一種自生熱泡沫體系及其制備方法與應用的制作方法
【專利摘要】本發明涉及一種自生熱泡沫體系及其制備方法與應用，由基液和反應液組成，基液和反應液的體積比為(0.8～1.2)∶(0.6～1.5)；基液包括如下重量份的原料組成：氯化銨10～20份，水50份，起泡劑0.3～2.0份，檸檬酸0.01～1份；反應液包括如下重量份的原料組成：亞硝酸鈉15～28份，水50份。本發明無需制氮設備及泡沫發生器，對于地面設備要求大大降低；同時在注入過程中不發生反應，不產生泡沫，可以降低井筒內摩阻；此外，反應產生大量氣體和熱量，封堵調剖作用強于常規泡沫，實驗室條件下，驅替中可以使得地層溫度上升10℃以上，降粘解堵作用強。
【專利說明】一種自生熱泡沬體系及其制備方法與應用
【技術領域】
[0001 ] 本發明涉及一種自生熱泡沫體系及其制備方法與應用，屬于油氣田開發工程【技術領域】。
【背景技術】
[0002]我國發現的油田大部分都具有非均質特點，注水開發后，含水上升快，水淹嚴重，油藏水驅采收率低，高低滲油層開采情況差別很大，在中低滲部位剩余油飽和度仍然較高，因此，油藏非均質性是影響油田開發的一個重要問題。
[0003]近年來，泡沫流體在石油開發中應用越來越廣，在鉆井，壓裂、酸化、解堵、調剖、驅油等各方面都起到了重要的作用。其中，其“堵大不堵小，堵水不堵油”的特性，對于改善非均質油藏產液剖面，降低含水率，提高中低滲儲層驅替效率，提高采收率作用明顯。 [0004]然而，在一些情況下常規注氮氣泡沫技術的應用受到限制。主要存在以下一些問題:深井油藏開采中，由于注入壓力較高，對于地面設備有較高要求，常規泡沫發生系統(主要由制氮設備和泡沫發生器組成)，往往達不到施工目的；稠油油藏開采中，由于稠油本身流動性較差，需要注入熱流體降低原油粘度，增加原油流動性，而普通泡沫調驅一般不能攜帶熱量，對稠油的開發效果較差；海上油田開采過程中，海洋平臺受空間、安全等因素制約，而制氮設備并未得到大規模普及。在這些情況下泡沫流體的應用受到了制約。
[0005]化學生熱技術是指通過化學反應產生熱量的一種或多種化學體系，已經在油田中，特別是稠油開采、壓裂、清蠟解堵中得到了應用，主要是利用產生的熱量降低原油粘度，溶解有機堵塞，避免冷傷害。同時，大部分生熱體系都會伴隨著大量氣體的產生，氣體對于增加地層能量具有重要作用。
【發明內容】
[0006]針對現有技術中的不足，本發明提供一種自生熱泡沫體系及其制備方法與應用。
[0007]本發明提供的泡沫體系利用化學生熱體系產生的熱量和氣體產生泡沫，具有泡沫流體的諸多性質，同時能很好的解決深井、稠油和海上油田開采中遇到的問題。
[0008]本發明的技術方案如下:
[0009]一種自生熱泡沫體系，由基液和反應液組成，所述的基液和反應液的體積比為(0.8 ~1.2): (0.6 ~1.5)；
[0010]所述的基液包括如下重量份的原料組成:
[0011]氯化銨10~20份，水50份，起泡劑0.3~2.0份，檸檬酸0.01~1份；
[0012]所述的反應液包括如下重量份的原料組成:
[0013]亞硝酸鈉15~28份，水50份。
[0014]根據本發明，優選的，所述的基液包括如下重量份的原料組成:
[0015]氯化銨12~18份，水50份，起泡劑0.5~1.0份，檸檬酸0.025~0.5份。
[0016]根據本發明，優選的，所述的反應液包括如下重量份的原料組成:[0017]亞硝酸鈉18~25份，水50份。
[0018]根據本發明，優選的，所述的基液包括如下重量份的原料組成:
[0019]氯化銨16份，水50份，起泡劑0.7份，檸檬酸0.05份。
[0020]根據本發明，優選的，所述的反應液包括如下重量份的原料組成:
[0021 ] 亞硝酸鈉20份，水50份。
[0022]根據本發明，優選的，所述的基液和反應液的體積比為(0.9~1.0):(0.8~1.0)。
[0023]本發明中用到起泡劑應當具備以下性能:
[0024]①在氯化銨溶液、亞硝酸鈉溶液以及混合反應后的溶液中均具有穩定的起泡性能，要求起泡劑具有較強的耐鹽作用；
[0025]②由于反應放熱，要求起泡劑溶液具有一定的耐溫性能，一是要能在一定溫度下具有較好的起泡性能，二是在放熱環境中能具有持續穩定的起泡能力。
[0026]本領域普通技術人員根據上述要求可以選擇普通市售的具有耐溫耐鹽作用的起泡劑。
[0027]根據本發明，優選的，所述的起泡劑為ZYGK-3，基液和反應液混合后體系中起泡劑的濃度為0.7wt%。
[0028]根據本發明，上述自生熱泡沫體系的制備方法，步驟如下:
[0029]按重量配比，將氯化銨、起泡劑、檸檬酸和水攪拌混合均勻，得基液；將亞硝酸鈉和水攪拌混合均勻，得反應液。
[0030]根據本發明，上述自生熱泡沫體系可以作為暫堵劑和降粘劑或解堵劑應用于油田開發，尤其是應用于油田三次采油。
[0031 ] 本發明使用時，將基液和反應液同時注入地層，基液和反應液在地層中接觸反應(溫度60°C反應開始劇烈)，得到自生熱泡沫體系并起到相應作用。
[0032]本發明的優良技術效果:
[0033]1、本發明的自生熱泡沫體系對于地面設備要求大大降低。有別于常規注泡沫開采技術，是一種地下起泡方式，不需復雜的制氮設備及泡沫發生器等設備，而是起泡劑溶液連同生熱體系同時注入地層，利用兩種化學藥劑在地下反應產生穩定的泡沫，節省大量人工成本。可以有效解決海上平臺空間有限問題，稠油冷傷害及深井油藏注入困難問題。同時對于常規油藏也能發揮很好的作用。
[0034]2、本發明的自生熱泡沫體系，可以降低井筒內摩阻。常規注泡沫，由于泡沫的摩阻較高造成注入壓力高，從而井筒內壓力較高，本發明的自生熱泡沫體系，在注入過程中不發生反應，不產生泡沫，井筒內摩阻降低。
[0035]3、本發明的自生熱泡沫體系，在地層中作用較強。兩種制備的溶液注入地層后，在檸檬酸的作用下發生化學反應，產生氮氣、水和氯化鈉，并釋放大量熱。反應產生的氮氣在加入優選出的耐鹽起泡劑下迅速形成穩定的泡沫，首先，泡沫進入高滲層，產生封堵作用，高低滲注入剖面逐漸趨于均勻，從而實現泡沫調剖作用，封堵調剖作用強于常規泡沫(3倍以上)；反應產生的熱量，實驗室條件下，驅替中可以使得地層溫度上升10°C以上，對于降低原油粘度、解除近井有機堵塞作用顯著，而燜井后效果更佳；反應產物氯化鈉，對于地層傷害小，同時此反應具有可控制的特點，可以通過控制催化劑濃度，注入速度等來實現對于反應產氣產熱的控制。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0036]圖1為本發明實驗例I中自生熱泡沫體系注入1#巖心阻力因子隨自生熱泡沫體系注入量的變化曲線。
[0037]圖2為本發明實驗例I中自生熱泡沫體系注入1#巖心的溫度隨自生熱泡沫體系注入量的變化曲線。
[0038]圖3為本發明實驗例I中常規泡沫注入1#巖心阻力因子隨自生熱泡沫體系注入量的變化曲線。
[0039]圖4為本發明實驗例I中自生熱泡沫體系注入2#巖心阻力因子隨自生熱泡沫體系注入量的變化曲線。
[0040]圖5為本發明實驗例I中自生熱泡沫體系注入2#巖心的溫度隨自生熱泡沫體系注入量的變化曲線。
[0041]圖6為本發明實驗例I中常規泡沫注入2#巖心阻力因子隨自生熱泡沫體系注入量的變化曲線。
[0042]圖7為本發明實 驗例2中累積流量隨自生熱泡沫體系注入量的變化曲線。
[0043]圖8為本發明實驗例2中出口分流量隨自生熱泡沫體系注入量的變化曲線。
【具體實施方式】
[0044]以下為結合具體實施例對本發明做的進一步說明，但是本發明所要求保護的范圍并不局限于實施例所涉及的范圍。
[0045]實施例中所用的起泡劑均為起泡劑ZYGK-3，青田中野天然植物科技有限公司有
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[0046]實施例1
[0047]—種自生熱泡沫體系，由基液和反應液組成，所述的基液和反應液的體積比為
0.8:0.6 ；
[0048]所述的基液包括如下原料組成:
[0049]氯化銨10kg，水50kg，起泡劑0.3kg，檸檬酸0.01kg ；
[0050]所述的反應液包括如下原料組成:
[0051]亞硝酸鈉15kg,水 50kg。
[0052]制備方法如下:
[0053]按上述配比，將氯化銨、起泡劑、檸檬酸和水攪拌混合均勻，得基液；將亞硝酸鈉和水攪拌混合均勻，得反應液。
[0054]本實施例使用時，將基液和反應液同時注入地層，基液和反應液在地層中接觸反應(溫度60°C反應開始劇烈)，得到自生熱泡沫體系并起到相應作用。
[0055]實施例2
[0056]一種自生熱泡沫體系，由基液和反應液組成，所述的基液和反應液的體積比為
1.2:1.5 ；
[0057]所述的基液包括如下原料組成:[0058]氯化銨20kg，水50kg，起泡劑2kg，檸檬酸Ikg ；
[0059]所述的反應液包括如下原料組成:
[0060]亞硝酸鈉28kg,水 50kg。
[0061]制備方法如下:
[0062]按上述配比，將氯化銨、起泡劑、檸檬酸和水攪拌混合均勻，得基液；將亞硝酸鈉和水攪拌混合均勻，得反應液。
[0063]本實施例使用時，將基液和反應液同時注入地層，基液和反應液在地層中接觸反應(溫度60°C反應開始劇烈)，得到自生熱泡沫體系并起到相應作用。
[0064]實施例3
[0065]一種自生熱泡沫體系，由基液和反應液組成，所述的基液和反應液的體積比為
0.8: 1.5 ；
[0066]所述的基液包括如下原料組成:
[0067]氯化銨12kg，水50kg，起泡劑0.5kg，檸檬酸0.025kg ； [0068]所述的反應液包括如下原料組成:
[0069]亞硝酸鈉18kg,水 50kg。
[0070]制備方法如下:
[0071]按上述配比，將氯化銨、起泡劑、檸檬酸和水攪拌混合均勻，得基液；將亞硝酸鈉和水攪拌混合均勻，得反應液。
[0072]本實施例使用時，將基液和反應液同時注入地層，基液和反應液在地層中接觸反應(溫度60°C反應開始劇烈)，得到自生熱泡沫體系并起到相應作用。
[0073]實施例4
[0074]—種自生熱泡沫體系，由基液和反應液組成，所述的基液和反應液的體積比為
1.2:0.6 ；
[0075]所述的基液包括如下原料組成:
[0076]氯化銨18kg,水50kg,起泡劑Ikg,檸檬酸0.5kg ；
[0077]所述的反應液包括如下原料組成:
[0078]亞硝酸鈉25kg,水 50kg。
[0079]制備方法如下:
[0080]按上述配比，將氯化銨、起泡劑、檸檬酸和水攪拌混合均勻，得基液；將亞硝酸鈉和水攪拌混合均勻，得反應液。
[0081]本實施例使用時，將基液和反應液同時注入地層，基液和反應液在地層中接觸反應(溫度60°C反應開始劇烈)，得到自生熱泡沫體系并起到相應作用。
[0082]實施例5
[0083]一種自生熱泡沫體系，由基液和反應液組成，所述的基液和反應液的體積比為1:1 ;
[0084]所述的基液包括如下原料組成:
[0085]氯化銨16kg，水50kg，起泡劑0.7kg，檸檬酸0.05kg ；
[0086]所述的反應液包括如下原料組成:
[0087]亞硝酸鈉20kg，水 50kg。[0088]制備方法如下:
[0089]按上述配比，將氯化銨、起泡劑、檸檬酸和水攪拌混合均勻，得基液；將亞硝酸鈉和水攪拌混合均勻，得反應液。
[0090]本實施例使用時，將基液和反應液同時注入地層，基液和反應液在地層中接觸反應(溫度60°C反應開始劇烈)，得到自生熱泡沫體系并起到相應作用。
[0091]實驗例I單巖心封堵實驗
[0092]將實施例5的自生熱泡沫體系進行單巖心封堵實驗。
[0093]實驗步驟:
[0094]①將兩個不同編號填砂巖心抽真空，飽和水測量孔隙體積，巖心參數如表1所示；
[0095]②用水驅替巖心，流量設定為lmL/min，測量滲透率；
[0096]③用自生熱泡沫體系驅替巖心，流量為lmL/min，注入2PV(PV:孔隙體積倍數)為止，注入濃度3.5mol/L，注入方式為混合注入，后續注水IPV ；
[0097]④記錄壓力及溫度變化，計算阻力因子。
[0098]表1單巖心封堵巖心參數
[0099]
【權利要求】
1.一種自生熱泡沫體系，由基液和反應液組成，其特征在于，所述的基液和反應液的體積比為(0.8 ~1.2):(0.6 ~1.5)； 所述的基液包括如下重量份的原料組成: 氯化銨10~20份，水50份，起泡劑0.3~2.0份，檸檬酸0.01~1份； 所述的反應液包括如下重量份的原料組成: 亞硝酸鈉15~28份,水50份。
2.根據權利要求1所述的自生熱泡沫體系，其特征在于，所述的基液包括如下重量份的原料組成: 氯化銨12~18份，水50份，起泡劑0.5~1.0份，檸檬酸0.025~0.5份。
3.根據權利要求1所述的自生熱泡沫體系，其特征在于，所述的反應液包括如下重量份的原料組成: 亞硝酸 鈉18~25份,水50份。
4.根據權利要求1所述的自生熱泡沫體系，其特征在于，所述的基液包括如下重量份的原料組成: 氯化銨16份，水50份，起泡劑0.7份，檸檬酸0.05份。
5.根據權利要求1所述的自生熱泡沫體系，其特征在于，所述的反應液包括如下重量份的原料組成: 亞硝酸鈉20份，水50份。
6.根據權利要求1所述的自生熱泡沫體系，其特征在于，所述的基液和反應液的體積比為(0.9 ~1.0): (0.8 ~1.0)。
7.根據權利要求1所述的自生熱泡沫體系，其特征在于，所述的起泡劑為ZYGK-3，基液和反應液混合后體系中起泡劑的濃度為0.7wt%。
8.—種權利要求1-7任一項所述的自生熱泡沫體系的制備方法，步驟如下: 按重量配比，將氯化銨、起泡劑、檸檬酸和水攪拌混合均勻，得基液；將亞硝酸鈉和水攪拌混合均勻，得反應液。
9.權利要求1-7任一項所述的自生熱泡沫體系作為暫堵劑、降粘劑或解堵劑應用于油田開發，尤其是應用于油田三次采油。
【文檔編號】C09K8/592GK104017556SQ201410294574
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2014年6月26日 優先權日:2014年6月26日
【發明者】李兆敏, 王飛, 王冠華, 李松巖, 李賓飛, 李金洋, 劉豐剛 申請人:中國石油大學(華東)