CN113717704A - 一种油田用智能调剖剂制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种油田用智能调剖剂制备方法，包括如下步骤：将智能调剖剂所需材料收集起来，所述智能调剖剂材料包括：无机功能纳米材料、阴离子表面活性剂A、非离子表面活性剂B、极性溶剂和其他溶剂。将阴离子表面活性剂与极性溶剂混合均匀，非离子表面活性剂、无机纳米颗粒材料与非极性溶剂混合均匀，再将阴离子表面活性剂与极性溶剂混合后的混合物和非离子表面活性剂、无机纳米颗粒材料与非极性溶剂混合后的混合物，进行两相混合、乳化处理。通过上述方法，本发明增加了调剖剂的调剖效果，相较于传统的调剖剂而言，可有效地改善注水井的吸水剖面，提高施工效果，进而达到控水增油的目的。

Description

一种油田用智能调剖剂制备方法
技术领域
本发明涉及油气田用调剖剂技术领域，尤其涉及一种油田用智能调剖剂制备方法。
背景技术
在单一地质构造因素控制下的、同一产油气面积内的油气藏总和，一个油气田可能有一个或多个油气藏，在同一面积内主要为油藏的称为油田，主要为气藏的称为气田，按控制产油气面积内的地质因素分类，将油气田分为3类:构造型油气田，指产油气面积受单一的构造因素控制，如褶皱和断层；地层型油气田，指区域背斜或单斜构造背景上由地层因素控制的因素如地层的不整合、尖灭和岩性变化等的含油面积；复合型油气田，指产油气面积内不受单一的构造或地层因素控制，而受多种地质因素控制的油气田。
随着油田的开发与利用，非均质多油层砂岩油田的层内及层间矛盾进一步加剧，在水驱油和聚合物驱油过程中，不同渗透率的油层在合注合采的情况下，注入水和聚合物沿高渗透层推进，纵向上形成单层突进，平面上形成舌进，造成注入水和聚合物的提前突破，导致中低渗透层波及程度低、驱油效果差。为了提高中低渗透率油层动用程度，调整层间及层内矛盾，需要采用调剖技术封堵高渗透层，改善水驱油和聚合物驱油的效果，达到稳油控水目的。现在大部分油田都处于高含水开采期，在各种调剖剂的应用下，油田的产能提高了很多年，但是由于大量使用，调剖剂所能调堵的地层范围越来越小，使稳产变得具有挑战，虽然调剖剂种类繁多，但经过多年使用后几乎每一种调剖剂都存在比较大的缺陷。
目前整体冻胶类的调堵剂容易受设备剪切的影响而使得作用效果低下，胶态分散体冻胶调剖堵水剂容易受到地层环境的影响而降低调堵功效，聚合物微球的制造成本太高，预交联的颗粒型调堵剂难以注入地层中，施工效果差，泡沫冻胶的制作过程复杂，泡沫的有效循环时间较短，为此，提出一种油田用智能调剖剂制备方法。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种油田用智能调剖剂制备方法。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种油田用智能调剖剂制备方法，包括如下步骤：
将智能调剖剂所需材料收集起来，所述智能调剖剂材料包括：无机功能纳米材料、阴离子表面活性剂A、非离子表面活性剂B、极性溶剂和其他溶剂；
将阴离子表面活性剂与极性溶剂进行混合均匀；
将非离子表面活性剂、无机纳米颗粒材料与非极性溶剂混合均匀；
将阴离子表面活性剂与极性溶剂混合后的混合物和非离子表面活性剂、无机纳米颗粒材料与非极性溶剂混合后的混合物，进行两相混合、乳化处理；
乳化完成，将混合物搅拌冷却至室温，获得稳定纳米微乳智能调剖剂。
优选地，所述无机功能纳米材料包括有TiO2、Al2O3、SiO2，所述无机功能纳米材料的颗粒尺寸均为50～1000nm。
优选地，所述极性溶剂包括有醇和水，所述非极性溶剂包括有柴油、溶剂油、煤油等矿物油。
优选地，所述当阴离子表面活性剂A与极性溶剂进行混合时，所述阴离子表面活性剂A的质量为1～10g，所述极性溶剂的质量为10～100g。
优选地，所述当非离子表面活性剂、无机纳米颗粒材料与非极性溶剂混合时，所述非离子表面活性剂B的质量为1～5g。
优选地，所述无机纳米颗粒材料的总质量分数为0～2wt％，所述非极性溶剂的质量为10～50g。
优选地，所述当进行两相混合时，所述采取的温度应是30～70℃，
优选地，所述进行乳化处理时，所述剪切速率为3000～10000r/min。
相比现有技术，本发明的有益效果为：
1、本发明所述的一种油田用智能调剖剂制备方法，通过无机纳米颗粒胶结使用，能使调剖剂在油藏中形成高强度无机纳米颗粒胶结结构，可有效地改善注水井的吸水剖面，实现控水增油的目的，进而增加了调剖剂的调剖效果。
2、本发明所述的一种油田用智能调剖剂制备方法，通过进行对混合物的两相混合、乳化处理，进而得到一种微纳乳液，增加了智能调剖剂的注入效果，使智能调剖剂可根据储层条件进行调控纳米颗粒，进行得到合适的释放速率，通过这样的方法，可在很大程度上实现控水增油的目的，提高施工效果，节约成本。
3、本发明所述的一种油田用智能调剖剂制备方法，因该智能调剖剂采用的是无机氧化物纳米材料，可减少对油田储层的破坏，同时在使用智能调剖剂时，发生微观的相互作用，进而释放出纳米颗粒，使颗粒与颗粒之间通过表面活性剂之间的相互作用构建成粘稠胶状无机纳米颗粒组装体，进而实现油田储层的智能调剖。
附图说明
图1为本发明提出的一种油田用智能调剖剂制备方法的结构示意图；
图2为本发明提出的一种油田用智能调剖剂制备方法的10％乳液注入性测试结果；
图3为本发明提出的体系老化后水相反驱注入性测试结果的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
一种油田用智能调剖剂制备方法，包括如下步骤：
如图1所示
实施例1
S1,将智能调剖剂所需材料收集起来，智能调剖剂材料包括：无机功能纳米材料、阴离子表面活性剂A、非离子表面活性剂B、极性溶剂和其他溶剂,无机功能纳米材料包括有TiO2、Al2O3、SiO2，无机功能纳米材料的颗粒尺寸均为50nm,极性溶剂包括有醇和水，非极性溶剂包括有柴油、溶剂油、煤油等矿物油；
S2,将阴离子表面活性剂与极性溶剂进行混合均匀，阴离子表面活性剂A的质量为1g，极性溶剂的质量为10g；
S3,将非离子表面活性剂、无机纳米颗粒材料与非极性溶剂混合均匀，无机纳米颗粒材料的总质量分数为0.5wt％，非极性溶剂的质量为10g；
S4,将阴离子表面活性剂与极性溶剂混合后的混合物和非离子表面活性剂、无机纳米颗粒材料与非极性溶剂混合后的混合物，在温度为30℃，进行两相混合、乳化处理,进行乳化处理时，当剪切速率为3000r/min，非离子表面活性剂B的质量为1g，无机纳米颗粒材料的总质量分数为0.5wt％，非极性溶剂的质量为10g。
如图1所示，实施例2
S1,将智能调剖剂所需材料收集起来，智能调剖剂材料包括：无机功能纳米材料、阴离子表面活性剂A、非离子表面活性剂B、极性溶剂和其他溶剂，无机功能纳米材料包括有TiO2、Al2O3、SiO2，无机功能纳米材料的颗粒尺寸均为200nm,极性溶剂包括有醇和水，非极性溶剂包括有柴油、溶剂油、煤油等矿物油；
S2,将阴离子表面活性剂与极性溶剂进行混合均匀,阴离子表面活性剂A的质量为3g，极性溶剂的质量为30g；
S3,将非离子表面活性剂、无机纳米颗粒材料与非极性溶剂混合均匀，无机纳米颗粒材料的总质量分数为1wt％，非极性溶剂的质量为20g；
S4,将阴离子表面活性剂与极性溶剂混合后的混合物和非离子表面活性剂、无机纳米颗粒材料与非极性溶剂混合后的混合物，在温度为40℃，进行两相混合、乳化处理,进行乳化处理时，当剪切速率为5000r/min，非离子表面活性剂B的质量为2g，无机纳米颗粒材料的总质量分数为1wt％，非极性溶剂的质量为20g。
如图1所示，实施例3
S1将智能调剖剂所需材料收集起来，智能调剖剂材料包括：无机功能纳米材料、阴离子表面活性剂A、非离子表面活性剂B、极性溶剂和其他溶剂,无机功能纳米材料包括有TiO2、Al2O3、SiO2，无机功能纳米材料的颗粒尺寸均为400nm,极性溶剂包括有醇和水，非极性溶剂包括有柴油、溶剂油、煤油等矿物油；
S2,将阴离子表面活性剂与极性溶剂进行混合均匀，阴离子表面活性剂A的质量为7g，极性溶剂的质量为60g；
S3,将非离子表面活性剂、无机纳米颗粒材料与非极性溶剂混合均匀，无机纳米颗粒材料的总质量分数为1.5wt％，非极性溶剂的质量为30g；
S4,将阴离子表面活性剂与极性溶剂混合后的混合物和非离子表面活性剂、无机纳米颗粒材料与非极性溶剂混合后的混合物，在温度为50℃，进行两相混合、乳化处理,进行乳化处理时，当剪切速率为7000r/min，非离子表面活性剂B的质量为3g，无机纳米颗粒材料的总质量分数为1.5wt％，非极性溶剂的质量为30g；
如图1所示，实施例4
S1将智能调剖剂所需材料收集起来，智能调剖剂材料包括：无机功能纳米材料、阴离子表面活性剂A、非离子表面活性剂B、极性溶剂和其他溶剂,无机功能纳米材料包括有TiO2、Al2O3、SiO2，无机功能纳米材料的颗粒尺寸均为1000nm,极性溶剂包括有醇和水，非极性溶剂包括有柴油、溶剂油、煤油等矿物油；
S2,将阴离子表面活性剂与极性溶剂进行混合均匀,阴离子表面活性剂A的质量为10g，极性溶剂的质量为100g；
S3,将非离子表面活性剂、无机纳米颗粒材料与非极性溶剂混合均匀，无机纳米颗粒材料的总质量分数为2wt％，非极性溶剂的质量为50g；
S4,将阴离子表面活性剂与极性溶剂混合后的混合物和非离子表面活性剂、无机纳米颗粒材料与非极性溶剂混合后的混合物，在温度为70℃，进行两相混合、乳化处理,进行乳化处理时，当剪切速率为10000r/mi n，非离子表面活性剂B的质量为5g，无机纳米颗粒材料的总质量分数为2wt％，非极性溶剂的质量为50g；
S5，乳化完成后，浆混合物充分搅拌至室温，从而获得稳定纳米微乳智能调剖剂。
通过上述所述四种实施例，根据不同的剪切速率进行获得稳定的智能调剖剂，无机纳米颗粒胶结使用，能使调剖剂在油藏中形成高强度无机纳米颗粒胶结结构，可有效地改善注水井的吸水剖面，实现控水增油的目的，进而增加了调剖剂的调剖效果，对混合物的两相混合、乳化处理，可得到一种微纳乳液，增加了智能调剖剂的注入效果，使智能调剖剂可根据储层条件进行调控纳米颗粒，进行得到合适的释放速率，通过这样的方法，有效地改善了注水井的吸水剖面，提高了施工效果，该智能调剖剂采用的是无机氧化物纳米材料，可减少对油田储层的破坏，同时在使用智能调剖剂时，发生微观的相互作用，进而释放出纳米颗粒，使颗粒与颗粒之间通过表面活性剂之间的相互作用构建成粘稠胶状无机纳米颗粒组装体，进而实现油田储层的智能调剖。
如图2,图3所示，当智能调剖剂准备好后，这时进行测试油田的调剖堵水率，从而检测此智能调剖剂的具体实施效果。测试油田的调剖堵水率，具体步骤如下：
第一步将碎粒度为200目的石英砂装入填砂管中；
第二步使用不同的压力大小将填砂管中的砂子进行压实；
第三步当压力稳定时，注入饱和的海水进行测试填砂管的渗透率；
第四步注入大于20PV不同浓度的乳化液；
第五步将经过90℃老化12h后的填砂管取出，然后再次驱入海水进行测试其渗透率；
第六步通过对比注入海水前后填砂管的渗透率，进而通过公式计算出乳液的堵水率，智能调剖剂的性能可通过阻力系数、残余阻力系数和封堵率进行表征。
需要说明的是，在进行测试时，岩心渗透率为4000mD～2000mD，注入体积应大于20PV，进行实验的室温温度为30℃，注入的水应为模拟地下水，其矿化度为30000～40000mg/l，填砂管的直径和长度应为φ30mm*300mm；
需要说明的是：
阻力系数的计算公式为
Figure BDA0003201103390000091
其中ΔPG代表一定流速下堵剂流入过程的驱替压差，ΔPω代表一定流速下清水流入过程的流动压差；
残余阻力系数的计算公式为：
Figure BDA0003201103390000092
其中Koa—表示封堵前岩心的油相渗透率，Kob—表示封堵后岩心的油相渗透率；
Figure BDA0003201103390000093
其中Kωa—表示封堵前岩心的水相渗透率，Kωb—表示封堵后岩心的水相渗透率；
封堵率的计算公式为
Figure BDA0003201103390000094
本发明中，可通过以下操作方式阐述其功能原理：
首先，将所需智能调剖剂所需材料收集起来，材料包括有无机功能纳米材料、阴离子表面活性剂A、非离子表面活性剂B、极性溶剂和其他稳定溶剂，无机功能纳米材料所使用的是TiO2、Al2O3、SiO2，各材料的颗粒尺寸为50～1000nm，极性溶剂包括有醇和水，非极性溶剂包括有柴油、溶剂油、煤油等矿物油，该智能调剖剂采用的是无机氧化物纳米材料，可减少对油田储层的破坏；
然后将1～10g阴离子表面活性剂与10～100g极性溶剂混合均匀；1～5g非离子表面活性剂、总质量分数为0～2wt％无机纳米颗粒材料与10～50g非极性溶剂混合均匀，调剖剂在油藏中形成高强度的无机纳米颗粒胶结结构，可有效地改善注水井的吸水剖面，进而实现控水增油的目的，增加了调剖剂的调剖效果；
再将上述两者混合后的混合物进行两相混合、乳化处理，其剪切速率为3000～10000r/min，乳化完成后，进行搅拌冷却至室温，从而获得稳定纳米微乳智能调剖剂，通过乳化处理的作用，可获得一种微纳乳液，增加了智能调剖剂的注入效果，提高了施工效果，节约成本。
在使用智能调剖剂时，通过智能调剖剂发生微观的相互作用，进而释放出纳米颗粒，使颗粒与颗粒之间通过表面活性剂之间的相互作用构建成粘稠胶状无机纳米颗粒组装体，进而实现油田储层的智能调剖。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种油田用智能调剖剂制备方法，步骤如下：
将智能调剖剂所需材料收集起来，所述智能调剖剂材料包括：无机功能纳米材料、阴离子表面活性剂A、非离子表面活性剂B、极性溶剂和其他溶剂；
将阴离子表面活性剂与极性溶剂进行混合均匀；
将非离子表面活性剂、无机纳米颗粒材料与非极性溶剂混合均匀；
将阴离子表面活性剂与极性溶剂混合后的混合物和非离子表面活性剂、无机纳米颗粒材料与非极性溶剂混合后的混合物，进行两相混合、乳化处理；
乳化完成，将混合物搅拌冷却至室温，获得稳定纳米微乳智能调剖剂。
2.根据权利要求1所述的一种油田用智能调剖剂制备方法，其特征在于，所述无机功能纳米材料包括有TiO2、Al2O3、SiO2，所述无机功能纳米材料的颗粒尺寸均为50～1000nm。
3.根据权利要求1所述的一种油田用智能调剖剂制备方法，其特征在于，所述极性溶剂包括有醇和水，所述非极性溶剂包括有柴油、溶剂油、煤油等矿物油。
4.根据权利要求1所述的一种油田用智能调剖剂制备方法，其特征在于，所述当阴离子表面活性剂A与极性溶剂进行混合时，所述阴离子表面活性剂A的质量为1～10g，所述极性溶剂的质量为10～100g。
5.根据权利要求1所述的一种油田用智能调剖剂制备方法，其特征在于，所述当非离子表面活性剂、无机纳米颗粒材料与非极性溶剂混合时，所述非离子表面活性剂B的质量为1～5g。
6.根据权利要求1所述的一种油田用智能调剖剂制备方法，其特征在于，所述无机纳米颗粒材料的总质量分数为0～2wt％，所述非极性溶剂的质量为10～50g。
7.根据权利要求1所述的一种油田用智能调剖剂制备方法，其特征在于，所述当进行两相混合时，所述采取的温度应是30～70℃。
8.根据权利要求1所述的一种油田用智能调剖剂制备方法，其特征在于，所述进行乳化处理时，所述剪切速率为3000～10000r/min。
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