前、实验中、实验后照片(0.2wt％ 实施例2提供的纳米乳液)；图10示出了7、8号岩心实验前、实验 中、实验后照片(0.2wt％实施例2提供的纳米乳液)。图11示出了 3，6，7号岩心渗吸采收率与渗吸时间关系曲线。图12示出了4，5， 8号岩心渗吸采收率与渗吸时间关系曲线。表4示出了岩心浸泡渗吸 实验。
[0107]
表4测试结果以及图8-图11表明，加入实施例2提供的纳米乳 液的采收率明显高于未加纳米乳液的采收率，0.2％的实施例2提供的 纳米乳液可提高采收率30％以上，随着实施例2提供的纳米乳液用 量的增加，采收率提高，但0.5％实施例2提供的纳米乳液仅比0.2％ 的纳米乳液采收率高5.65％，现场用量为0.2％即可。该实验进一步 表明，实施例2提供的纳米乳液由于其特殊的微小尺寸，更容易进 入细小孔喉，在表面活性剂分子的作用下，使岩心中的油更容易乳化 剥离。
[0108]
表4
[0109][0110]
试验例4
[0111]
根据gb/t 28912-2012岩石中两相流体相对渗透率测定方法设计 实验。按照模拟条件的要求，在油藏岩样上进行恒压差或恒速度水驱 油试验，在岩样出口端记录每种流体的产量和岩样两端的压力差随时 间的变化，用“j.b.n.”方法计算得到油-水相对渗透率，并绘制油-水相 对渗透率与含水饱和度的关系曲线。具体实验流程：(1)岩心烘干称 干重，然后抽真空20mpa饱和地层水，称湿重确定孔隙度和孔隙体 积；(2)连接装置完毕后加压10mpa，保证整个驱替系统无漏失；(3) 将岩心装入岩心夹持器，中间容器分别装入地层水和模拟油，围压保 持比驱替压力高3mpa，常温下恒温1d；(4)驱替入模拟油，确定合 适的速度，通过增加压差的方式找到比较合适的压差和驱替速度为 23.6mpa和0.03ml/min，直到不再出水确定岩心束缚水饱和度；(5) 将饱和模拟油的岩样在常温和油相稳定压力
15pv后岩心渗透率恢复到初始值。纳米乳液驱替后渗透率增加，说 明纳米乳液具有较好的增渗作用。
[0122]
试验例6
[0123]
将20-40目的石英砂洗净，烘干后与新疆原油按6:1混合均匀， 放置2h以上；在磨口刻度渗吸瓶中加入0.2％纳米乳液500ml，在90℃ 下恒温60min；加入14g左右油砂在90℃下洗油，观察并记录洗出油 量。对比同浓度下纳米乳液与常规驱油剂(js-02)洗油性能。
[0124]
表7
[0125][0126]
图17示出了油砂洗油实验结果(左图为js-02、右图为纳米乳 液驱油剂)；通过油砂洗油实验研究了纳米驱油剂剥离油膜的能力， 从实验结果看，纳米乳液驱油剂的洗油效果明显，当浓度为0.2％时， 洗油率达到了46.76％，而0.2％js-02洗油率为11.68％。
[0127]
试验例7
[0128]
将岩心处理后，测试渗透率后饱和水、饱和油，采用不同驱替介 质驱替，读取出油量，计算采收率。
[0129]
表8
[0130][0131]
表9
[0132][0133]
动态驱替实验表明，水驱8pv时原油采收率仅为54.32％，水驱 4pv后改成0.2％纳米乳液驱4pv，原油采收率为64.55％，比水驱提高 了10.23％；若全部采用0.2％纳米乳液驱8pv，原油采收率为72.38％， 比水驱提高了18.06％。
[0134]
试验例8
[0135]
通过优选压裂返排液 不同驱油剂进行现场试验，评价纳米乳液 驱油效果，为后
期重复压裂增能、注液吞吐等试验提供依据。优选玛 18区块艾湖1断块2口井地质及工程条件相似的xx6和xx7井进行了 试验，两口井施工前均无产量，调关。
[0136]
表10
[0137][0138][0139]
注入量为亏空量50％。同时采取低排量条件下注入，注入排量1～ 2m3/min。
[0140]
表11
[0141]
项目xx6xx7亏空量，m31053312083.2注入介质常规驱油剂纳米乳液注入浓度同成本下浓度0.2％注入量，m350005500注入排量，m3/min1-21-2注入限压，mpa6060焖井时间，d15-2015-20
[0142]
xx6(常规驱油剂)，焖井至压力平衡后开井，见油时间6天，自 喷期115d，产油202.3t，后转抽生产，累产油578.5t，累产液1932.6t， 返排率24.08％。
[0143]
xx7(纳米乳液)，焖井至压力平衡后开井，见油时间2天，自喷 期112d，产油363.8t，后转抽生产，累产油899.8t。累产液1718.3t， 返排率14.88％。
[0144]
图18和图19分别示出了xx6、xx7井生产曲线。通过矿场试验 表明，xx7井产油量更高，返排率更低，说明纳米乳液渗吸置换效果 更好，也证明纳米乳液驱油剂吞吐效果优于常规驱油剂。
[0145]
试验例9
[0146]
通过新井压裂前置注入纳米乳液与不注入纳米乳液进行对比实 验，判断纳米乳液对于新井压裂能够起到增产增效的作用提供依据。 选择玛18区块地质条件相近的两组邻井进行对照实验，4口井均为 新井压裂。图20和图21分别示出了xxh1井与xxh2井生产曲线；xxh1 井前置液加入纳米乳液与xxh2井不加纳米乳液焖井10d后开井生产， xxh1井与xxh2井对比，加纳米乳液的xxh1后快速见油，含水率快 速下降，短期平均日产油水平高。
[0147]
图22和图23分别示出了xxh3井与xxh4井生产曲线；xxh3井 加入纳米乳液与xxh4井不加纳米乳液，焖井1d后开井生产，xxh3 井与xxh4井对比，生产水平比较接近，其原因是焖井时间短，纳米 乳液未能有效进入孔喉内部进行，导致油水置换不充分。
[0148]
通过对比xxh1井与xxh2井表明，在新井压裂前置注入纳米乳液 后快速见油，含水率快速下降，短期平均日产油水平高。同时两个井 组试验表明焖井时间有利于纳米乳液进入孔喉进行驱油置换。
[0149]
以上所述仅为本技术的优选实施例而已，并不用于限制本 申请，对于本领域的技术人员来说，本技术可以有各种更改和 变化。凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同 替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。