專利名稱：一種油田用防水鎖劑及其制備方法
技術領域：
本發明涉及油氣井鉆井、油氣田開發技術領域，特別涉及一種用于油田鉆井、完井、修井、注水及提高采收率等作業過程的防水鎖劑及其制備方法。
背景技術：
在低滲透油田鉆井、完井、試油、修井、酸化、壓裂等作業過程中，由于水基工作液液柱壓力大于地層孔隙壓力，在正壓差作用下，導致工作液中的部分流體(主要是水)進入儲層水潤濕的孔道中產生水鎖效應，增加油氣向井筒匯聚的滲流阻力。另外，油藏巖石多為水潤濕，也會發生水的自吸效應，將井筒工作液中的水相吸入油藏巖石的油氣滲流通道中，將儲層油氣推向地層深部，改變了井眼周圍油氣水的分布，引起油氣相對滲透率降低，最終導致油氣采收率下降。水鎖效應的大小主要決定于油藏巖石的毛細管阻力(^ = —C0S^ )，而毛細管阻
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力Pc與油水或氣水界面張力O成正比，因此，油水或氣水界面張力越低，毛細管阻力越小，水鎖效應越弱；另外，水與巖石表面接觸角0越接近90° (即中性潤濕狀態)，毛細管阻力Pc越接近于O。因此，可以通過降低油水或氣水界面張力O和將巖石表面轉化為中性潤濕兩種方法來降低油藏巖石的毛細管阻力Pc，從而達到降低水鎖效應的目的。這就需要向入井工作液中加入防水鎖劑，以降低巖石毛細孔中氣水界面張力(即水的表面張力)和油水界面張力，并將巖石毛細孔表面轉化為中性潤濕，從而減輕水鎖效應，提高油氣采收率。
發明內容
本發明主要目的是解決上述問題，提供一種油田用防水鎖劑及其制備方法。為了達到上述目的，本發明提供的技術方案是一種用于油田用防水鎖劑的制備方法，包括以下步驟首先在攪拌混合器中加入需要量1/3 1/2水，加熱至70 80°C，按照計量加入非離子表面活性劑，攪拌0. 5 lh，使其混合均勻；然后加入兩性表面活性劑，保溫攪拌均勻；最后加入有機極性物，攪拌0. 5 Ih ;補足需要加入的水量，攪拌10 15min ;降溫至30 40°C，出料，得到成品；其中非離子表面活性劑用量為(質量分數)15% 25% ;兩性表面活性劑用量為3% 5%的；有機極性物用量為1% 2% ;水用量為70% 80%。所述制備方法，所述非離子表面活性劑為脂肪醇聚烷氧基醚，其通式為R(OA)XR'，其中R為C6 Cltl烴基或它們的混合物，R可以是直鏈結構，也可以是支鏈結構，OA是C1 C4的線性烷氧基或者非線性烷氧基，X為2 50，R'是羥基或者是C1 C4的線性烷氧基，或者芳基烷氧基。線性烷氧基是指烷氧基中的C-O鏈，是以直鏈(-CH2-O-)形式存在；非線性烷氧基是指烷氧基中的C-O鏈，以支鏈(-CHR1-O-)形式存在，其中R1可以是-CH3,-C2H5
坐寸o 所述制備方法，所述非離子表面活性劑是烷基糖苷，其通式為RO(C6H11O5)y，其中R為C6 Cltl的烴基或它們的混合物，y為0. 8 2。所述制備方法，所述兩性表面活性劑為甜菜堿型表面活性劑，其通式為R1R2R3N+A^其中RpR2、R3是C6 C10的烴基，HR3的碳數可以相同，也可以不同；A_是C1 C8的羧基或者C1 C8的磺基或者C1 C8的羥基磺基。所述制備方法，所述有機極性物包為脂肪醇通式為R4OH;或者脂肪酸通式為R5COOH,其中R4、R5為C6 C14的烴基或它們的混合物。所述制備方法，所述水可以使用自來水或蒸餾水或去離子水。所述制備方法，產品中的表面活性劑都以100%活性物計算，產品中水包括原料中的水和配制產品時加入的水。 本品能有效降低巖石毛細孔中氣水界面張力(即水的表面張力)和油水界面張力，并將巖石毛細孔表面轉化為中性潤濕，從而減輕水鎖效應，提高油氣采收率。
具體實施例方式以下結合具體實施例，對本發明進行詳細說明。實施例I :I)在IL高壓釜中投入異己醇130g，催化劑(NaOH)O. 5g，開啟攪拌，通氮氣置換空氣;2)升溫至150°C，通入環氧乙烷，反應壓力維持在0.4MPa，至環氧乙烷加入量為336g,關閉環氧乙燒進料閥,保溫老化30min ；3)然后通入環氧丙烷，直至加入量221g，關閉進料閥門，老化30min ;4)降溫至60°C，出料，得到異己基聚氧乙烯-聚氧丙烯醚(C6H13(C2H4O)6(C3H6O)3OH)680go實施例2:I)在IL高壓釜中投入2-乙基-己醇130g，按照實施例I的方法，先后加入環氧丙烷232g，環氧乙烷264g，得到2-乙基-己基聚氧乙烯-聚氧丙烯醚(C6H13 (C2H4O) 6 (C3H6O) 40H)610g。2)在IL高壓釜中投入I)合成的2-乙基-己基聚氧乙烯-聚氧丙烯醚(C6H13(C2H4O)6(C3H6O)4OH)樣品250g,顆粒NaOH 22. 9g，在攪拌下升溫，同時保持真空度0. 95 0. 98MPa，升溫到140。。，反應32h，然后降溫到100°C，加入溴丁烷65g，反應I. 5h，降溫至60°C，出料，得到2-乙基-己基聚氧乙烯-聚氧丙烯丁醚(C8H17(C3H6O)4(C2H4O)6OC4H9)298g0實施例3 I)在2L的攪拌混合器中加入400g蒸餾水，加熱至70°C ；2)然后加入實施例2合成的非離子表面活性劑——2-乙基-己基聚氧乙烯-聚氧丙烯丁醚(C8H17 (C3H6O) 4 (C2H4O) 60C4H9) 220g,己基糖苷(含量50 %，重量百分數，下同)40g，攪拌0. 5h,混合均勻；3)加入兩性表面活性劑——N，N- 二甲基-辛癸基羧基甜菜堿(含量50% )80g，保溫攪拌均勻后，加入有機極性物異癸醇12g，攪拌0. 5h ；4)補加水至總質量1200g，攪拌IOmin ；
5)降溫至30 40°C，出料，得到活性物含量為24. 3%的成品防水鎖劑1200g。實施例4 6 :工藝過程同實施例3，原 材料加量配比如下對于實施例4 :非離子表面活性劑——異己基聚氧乙烯-聚氧丙烯醚(C6H13(C2H4O)6(C3H6O)3OH) 140g，己基糖苷(含量50% ) 20g，兩性表面活性劑——N，N_ 二甲基-辛癸基羧基甜菜堿(含量50 % ) 80g,有機極性物——異癸醇15g，水745g，配制得成品防水鎖劑lOOOg，活性物含量20. 5%。對于實施例5 :非離子表面活性劑一異己基聚氧乙烯-聚氧丙烯甲醚(C6H13 (C2H4O) 6 (C3H6O) 3CH3)(實例2合成產品的同系物)，290g,辛-癸基糖苷(含量50% )20g，兩性表面活性劑——N，N-二甲基-辛基羥基甜磺基菜堿(含量50% )72g，有機極性物——辛-癸酸12g，水806g，配制得成品防水鎖劑1200g，活性物含量29. 0%。對于實施例6 :非離子表面活性劑——異己基聚氧乙烯-聚氧丙烯醚(C6H13(C2H4O)6(C3H6O)3OH) 185g，己基糖苷(含量50% )20g，兩性表面活性劑——N，N_ 二甲基-辛癸基羧基甜菜堿(含量50 % ) 80g,有機極性物——異癸醇15g，水700g，配制得成品防水鎖劑lOOOg，活性物含量25. 0%。評價方法與測試結果把實施例3 6制備的防水鎖劑配制成樣品濃度為I %水溶液(防水鎖劑看做純樣品)，在室溫(25°C )條件下用接觸角測量儀測定其在玻璃板(模擬石英砂巖)表面的接觸角，用表面張力儀測其表面張力(吊環法)，用TX500界面張力儀測定其與原油樣品(原油粘度0. 963mPa. s,油水密度差0. 036g/cm3，轉速5000r/min，溫度50°C )的界面張力。測試結果如表I所示。從表I可以看出，4個樣品均能有效降低表面張力和油水界面張力，并能將玻璃板表面維持在中性潤濕狀態。其中實施例5樣品降低表面張力和界面張力的效果最好，實施例6和實施例4樣品可將接觸角維持在接近90°。表I
權利要求
1.一種用于油田用防水鎖劑的制各方法，其特征在于，包括以下步驟 首先在攪拌混合器中加入需要量1/3 1/2水，加熱至70 80°C，按照計量加入非離子表面活性剤，攪拌O. 5 lh，使其混合均勻；然后加入兩性表面活性剤，保溫攪拌均勻 ’最后加入有機極性物，攪拌O. 5 Ih ;補足需要加入的水量，攪拌10 15min ;降溫至30 40°C，出料，得到成品；其中非離子表面活性劑用量為(質量分數)15% 25%;兩性表面活性劑用量為3% 5%的；有機極性物用量為1% 2% ;水用量為70% 80%。
2.如權利要求I所述制備方法，其特征在于，所述非離子表面活性劑為脂肪醇聚烷氧基醚，其通式為R(OA)xR'，其中R為C6 Cltl烴基或它們的混合物，R可以是直鏈結構，也可以是支鏈結構，OA是C1 C4的線性烷氧基或者非線性烷氧基，X為2 50，R'是羥基或者是C1 C4的線性烷氧基，或者芳基烷氧基。
3.如權利要求I所述制備方法，其特征在于，所述非離子表面活性劑是烷基糖苷，其通式為RO(C6H11O5)y，其中R為C6 Cltl的烴基或它們的混合物，y為O. 8 2。
4.如權利要求I所述制備方法，其特征在于，所述兩性表面活性劑為甜菜堿型表面活性劑，其通式為R1R2R3Nl，其中HR3是C6 Cltl的烴基，HR3的碳數可以相同，也可以不同；A_是C1 C8的羧基或者C1 C8的磺基或者C1 C8的羥基磺基。
5.如權利要求I所述制備方法，其特征在干，所述有機極性物包為脂肪醇通式為R4OH ;或者脂肪酸通式為R5COOH,其中R4、R5為C6 C14的烴基或它們的混合物。
6.如權利要求I所述制備方法，其特征在于，所述水可以使用自來水或蒸餾水或去離子水。
7.如權利要求I所述制備方法，其特征在于，產品中的表面活性劑都以100%活性物計算，產品中水包括原料中的水和配制產品時加入的水。
8.根據權利要求I 7所述的方法制得的油田用防水鎖劑。
全文摘要
本發明公開了一種油田用防水鎖劑，其制備方法為主要由質量分數為15％～25％的非離子表面活性劑、3％～5％的兩性表面活性劑、1％～2％有機極性物和70％～80％的水在一定條件下復配而成。即，在攪拌混合器中加入需要量1/3～1/2水，加熱至70～80℃，按照計量加入非離子表面活性劑，攪拌0.5～1h，使其混合均勻；然后加入兩性表面活性劑，保溫攪拌均勻；最后加入有機極性物，攪拌0.5～1h；補足需要加入的水量，攪拌10～15min；降溫至30～40℃，出料，得到成品。本品能有效降低巖石毛細孔中氣水界面張力和油水界面張力，并將巖石毛細孔表面轉化為中性潤濕，從而減輕水鎖效應，提高油氣采收率。
文檔編號C09K8/03GK102634324SQ201210093359
公開日2012年8月15日 申請日期2012年3月27日 優先權日2012年3月27日
發明者張德文, 張德武, 張忻, 王富華, 王瑞和, 譚學超 申請人:中國石油大學(華東), 青島長興化工有限公司