一种选择性调驱剂及其制备方法与流程-j9九游会真人

文档序号:35695573发布日期:2023-10-11 18:39阅读:24来源:国知局


1.本发明属于石油开采技术领域,具体涉及一种选择性调驱剂及其制备方法。


背景技术:

2.随着三次采油开发的进程,地层水或注入水的不断推进导致油田单层水舌突进,油井含水上升快,导致油藏采收率低。目前注水井调剖是油井控油、稳产的重要措施。目前大多调驱剂分为凝胶和无机有机颗粒两类,它们通过堵塞孔道和裂缝来改变吸水剖面。
3.国内外目前应用的调驱剂种类很多,包括粘弹性弱凝胶类,泡沫类和聚合物微球类,相关对应专利有:公开号为cn101712865a,发明名称为“一种粘弹性弱凝胶调驱剂;公开号为c n 1 0 1 3 1 4 7 1 0,专利名称为“泡沫调驱剂、驱油体系以及驱油方法”;公开号为cn102504793a,专利名称为“一种核壳型聚合物微球调驱剂及制备方法”等调驱剂。但在现场应用中存在着以下缺点或不足:1)粘弹性弱凝胶类调驱剂成胶时间短,容易在近井地带形成封堵,无法达到深部调驱目的,同时,虽然堵住了水窜通道,但容易污染油层和低渗透层,导致措施后注水和采油作业受影响,严重的甚至可能导致油水井报废。泡沫类调驱剂存在发泡不易控制、地层条件下发泡难等问题。聚合物微球类调驱剂存在调驱能力弱,不适用于高孔、高渗储层等局限问题。
4.2)注入的调驱剂对油水层均不能实现选择性封堵(即堵水而不堵油),而是笼统将油水层一起封堵,导致部分潜力油层无法启动生产。


技术实现要素:

5.本发明的目的是在于提供一种选择性调驱剂,克服现有技术中存在的上述技术问题。
6.本发明的另一个目的在于提供一种选择性调驱剂的制备方法,发生聚合反应,形成纳微米及网状颗粒。
7.为此,本发明提供的技术方案如下:一种选择性调驱剂,由水相和油相混合形成乳液后加入引发剂引发聚合而成,其中,水相的重量份数为31-52份,油相的重量份数为48-69份;所述水相包括去离子水、司盘、吐温80、聚氧乙烯醚、氧化剂、还原剂和偶氮二异丁腈;所述油相包括分散剂、单体、油酸、马来酸酐和纳米二氧化硅。
8.所述水相中各组分的重量份数如下:去离子水400-700份,司盘50-150份,吐温80为100-130份,聚氧乙烯醚100-300份,氧化剂10-30份,偶氮二异丁腈5-10份,还原剂5-10份。
9.所述油相中各组分的重量份数如下:分散剂 400-600份,单体150-200份,油酸50-300份,马来酸酐50-100份,纳米二氧化硅50-100份。
10.所述司盘为司盘60或司盘80。
11.所述还原剂为硫酸亚铁或焦亚硫酸钠。
12.所述氧化剂为叔丁基过氧化氢或质量分数为40%的过硫酸铵。
13.所述分散剂为柴油或白油。
14.所述单体为苯乙烯或丙烯苯。
15.一种选择性调驱剂的制备方法,包括以下步骤:步骤1)在容器中依次加入去离子水、司盘、吐温80、聚氧乙烯醚、氧化剂和偶氮二异丁腈,搅拌均匀得到水相;步骤2)将分散剂、单体、油酸、马来酸酐和纳米二氧化硅混合搅拌均匀得到油相;步骤3)将搅拌均匀的油相放入均质器下,在均质速度为2000-6000r/min条件下加入水相,均质25-30min得到乳液;步骤4)在搅拌速度为100-150 r/min条件下,对乳液通持续同氮气20-30min;步骤5)将乳液升温至28-30℃后,加入还原剂,同时将搅拌速度提高至500-600r/min;步骤6)待乳液温度超过60℃后,将转速降低至100-150r/min,持续反应1-1.5h,得到乳白色液体,即得。
16.本发明的有益效果是:本发明提供的这种选择性调驱剂具有一般选择性材料的特性,该选择性堵水剂随着注水进入高含水层,在裂缝、孔吼处,单个颗粒直接封堵或多个颗粒形成桥架结构,在孔隙介质中形成物理堵塞,降低水相相对渗透率。同时该调驱剂含有大量的亲油基团,并具有网络结构的分子,注入地层后,当遇到水层时,水分子不会进入网络结构内部造成溶胀或溶解;而当它遇到油层时则会发生溶解,不影响油层渗流能力,因此有利于水驱提高原油采收率,具有选择性调驱的功能。
17.本发明方法通过将水相和油相均质乳化形成o/w型乳液,然后加入还原剂,利用乳液聚合的方式,制备出纳微米的选择性堵剂,该堵剂按照质量分数0.2%~0.5%注入地层后,随着注入水进入地层,逐渐堆积封堵水流通道,改变水流方向,逐渐进入油藏深部,与原油相遇后溶解,实现深部调驱的目的。
18.下面将结合做进一步详细说明。
具体实施方式
19.以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式,本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
20.现介绍本发明的示例性实施方式,然而,本发明可以用许多不同的形式来实施,并且不局限于此处描述的实施例,提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本发明,并且向所属技术领域的技术人员充分传达本发明的范围。对于表示在示例性实施方式中的术语并不是对本发明的限定。
21.除非另有说明,此处使用的术语(包括科技术语)对所属技术领域的技术人员具有通常的理解含义。另外,可以理解的是,以通常使用的词典限定的术语,应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义,而不应该被理解为理想化的或过于正式的意义。
22.实施例1:
本实施例提供了一种选择性调驱剂,由水相和油相混合形成乳液后加入引发剂引发聚合而成,其中,水相的重量份数为31-52份,油相的重量份数为48-69份;所述水相包括去离子水、司盘、吐温80、聚氧乙烯醚、氧化剂、还原剂和偶氮二异丁腈;所述油相包括分散剂、单体、油酸、马来酸酐和纳米二氧化硅。
23.本发明利用乳液聚合的方式,制备出纳微米的选择性堵剂,将该堵剂注入地层后,随着注入水进入地层,逐渐堆积封堵水流通道,改变水流方向,逐渐进入油藏深部,与原油相遇后溶解,实现深部调驱的目的。其中,选择去离子水是防止聚合反应过程中的氯离子等对聚合物形成产生影响。
24.实施例2:在实施例1的基础上,本实施例提供了一种选择性调驱剂,所述水相中各组分的重量份数如下:去离子水400-700份,司盘50-150份,吐温80为100-130份,聚氧乙烯醚100-300份,氧化剂10-30份,偶氮二异丁腈5-10份,还原剂5-10份。
25.所述油相中各组分的重量份数如下:分散剂 400-600份,单体150-200份,油酸50-300份,马来酸酐50-100份,纳米二氧化硅50-100份。
26.所述司盘为司盘60或司盘80。
27.所述还原剂为硫酸亚铁或焦亚硫酸钠。
28.所述氧化剂为叔丁基过氧化氢或质量分数为40%的过硫酸铵。
29.所述分散剂为柴油或白油。
30.所述单体为苯乙烯或丙烯苯。
31.实施例3:在实施例2的基础上,本实施例提供了一种选择性调驱剂,水相和油相的重量份数分别为50份和50份,其中,水相包括以下重量份数的物质:去离子水410份,司盘150份,吐温80为100份,聚氧乙烯醚300份,氧化剂30份,偶氮二异丁腈10份,还原剂10份。其中,聚氧乙烯醚的相对分子量范围为400-500。
32.油相包括以下重量份数的物质:分散剂 400份,单体150份,油酸300份,马来酸酐100份,纳米二氧化硅50份。
33.在本实施例中,司盘为司盘60,还原剂为硫酸亚铁,氧化剂为叔丁基过氧化氢,分散剂为柴油,单体为苯乙烯。
34.制备过程包括以下步骤:步骤1)在容器中依次加入配方量的去离子水、司盘、吐温80、聚氧乙烯醚、氧化剂和偶氮二异丁腈,搅拌均匀得到水相;步骤2)将配方量的分散剂、单体、油酸、马来酸酐和纳米二氧化硅混合搅拌均匀得到油相;步骤3)将搅拌均匀的油相放入均质器下,在均质速度为2000-6000r/min条件下加入水相,均质25-30min得到乳液;步骤4)在搅拌速度为100-150 r/min条件下,对乳液通持续同氮气20-30min;步骤5)将乳液升温至28-30℃后,加入还原剂,同时将搅拌速度提高至500-600r/min;步骤6)待乳液温度超过60℃后,将转速降低至100-150r/min,持续反应1-1.5h,得
到乳白色液体,即得。
35.本发明原理:水相中水、司盘、吐温80、聚氧乙烯醚等采用物理搅拌的方式混合均匀形成整体水相,油相中分散剂、单体、油酸等采用物理搅拌、溶解形成油相后,再将油相、水相混合在一起采用搅拌形成乳液,然后加入引发剂进行引发聚合,使乳液中不饱双键进行加成反应,形成纳微米及网状颗粒。其中司盘、吐温、聚氧乙烯醚等作为油水相乳化剂相互协同使油相水相形成较为稳定的微乳液体系;油相中单体、油酸、马来酸酐作为待聚物,在加入引发剂后形成交联网状颗粒。
36.实施例4:在实施例2的基础上,本实施例提供了一种选择性调驱剂,水相和油相的重量份数分别为45.6份和48份,其中,水相包括以下重量份数的物质:去离子水650份,司盘50份,吐温80为130份,聚氧乙烯醚100份,氧化剂10份,偶氮二异丁腈5份,还原剂5份。其中,聚氧乙烯醚的相对分子量范围为400-500。
37.油相包括以下重量份数的物质:分散剂 600份,单体200份,油酸50份,马来酸酐50份,纳米二氧化硅100份。
38.制备过程同实施例3。
39.在本实施例中,司盘为司盘80,还原剂为焦亚硫酸钠,氧化剂为质量分数为40%的过硫酸铵,分散剂为白油,单体为丙烯苯。
40.实施例5:在实施例2的基础上,本实施例提供了一种选择性调驱剂,水相和油相的重量份数分别为44.5份和50份,其中,水相包括以下重量份数的物质:去离子水500份,司盘100份,吐温80为120份,聚氧乙烯醚240份,氧化剂20份,偶氮二异丁腈10份,还原剂10份。其中,聚氧乙烯醚的相对分子量范围为400-500。
41.油相包括以下重量份数的物质:分散剂 450份,单体150份,油酸250份,马来酸酐80份,纳米二氧化硅70份。
42.制备过程同实施例3。
43.在本实施例中,司盘为司盘60,还原剂为焦亚硫酸钠,氧化剂为叔丁基过氧化氢,分散剂为柴油,单体为丙烯苯。
44.实施例6:在实施例2的基础上,本实施例提供了一种选择性调驱剂,水相和油相的重量份数分别为35份和50份,其中,水相包括以下重量份数的物质:去离子水400份,司盘60份,吐温80为100份,聚氧乙烯醚120份,氧化剂10份,偶氮二异丁腈10份,还原剂5份。其中,聚氧乙烯醚的相对分子量范围为400-500。
45.油相包括以下重量份数的物质:分散剂 500份,单体180份,油酸170份,马来酸酐70份,纳米二氧化硅80份。
46.制备过程同实施例3。
47.在本实施例中,司盘为司盘80,还原剂为硫酸亚铁,氧化剂为质量分数为40%的过硫酸铵,分散剂为白油,单体为苯乙烯。
48.为了对本发明效果做进一步详细说明,对实施例3-6制备的选择性调驱剂性能进
行测试,并与聚丙烯酰胺类微凝胶调驱剂(对比例)进行比较,测试结果见表1。其中,聚丙烯酰胺类微凝胶调驱剂制备方法:丙烯酰胺等单体溶解在水中后,经过加入引发剂升温聚合形成凝胶块,然后用胶体磨或者其他造粒设备将其制成微米级尺寸的产品。
49.1、粒径测量:采用马尔文激光粒度仪,以动态光散射原理进行测量。在柴油等溶剂中分散后测粒径。
50.2、油溶性、水溶性测量:将选择性堵水调驱及进行离心,分离出有效物质,然后分别放置于煤油、去离子水中搅拌48h,然后用中速定量滤纸抽滤、烘干、称量计算其油溶率和水溶率。其中,油溶性测试时,将调驱剂在煤油中放置48h(25℃)进行测量;将调驱剂在去离子水中放置48h(25℃)测量水溶性。
51.3、伸长率:将分离出的有效物进行二次处理,然后用裁刀切成一定尺寸的条形状,用拉力测试仪进行测试其伸长率。
52.表1调驱剂技术指标粒径小(50~200nm)是保证选择性调驱剂进入地层深部的前提,油溶性和水溶性是选择性堵水的重要技术指标和理论支撑数据,伸长率是保障调驱剂在水流通道中进行封堵的强度技术指标。
53.由测试结果可知,与聚丙烯酰胺类微凝胶调驱剂相比较,本发明选择性调驱剂一是粒径小,能有效随着注入水进入地层;二是溶于油不溶于水,具有选择性调驱功能,能有效封堵水流通道;三是拉伸率高可达200%以上,因此封堵强度高,可以有效封堵水流孔隙。同时在室内评价时,后续注入油后能有效解除封堵,不会影响永久性封堵。
54.本发明选择性堵水剂按照质量百分比0.2~0.5%注入地层后,随着注水进入高含水层,在裂缝、孔吼处,单个颗粒直接封堵或多个颗粒形成桥架结构,在孔隙介质中形成物理堵塞,降低水相相对渗透率。同时该调驱剂含有大量的亲油基团,并具有网络结构的分子,注入地层后,当遇到水层时,水分子不会进入网络结构内部造成溶胀或溶解;而当它遇到油层时则会发生溶解,不影响油层渗流能力。
55.以上例举仅仅是对本发明的举例说明,并不构成对本发明的保护范围的限制,凡是与本发明相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。
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