一种适用于高矿化度地层的乳液型自适应调堵剂及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种新型乳液型调堵体剂，特别涉及一种油包硅酸钠型乳状液，适用 于高矿化度地层的乳液型自适应调堵剂及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 乳状液一般是由至少两种不溶混的液相形成的，以使得至少有一相是以微细颗粒 的形态完全分散于其他的相中。乳状液常常是由多种相互间关系复杂的组分形成的，根据 哪一相是包含分散的内相和哪一相是连续的外相，可以将乳状液分为水包油或油包水乳状 液。本文中，油可以与水不溶混并能与水形成乳状液的物质，使用多种乳化剂以推迟乳状液 分离成组份相，并且这些试剂可能决定了乳状液的类型，另外，根据使用的试剂，乳状液的 性质可能发生逆转。
[0003] -般来说，不希望得到油包水乳状液，而多希望得到水包油乳状液，这是因为后者 的感觉及质地很好，且价格低廉，适合油田大量的注入和使用。
[0004] 油包水乳状液本身具有一些所希望的特性，然而，由于难于保持体系的稳定性，因 而对工业产品来说没有吸引力，另外，即使是稳定的乳状液但当其与常用的添加剂结合时 或进行必要的工艺处理时而变得不稳定时，同样是没有任何价值的。
[0005] 总体来说，无论是油包水乳状液还是水包油乳状液都存在两点问题：首先乳状液 只能进行一次封堵，破乳后即失效。其次乳状液只能在常规油田中使用，在高盐高矿化度油 藏无法起到调剖堵水的作用，因而限制了乳状液的研究与应用。因而，迫切需要研制一种适 应于高矿化度地层的新型乳液型调堵体系。
【发明内容】
[0006] 针对现有技术的不足，本发明提供一种适用于高矿化度地层的乳液型自适应调堵 剂，该适应调堵剂不仅拥有乳状液本身调剖堵水的性能，还具有无机盐类反应产生化学封 堵的性能，实现了二次封堵。以油包水乳状液的形式进行调剖，在地层深处，乳状液全部破 乳后，与盐离子发生反应生成沉淀，仍能封堵高渗层，实现在高矿化度地层适时适地的封 堵。
[0007] 名词解释
[0008] 水玻璃模数：水玻璃中的氧化硅和碱金属氧化物的分子比（或摩尔比）。
[0009] 地层矿化度：是其中含有各种矿物元素含量的总和，其大小与地层成藏环境和岩 石碎肩颗粒沉积物来源有关，常见的兀素有Ca2+，Mg2+，Na+, K+，HC03-, C1-。
[0010] 高矿化度地层：是指全含盐量大于5000mg/L的地层。
[0011] 低矿化度地层：是指全含盐量小于5000mg/L的地层。
[0012] 本发明的技术方案如下：
[0013] -种适用于高矿化度地层的乳液型自适应调堵剂，所述的调堵剂为油包水乳状 液，该调堵剂由水相、油相和乳化剂组成，其中，乳液型自适应调堵剂中，油水比为（3-1): (1-9)，亲水亲油平衡值（HLB)为4. 5-6,乳化剂的质量百分比为0. 8% -2. 5%，水相的水玻 璃模数为2. 8~3. 5。
[0014] 所述的乳化剂为司盘80 (S80)和吐温80 (T80)的混合物，所述的水相为质量浓度 10-30%的硅酸钠，油相为白油。
[0015] 根据本发明优选的，所述调堵剂的油水比（3-2) : (2-3)。该调堵剂适用于远井调 剖。
[0016] 根据本发明优选的，所述调堵剂的油水比1 : (1-9)。该调堵剂适用于近井调剖。
[0017] 根据本发明优选的，所述调堵剂的亲水亲油平衡值（HLB)为5-6,优选的，调堵剂 的亲水亲油平衡值（HLB)为6。
[0018] 根据本发明优选的，乳化剂的质量百分比为1% -2. 5%，水相为硅酸钠水溶液，油 相为白油。
[0019] 进一步优选的，乳化剂的质量百分比为1. 5%，硅酸钠水溶液的水玻璃模数为 3. 2。
[0020] 根据本发明优选的，司盘80(S80)和吐温80(T80)的混合物中，司盘80(S80)的 质量百分比为80-85%，吐温80(T80)的质量百分比为15-20%。本发明最为优选的，司盘 80 (S80)的质量百分比为84%，吐温80 (Τ80)的质量百分比为16%。
[0021 ] 本发明优选的，水相硅酸钠的质量浓度为15-25 %，优选的，水相硅酸钠的质量浓 度为20%。
[0022] 上述适用于高矿化度地层的乳液型自适应调堵剂的制备方法，包括步骤如下：
[0023] (1)按配比，将乳化剂加入油相中，搅拌15min_lh，分散均匀；
[0024] (2)再按油水比加入水相，以60-80次/min的振荡频率振荡，分散均匀制得油包水 乳状液。
[0025] 本发明的乳液型自适应调堵剂以油包水乳状液的形式进行调剖，在矿化度高的地 层深处，乳状液全部破乳后，与盐离子发生反应生成沉淀，仍能封堵高渗层，实现在高矿化 度地层适时适地的封堵，低矿化度以乳状液的形式进行调堵：（1)本发明的调堵剂降低油 水两相之间的界面张力。乳状液分子中含有亲水亲油两个基团，可以存在于油水界面中，因 此可以降低油水界面张力，减少界面上存在的剩余表面自由能，并且阻碍了油水合并的趋 势。（2)形成坚固的界面膜。乳化剂在两相界面处聚集，形成具有一定强度的乳化基层，提 高了乳化效果，增加了乳状液的稳定性。（3)增加外相粘度。乳化剂在油水两相界面中会与 内相形成动态的平衡，然而乳化剂的加量一般都会大于平衡浓度，所以就会有大量的乳化 剂进入外相，这样就会增加外相的浓度，因而就会影响体系的流变性能。
[0026] 高矿化乳状液破乳后，水玻璃与钙、镁离子反应会生成沉淀，这一性质称为水玻璃 的钙、镁敏。钙、镁敏的反应机理如下：
[0027] CaCl2+Na20 · mSi02- CaO · mSiO 2 I +2NaCl
[0028] MgCl2+Na20 · mSi02- MgO · mSiO 2 I +2NaCl
[0029] 乳状液破乳后，与氯化钠溶液会发生盐敏反应生成沉淀，其机理在于氯化钠溶液 产生的正负离子对水玻璃溶液的双电层进行压缩，使水玻璃溶液中的离子发生聚合作用生 成沉淀，这属于盐敏现象。
[0030] 一种高矿化度地层油田进行调剖堵水的方法，包括使用上述乳液型自适应调堵 剂，按以下步骤进行注入：
[0031] (1)注入质量分数0. 1 %的盐水段塞，以延缓乳状液进入地层迅速破乳，每Im油藏 平均有效厚度盐水溶液的用量为5m3-20m 3;
[0032] (2) -次性注入乳液型自适应调堵剂，每Im油藏平均有效厚度乳液型自适应调堵 剂用量为10~40m3，
[0033] (3)注入地层水作过顶替液，将调堵剂完全顶替入地层，每Im油藏平均有效厚度 的地层水用量为4m 3~12m 3;
[0034] (4)关井一个星期后开井恢复生产。
[0035] 油包水型乳状液调堵剂实验
[0036] 采用稀释法进行鉴别，用小滴管将一滴制备好的乳状液滴入盛有自来水的烧杯 中，观察现象。发现乳状液并未散开，仍是以小液滴的形式存在，且液滴稳定，证明是油包水 型乳状液。
[0037] 申请人意外发现，本发明的油水比为（3-1) :(2-9)，亲水亲油平衡值（HLB)为 4. 5-6,通过不同HLB值的乳化剂混合使用，构成混合乳化剂，既可以满足复杂体系的要求， 又可以大大增进乳化效果。混合乳化剂组成中一部分是水溶性表面活性剂，另一部分是油 溶性表面活性剂。两组分在界面上吸附后即形成"复合物"，定向排列较紧密，界面膜为混合 膜，具有较高的强度，增强了调堵性。
[0038] 本发明的有益效果是：
[0039] 油水比大于1适于远井调剖，小于1适于近井调剖。温度60°C以下适于远井调剖， 60°C以上适于近井调剖。低于矿化度5000mg/L的地层以乳状液的形式调剖，高于矿化度 5000mg/L的地层部分破乳与矿化度离子相互作用，最终在25000