泡沫封窜组合物及其制备方法和用途
【专利摘要】本发明涉及一种泡沫封窜组合物及其制备方法和用途，主要解决现有气驱采油过程中存在的气窜问题。本发明通过采用一种泡沫封窜组合物，包括阳离子泡沫剂、阴-非离子泡沫剂和气体，阳离子泡沫剂、阴-非离子泡沫剂与气相混合形成泡沫，其中阳离子泡沫剂选自季铵盐、季胺碱中的任意一种，阴-非离子泡沫剂为脂肪胺聚氧乙/丙烯醚羧酸盐或脂肪胺聚氧乙/丙烯醚磺酸盐中的任意一种，气体为与泡沫剂呈惰性关系的气体的任意一种，所述的阳离子泡沫剂与阴-非离子泡沫剂的摩尔比为1:0.01～100，气体与液体体积比为0.1～10:1及其制备方法和用途的技术方案较好地解决了该问题，可用于油田强化采油过程中。
【专利说明】泡沬封窜组合物及其制备方法和用途
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种泡沫封窜组合物及其制备方法和用途。
【背景技术】
[0002]我国主要油田经过一次和二次开采后已经进入高含水期，如何提高原油采收率，最大限度地开发剩余储量，已成为石油工业的一项重要任务。气驱是应用于复杂油藏，尤其是难开采油藏提高采收率的最有效的方法之一。但是在气体驱替过程中，存在着严重的技术问题，即由于地下原油和注入气体的粘度对比度大，从而导致不利的流度比，导致早期气体突破，使油层波及系数降低；而且由于油藏的非均质性，特别是存在裂缝或大孔道时，会产生严重气窜，采油量降低。
[0003]为了提高封堵高渗透层的能力，人们经过大量的研究发现，泡沫具有比聚合物或胶更好的进入并降低高渗透层渗透性的能力。通过添加泡沫剂和气体混合，以泡沫流体的形式进行驱替，可有选择性地封堵高渗透带，调整吸液剖面，增大波及系数。气驱泡沫封堵应用过程中遇到的最大困难是难以形成长期稳定的泡沫。
[0004]目前三次采油用泡沫剂大多采用多元复配体系，同时包含非离子型表面活性剂和离子型表面活性剂，部分配方中还加入碱、醇、聚合物等助剂。如专利CN101619210A提供了一种用于低渗透油藏二氧化碳泡沫稳定剂，该剂选用十二烷基苯磺酸钠为发泡剂，稳泡剂由改性胍胶、羟乙基纤维素、十二醇组成。再如专利CN1093589C公开了一种泡沫复合驱油方法，其中使用0.5%-1.5%的碱、0.05%-0.5%的表面活性剂和0.05%_0.5%的聚合物组成泡沫剂组合物。
[0005]然而，上述三次采油用泡沫剂仍存在较多问题，由于泡沫剂体系过于复杂，因而采出液破乳困难，污水处理难度大；另`外由于体系含无机碱，对地层和油井带来伤害，引起腐蚀设备和管道等问题，而且由于无机碱会严重降低聚合物的粘度，为达到所需的粘度只得大大提高聚合物的使用浓度，使采油综合成本提高。
[0006]众所周知，阴离子泡沫剂，如烷基苯磺酸盐等目前被大量应用于三次采油过程中，而阳离子泡沫剂因其易被地层吸附或产生沉淀，一般不用于三次采油。由于阴阳离子泡沫剂接近等比例混合时其水溶液容易形成沉淀，从而导致阴阳离子泡沫剂混合体系不仅在应用中成为配伍禁忌，而且相关理论研究也比较滞后。近年来的研究发现，阴阳离子表面活性剂混合体系水溶液具有很多异常性质，如由于阴阳离子表面活性剂在水溶液中存在着强烈的静电作用和疏水性碳链间的相互作用，促进了两种带不同电荷表面活性剂离子间的缔合，在溶液中很容易形成胶束，产生比单一表面活性剂更高的表面活性。此外，阴阳离子表面活性剂混合体系可明显降低阳离子表面活性剂在岩心上的吸附损耗，从而可显著降低阳离子表面活性剂的固有缺陷。
[0007]为此，本发明一方面吸收借鉴了前人关于阴、阳离子表面活性剂混合体系研究结果，另一方面采用阴离子-非离子表面活性剂代替传统的阴离子表面活性剂，克服了阴、阳离子表面活性剂复配时容易沉淀等缺点，发明了用于气驱的泡沫防窜组合物。
【发明内容】
[0008]本发明所要解决的技术问题之一是现有气驱采油过程中存在的封堵效果差导致气窜的问题，提供一种新的泡沫封窜组合物。该组合物具有阻力因子高，封窜效果好的优点。本发明所要解决的技术问题之二是提供一种与解决技术问题一相对应的泡沫封窜组合物的制备方法。本发明所要解决的技术问题之三是提供一种与解决技术问题一相对应的泡沫封窜组合物的用途。
[0009]为解决上述技术问题之一，本发明采用的技术方案如下:一种泡沫封窜组合物及其制备方法和用途，包括阳离子泡沫剂、阴-非离子泡沫剂和气体，阳离子泡沫剂、阴-非离子泡沫剂与气相混合形成泡沫，所述的阳离子泡沫剂与阴-非离子泡沫剂的摩尔比为1:0.01~100，气体与液体即阳离子泡沫剂和阴-非离子泡沫剂之和的体积比为0.1~10:1，其中阳离子泡沫剂选自季铵盐、季胺碱中的任意一种，阴-非离子泡沫剂为脂肪胺聚氧乙/丙烯醚羧酸盐或脂肪胺聚氧乙/丙烯醚磺酸盐中的任意一种，气体为与泡沫剂呈惰性关系的任意一种；
脂肪胺聚氧乙烯/丙烯醚羧酸盐分子通式为:
【权利要求】
1.一种泡沫封窜组合物，包括阳离子泡沫剂、阴-非离子泡沫剂和气体，阳离子泡沫剂、阴-非离子泡沫剂与气相混合形成泡沫，所述的阳离子泡沫剂与阴-非离子泡沫剂的摩尔比为1:0.01~100，气体与液体即阳离子泡沫剂和阴-非离子泡沫剂之和的体积比为0.1~10:1，其中阳离子泡沫剂选自季铵盐、季胺碱中的任意一种，阴-非离子泡沫剂为脂肪胺聚氧乙/丙烯醚羧酸盐或脂肪胺聚氧乙/丙烯醚磺酸盐中的任意一种，气体为与泡沫剂呈惰性关系的任意一种； 脂肪胺聚氧乙烯/丙烯醚羧酸盐分子通式为:
2.根据权利要求1所述泡沫封窜组合物，其特征在于所述季铵盐为长链烷基的氯化铵、溴化铵或氢氧化铵，其中烷基数目为C8~C20.。
3.根据权利要求1所述泡沫封窜组合物，其特征在于所述阴-非离子泡沫剂中阳离子M选自Na、K、Mg、Ca、NH4 +中的任意一种，取代基R为Cltl~C24的烷基、烯基中的任意一种，间隔基R"为C1~C5的烷基、取代烷基中的任意一种，乙氧基聚合度η为I~20中的任意一个整数或小数，丙氧基聚合度m为O~10中的任意一个整数或小数。
4.根据权利要求1所述泡沫封窜组合物，其特征在于所述气体选自空气、氮气或二氧化碳中的至少一种。
5.根据权利要求1所述泡沫封窜组合物，其特征在于阳离子泡沫剂与阴-非离子泡沫剂的摩尔比为1:0.1~10，气体与液体体积比为0.5~5:1。
6.权利要求1所述的泡沫封窜组合物的制备方法，包括以下步骤: a)将脂肪胺、催化剂按照重量比1:0.003~0.3加入反应釜中，加入所需量的环氧乙烷、环氧丙烷，于100~200°C反应1~10小时，所述的催化剂为选自Ca0、K0H中的至少一种； b)将步骤a的产物加入磺化试剂或羧化试剂，脂肪胺:磺化试剂或羧化试剂的摩尔比为1:1~5，于50~200°C继续反应I~20小时，而后加入盐酸中和至pH〈3，并进行油水分离，油相加入碱性溶液进行中和，最后得到脂肪胺聚氧乙烯/丙烯醚羧酸盐或脂肪胺聚氧乙烯/丙烯醚磺酸盐，所述的磺化试剂为羟基磺酸及其盐、卤代磺酸及其盐；羧化试剂为卤代羧酸及其盐； c)将阳离子泡沫剂及步骤b得到的阴一非离子泡沫剂分别溶解于水中，而后按照摩尔比1: 0.1~1:10混合均匀，得到泡沫剂组合物； d)将c)中的泡沫剂组合物与气驱用的气体实现气液混合，即形成所需的泡沫封窜组合物。
7.权利要求1所述的泡沫封窜组合物用于矿化度〈100000mg/L的油藏的驱油过程中。
【文档编号】E21B43/22GK103740345SQ201210392988
【公开日】2014年4月23日 申请日期:2012年10月17日 优先权日:2012年10月17日
【发明者】何秀娟, 高磊, 沙鸥, 吴国英 申请人:中国石油化工股份有限公司, 中国石油化工股份有限公司上海石油化工研究院