本發明涉及一種高溫降粘起泡劑組合物和高溫降粘起泡劑及其制備方法,屬于稠油開采技術領域。
背景技術:
河南稠油油田具有淺、薄、稠、散的特點,油藏埋深淺、儲層膠結疏松,原油粘度高、油層厚度薄、地層非均質性嚴重。其原油脫氣原油粘度90-160000mpa·s,特超稠油儲量占探明儲量的49.8%。稠油熱采開發過程中,由于注蒸汽技術本身蒸汽與油水之間的密度差異造成蒸汽指進嚴重,隨著吞吐輪次的增多,儲層物性均發生了較大的變化,尤其是在非均質油藏中蒸汽竄流頻繁出現甚至加劇、汽竄面積擴大、影響產量較大,嚴重制約著油田的整體開發水平及效益的提高。
目前主要采取以α-烯基磺酸鹽為主體的起泡劑與氮氣結合進行調剖,該技術起到了封堵作用,但針對稠油油藏,由于原油粘度較高,需要降低原油粘度,才能使原油在油藏中流動進入井筒,為此研制同時具有調剖和降粘雙重作用的化學劑。例如,中國專利(授權公告號cn1140605c)公開了一種熱采高溫起泡劑,并公開了它由以下重量百分比的組分配制而成:十二烷基磺酸鈉:10~12%;石油磺酸鈉:15~25%;α-烯丙基磺酸鈉:5~7%;磺酸鈉:3~8%;氫氧化鈉:8~10%;乙醇(95%):20~35%;水:10~30%。該起泡劑雖然具有耐高溫、泡沫半衰期長達5~7小時的優點,但該產品用于稠油時驅油率僅為70%,封堵性能大于10%,其驅油率和封堵性能有待進一步提高。
技術實現要素:
本發明的第一個目的在于提供一種高溫降粘氣泡組合物,該組合物可長期保存,并方便地用于配制高溫降粘起泡劑。
本發明的第二個目的是提供一種驅油率和封堵性能高的高溫降粘起泡劑。
本發明的第三個目的在于提供一種制備上述高溫降粘起泡劑的制備方法。
為了實現上述目的,本發明采用的技術方案是:
一種高溫降粘起泡組合物,其特征在于,由以下質量份數的組分組成:十二烷基磺酸鈉:5~10份、α-烯基磺酸鈉:15~30份、乙氧基化烷基磺酸鈉5~10份、op乳化劑:5~10份、黃原膠:1~5份。
乙氧基化烷基磺酸鈉,簡稱aes,其分子式為ro(c2h4o)nso3na,其中r為c12烷基;n=3,該產品在高溫下對原油有較好的乳化降粘作用。
op乳化劑為op-10型乳化劑,op-10型乳化劑是烷基苯酚與環氧乙烷的縮合物,其結構式:r-ph-o(ch2ch2o)10h,op-10乳化劑具有較好的水溶性。由于該發明要采取水溶復配,因此該產品具有良好的乳化、分散性能,可協助aes加快分散,提高乳化強度。
α-烯基磺酸鈉:代號/簡稱aos,主要成分為烯基磺酸鈉(分子式:rch=ch(ch2)n-so3na)和羥基烷基磺酸鈉(分子式:rch(oh)(ch2)n-so3na),其中烯基磺酸鈉和羥基烷基磺酸鈉中的r為c18正烷基,n=18,α-烯基磺酸鈉具有優良的濕潤性、良好的起泡力、泡沫穩定性、乳化力;極易溶于水,具極強的鈣皂分散力、抗硬水能力;具有良好的生物降解性,配伍性能好,該產品與乙氧基化烷基磺酸鈉及op-10乳化劑能較好的配伍性,能較好的在高溫下起泡、且穩定性較好。
黃原膠:黃原膠是由糖類經黃單胞桿菌發酵,產生的胞外微生物多糖。由于他的大分子特殊結構和膠體特性,而具有多種功能,可作為乳化劑、穩定劑、凝膠增稠劑、浸潤劑、膜成形劑等。該產品在本發明中能夠起到較好的穩泡作用,延長泡沫的半衰期。
本申請的高溫降粘起泡組合物在常溫下性質穩定,方便運輸,可以方便的用于制備高溫降粘起泡劑。
一種高溫降粘起泡劑,由以下質量百分比的組分組成:十二烷基磺酸鈉:5~10%、α-烯基磺酸鈉:15~30%、乙氧基化烷基磺酸鈉5~10%、op乳化劑:5~10%、黃原膠:1~5%余量為水。
乙氧基化烷基磺酸鈉,簡稱aes,其分子式為ro(c2h4o)nso3na,其中r為c12烷基;n=3,該產品在高溫下對原油有較好的乳化降粘作用。
op乳化劑為op-10乳化劑,op-10乳化劑是烷基苯酚與環氧乙烷的縮合物,其結構式:r-ph-o(ch2ch2o)10h,op-10乳化劑具有較好的水溶性。由于該發明要采取水溶復配,因此該產品具有良好的乳化、分散性能,可協助aes加快分散,提高乳化強度。
α-烯基磺酸鈉:代號/簡稱aos,主要成分為烯基磺酸鈉(分子式:rch=ch(ch2)n-so3na)和羥基烷基磺酸鈉(分子式:rch(oh)(ch2)n-so3na),其中烯基磺酸鈉和羥基烷基磺酸鈉中的r為c18正烷基,n=18。
一種優選的高溫降粘起泡劑,由以下質量百分比的組分組成:十二烷基磺酸鈉:8%、α-烯基磺酸鈉:22%、乙氧基化烷基磺酸鈉6%、op乳化劑:6%、黃原膠:1%,余量為水。
上述的十二烷基磺酸鈉的有效活性物含量>95%;α-烯基磺酸鈉的有效活性物含量>90%;乙氧基化烷基磺酸鈉的有效固體含量70%,op乳化劑要求為cp級(化學純);黃原膠的有效固含量>95%。
本發明中十二烷基磺酸鈉、α-烯基磺酸鈉兩種表面活性劑作為起泡劑,其兩者在高溫下相互促進起泡能力加強;乙氧基化烷基磺酸鈉、op乳化劑兩種乳化劑作為降粘劑,該兩種成分與十二烷基磺酸鈉、α-烯基磺酸鈉能夠較好的配伍,不發生關聯反應,能夠較好保持其自有的乳化降粘作用;黃原膠作為穩定劑,可增加泡沫的穩定性,延長泡沫有效期,水作為溶劑,因此該發明中的起泡劑與降粘劑在穩定劑的作用下,協同作用,從而使本發明的高溫降粘起泡劑具有起泡和降粘的雙重作用。
本發明提供的高溫降粘起泡劑既有較好的發泡性能,又有較好的降粘驅油效果。最大特點是該降粘起泡劑在注入油層后,首先進入高滲層,在進入過程中,降低沿途原油粘度;后再注入氮氣過程中,與氮氣結合產生泡沫,阻止后續蒸汽進入高滲大孔道,擴大蒸汽波及范圍,使蒸汽轉向進入低滲富油區;隨后在放噴轉抽期間,部分泡沫消泡后向井筒轉移,在轉移過程中,又降低了原油粘度,加大原油向井筒的推進速度,通過該劑調剖(泡沫抑制汽竄)兼降粘的綜合效應,提高了原油采收率。
本發明還提供了一種上述高溫降粘起泡劑的制備方法,包括以下步驟:先將組分量的十二烷基磺酸鈉、α-烯基磺酸鈉加入水中,充分溶解,再依次加入組分量的乙氧基化烷基磺酸鈉、op乳化劑、黃原膠,攪拌溶解,即得。
為了加快起泡的過程,增加溶解度,所用的水優選為熱水。進一步優選為溫度為50~60℃的熱水。
該制備方法先將起泡劑加入水中充分溶解起泡,在加入降粘劑降低溶液的粘度,最后加入穩定劑,攪拌均勻,制備高溫降粘起泡劑,該制備方法操作過程簡單合理,設備要求低,可用于現場大量制備。
具體實施方式
以下將對本發明實施方式作進一步地詳細描述。
實施例1
本實施例的高溫降粘起泡組合物,其特征在于,由以下質量份數的組分組成:十二烷基磺酸鈉:8份、α-烯基磺酸鈉:22份、乙氧基化烷基磺酸鈉6份、op-10乳化劑:6份、黃原膠:1份。
乙氧基化烷基磺酸鈉,簡稱aes,其分子式為ro(c2h4o)nso3na,其中r為c12烷基;n=3。
op-10乳化劑是烷基苯酚與環氧乙烷的縮合物,其結構式:r-ph-o(ch2ch2o)10h。
α-烯基磺酸鈉:代號/簡稱aos,主要成分為烯基磺酸鈉(分子式:rch=ch(ch2)n-so3na)和羥基烷基磺酸鈉(分子式:rch(oh)(ch2)n-so3na),其中烯基磺酸鈉和羥基烷基磺酸鈉中的r為c18正烷基,n=18。
本實施例的高溫降粘起泡劑,由以下質量百分比的組分組成:十二烷基磺酸鈉:8%、α-烯基磺酸鈉:22%、乙氧基化烷基磺酸鈉6%、op-10乳化劑:6%、黃原膠:1%,余量為水。
乙氧基化烷基磺酸鈉,簡稱aes,其分子式為ro(c2h4o)nso3na,其中r為c12烷基;n=3。
op-10乳化劑是烷基苯酚與環氧乙烷的縮合物,其結構式:r-ph-o(ch2ch2o)10h。
α-烯基磺酸鈉:代號/簡稱aos,主要成分為烯基磺酸鈉(分子式:rch=ch(ch2)n-so3na)和羥基烷基磺酸鈉(分子式:rch(oh)(ch2)n-so3na),其中烯基磺酸鈉和羥基烷基磺酸鈉中的r為c18正烷基,n=18。
本實施例的高溫降粘起泡劑的制備方法為:在溫度50℃-60℃的57升熱水中,均勻加入8千克的十二烷基磺酸鈉,22千克的α-烯基磺酸鈉,充分溶解后,然后依次分別均勻加入6千克的乙氧基化烷基磺酸鈉、6千克的op-10乳化劑(類型)、1千克的黃原膠,繼續用攪拌器攪拌,直至全部溶解均勻,即得。
經測試,本實施例的高溫降粘起泡劑的性質:在250℃高溫下,發泡體積為600ml,半衰期160min,阻力因子16.4;
將本實施例的高溫降粘起泡劑用于現場試驗6口井中,其降粘率可達99.17%,驅油效率達89%,措施有效率83.3%,有效期62天,增油350噸。
實施例2
本實施例的高溫降粘起泡組合物,其特征在于,由以下質量份數的組分組成:十二烷基磺酸鈉:5份、α-烯基磺酸鈉:15份、乙氧基化烷基磺酸鈉10份、op-10乳化劑:10份、黃原膠:1份。
乙氧基化烷基磺酸鈉,簡稱aes,其分子式為ro(c2h4o)nso3na,其中r為c12烷基;n=3。
op-10乳化劑是烷基苯酚與環氧乙烷的縮合物,其結構式:r-ph-o(ch2ch2o)10h。
α-烯基磺酸鈉:代號/簡稱aos,主要成分為烯基磺酸鈉(分子式:rch=ch(ch2)n-so3na)和羥基烷基磺酸鈉(分子式:rch(oh)(ch2)n-so3na),其中烯基磺酸鈉和羥基烷基磺酸鈉中的r為c18正烷基,n=18。
本實施例的高溫降粘起泡劑,由以下質量百分比的組分組成:十二烷基磺酸鈉:5%、α-烯基磺酸鈉:15%、乙氧基化烷基磺酸鈉10%、op-10乳化劑:10%、黃原膠:1%,余量為水。
氧基化烷基磺酸鈉,簡稱aes,其分子式為ro(c2h4o)nso3na,其中r為c12烷基;n=3。
op-10乳化劑是烷基苯酚與環氧乙烷的縮合物,其結構式:r-ph-o(ch2ch2o)10h。
α-烯基磺酸鈉:代號/簡稱aos,主要成分為烯基磺酸鈉(分子式:rch=ch(ch2)n-so3na)和羥基烷基磺酸鈉(分子式:rch(oh)(ch2)n-so3na),其中烯基磺酸鈉和羥基烷基磺酸鈉中的r為c18正烷基,n=18。
本實施例的高溫降粘起泡劑的制備方法為:在溫度50℃-60℃的59升熱水中,均勻加入5千克的十二烷基磺酸鈉,15千克的α-烯基磺酸鈉,充分溶解后,以此分別均勻加入10千克的乙氧基化烷基磺酸鈉、10千克的op-10乳化劑,1千克的黃原膠,繼續用攪拌器攪拌,直至全部溶解均勻,即得。
本實施例的高溫降粘起泡劑的性質:在250℃高溫下,發泡體積為520ml,半衰期130min,阻力因子13;
將本實施例的高溫降粘起泡劑用于現場試驗6口井中,其降粘率可達99.55%,驅油效率82%,措施有效率66.7%,有效期49天,累計增油192噸。
實施例3
本實施例的高溫降粘起泡組合物,其特征在于,由以下質量份數的組分組成:十二烷基磺酸鈉:10份、α-烯基磺酸鈉:30份、乙氧基化烷基磺酸鈉5份、op-10乳化劑:5份、黃原膠:5份。
乙氧基化烷基磺酸鈉,簡稱aes,其分子式為ro(c2h4o)nso3na,其中r為c12烷基;n=3。
op-10乳化劑是烷基苯酚與環氧乙烷的縮合物,其結構式:r-ph-o(ch2ch2o)10h。
α-烯基磺酸鈉:代號/簡稱aos,主要成分為烯基磺酸鈉(分子式:rch=ch(ch2)n-so3na)和羥基烷基磺酸鈉(分子式:rch(oh)(ch2)n-so3na),其中烯基磺酸鈉和羥基烷基磺酸鈉中的r為c18正烷基,n=18。
本實施例的高溫降粘起泡劑,由以下質量百分比的組分組成:十二烷基磺酸鈉:10%、α-烯基磺酸鈉:30%、乙氧基化烷基磺酸鈉5%、op-10乳化劑:5%、黃原膠:5%,余量為水。
乙氧基化烷基磺酸鈉,簡稱aes,其分子式為ro(c2h4o)nso3na,其中r為c12烷基;n=3。
op-10乳化劑是烷基苯酚與環氧乙烷的縮合物,其結構式:r-ph-o(ch2ch2o)10h。
α-烯基磺酸鈉:代號/簡稱aos,主要成分為烯基磺酸鈉(分子式:rch=ch(ch2)n-so3na)和羥基烷基磺酸鈉(分子式:rch(oh)(ch2)n-so3na),其中烯基磺酸鈉和羥基烷基磺酸鈉中的r為c18正烷基,n=18。
本實施例的高溫降粘起泡劑的制備方法為:在溫度50℃-60℃的45升熱水中,均勻加入10千克的十二烷基磺酸鈉,30千克的α-烯基磺酸鈉,充分溶解后,以此分別均勻加入5千克的乙氧基化烷基磺酸鈉、5千克的op-10乳化劑,5千克的黃原膠,繼續用攪拌器攪拌,直至全部溶解均勻,即得。
本實施例的高溫降粘起泡劑的性質:在250℃高溫下,發泡體積為660ml,半衰期162min,阻力因子16.6;
將本實施例的高溫降粘起泡劑用于現場試驗6口井中,其降粘率可達83%,驅油效率89%,措施有效率66.7%,有效期51天,累計增油226噸。