泡沫驱油体系及其制备方法技术

本发明专利技术属于石油开采领域，涉及一种泡沫驱油体系及其制备方法。所述泡沫驱油体系包含液相和气相，其中，所述液相为含有起泡剂和稳定剂的水溶液，且水溶液的pH≥10，所述起泡剂为阳离子表面活性剂和非离子表面活性剂，所述稳定剂选自脂肪醇醚磷酸酯和/或烷基酚醚磷酸酯。与常规的采用阳离子、阴离子表活剂为起泡剂的泡沫体系相比，本发明专利技术的泡沫驱油体系制备方法简单，对水质等没有较高要求，所述泡沫驱油体系的稳定性高。

【技术实现步骤摘要】
泡沫驱油体系及其制备方法
本专利技术属于石油开采领域，涉及一种泡沫驱油体系及其制备方法。
技术介绍
泡沫是由大量气体分散于少量液体中形成的分散体系，属于一种复杂流体，这种复杂流体与水、空气等简单流体的粘弹性不同，其可在较小应力作用下呈现弹性，在较大应力作用下呈现塑性，在更大应力作用下可以流动。泡沫的粘度一般远大于液相的粘度，并且泡沫流体的粘度随剪切速率的增加而降低，该性质使其特别适合作为提高采收率的驱替流体。泡沫技术已在泡沫钻井和泡沫排水方面得到应用，而在驱油方面应用的初衷是利用泡沫在多孔介质中的渗流特性来控制气驱过程中气体的流度，尽管还存在一些问题，但泡沫确实起到了这种作用，并且在气驱和水驱油田提高采收率实践中实现应用。气驱中把泡沫作为一种控制气体流度的助剂，而在水驱油田则是把泡沫作为一种驱替介质。另外，与泡沫在其它工业过程的应用一样，驱油技术也要求泡沫的稳定性，目前泡沫技术研究中，围绕的中心问题之一是以提高泡沫稳定性为目标来优化设计泡沫的配方体系。泡沫的配方主要含有表面活性剂和其它助剂(如聚合物、纳米颗粒等)。其中，表面活性剂能吸附在气液界面，降低界面张力，从而提高发泡性和稳定性；助剂的作用是提高泡沫的稳定性，如使用水溶性聚合物(聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、黄原胶等)来提高液相粘度，降低排液和气体的扩散速率，从而提高泡沫的稳定性。表面活性剂种类众多，不同表面活性剂产生的泡沫其稳定性相差很大，目前实验室和矿场主要是以阴离子表面活性剂为起泡剂，也有以阴离子与非离子混合作为起泡剂。CN104762078A公开了一种多功能空气泡沫驱油体系，所采用的起泡剂为脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠，是一种阴离子表面活性剂。CN104745168A公开了一种耐高温的低张力泡沫体系，使用的起泡剂为阴离子表面活性剂(脂肪酸盐或烷基苯磺酸盐)与两性表面活性剂(甜菜碱型)的混合物。CN105315982A公开了一种用于驱油的三相泡沫体系，起泡剂为壬基酚聚氧乙烯醚非离子表活剂和十二烷基苯磺酸钠阴离子表面活性剂，稳泡剂为聚合物交联冻胶体系或纳米颗粒。CN103834379A提出了一种蠕虫状胶束泡沫驱油体系，是由甜菜碱型两性表面活性剂和烷基硫酸盐阴离子表面活性剂组成。CN1032544884A公开的用于三次采油的高效泡沫复合驱油体系是以α-烯烃磺酸钠为主要表面活性剂，与其它阴离子表面活性剂、两性表面活性剂、阴离子‐非离子表面活性剂复配制得，该体系能降低油水界面张力、与高矿化度水的配伍性好。CN102977872A专利技术的强化泡沫驱油体系使用阴离子表面活性剂与非离子表面活性剂的混合物作为起泡剂，利用水溶性高分子与起泡剂间多种缔合及分子间弱相互作用得到强化泡沫驱油体系。目前，虽然阴离子与非离子表面活性剂有很好的发泡性，但产生的泡沫稳定性较差，因此需要使用水溶性聚合物或纳米颗粒来提高稳定性。水溶性聚合物在泡沫体系中能提高液相粘度，但较高的液相粘度会降低起泡性能。所述纳米颗粒一般是表面经过疏水改性处理的颗粒，目前这种颗粒的产量低、价格高，并不适合石油行业的应用。CN104152128A提出了由阴、阳离子表面活性剂混合构成稳定的且具有一定耐油性的泡沫体系，该泡沫体系由两种阴离子、一种阳离子表面活性剂等组成，制备时将阴离子、阳离子表面活性剂、聚合物、无机盐等混合成水溶液后再进行发泡。但是直接混合阴、阳离子表面活性剂要求严苛，具体对浓度、混合顺序和水质组成等有较高要求，否则很容易出现沉淀。
技术实现思路
为了解决现有技术存在的上述技术问题，本专利技术提供了一种组成简单、稳定性高的泡末驱油体系，以及该泡沫驱油体系的制备方法。根据本专利技术的第一方面，本专利技术提供了一种泡沫驱油体系，该泡沫驱油体系包含液相和气相，其中，所述液相为含有起泡剂和稳定剂的水溶液，且水溶液的pH≥10，所述起泡剂为阳离子表面活性剂和非离子表面活性剂，所述稳定剂选自脂肪醇醚磷酸酯和/或烷基酚醚磷酸酯。根据本专利技术的第二方面，本专利技术提供了上述泡沫驱油体系的制备方法，该制备方法包括以下步骤：1)将所述起泡剂溶解在水中，并调节pH≥10，得到起泡剂水溶液；2)将所述起泡剂水溶液与气源混合，进行发泡，得到发泡液；3)将所述发泡液与所述稳定剂的水溶液混合并发泡，制得所述泡沫驱油体系。与常规的采用阳离子、阴离子表面活性剂(以下也称为“表活剂”)为起泡剂的泡沫体系相比，本专利技术的泡沫驱油体系制备方法简单，对水质等没有较高要求，由于特定稳定剂的存在，所述泡沫驱油体系的稳定性高(例如半衰期在90min以上)，可用于三次采油，提高石油采收率。另外，在制备方法中，通过先用阳离子、非离子表活剂作为起泡剂制备泡沫，再加入带相反电荷(阴离子)的所述稳泡剂的两步方法，既利用了阴、阳离子表活剂较强的静电相互作用，制得稳定性好的泡沫体系，又避免了阴、阳离子表活剂直接混生沉淀的问题。附图说明图1为根据一种实施方式的所述泡沫驱油体系的在线制备流程图。具体实施方式以下对本专利技术的具体实施方式进行详细描述。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限制本专利技术。根据本专利技术的第一方面，本专利技术提供了一种泡沫驱油体系，包含液相和气相，所述液相为含有起泡剂和稳定剂的水溶液，且水溶液的pH≥10，所述起泡剂为阳离子表面活性剂和非离子表面活性剂，所述稳定剂选自脂肪醇醚磷酸酯和/或烷基酚醚磷酸酯。本专利技术中，所述阳离子表面活性剂可选自本领域熟知的季铵盐型阳离子表面活性剂，例如烷基三甲基铵盐型、二烷基二甲基铵盐型等。优选情况下，所述阳离子表面活性剂选自十二烷基三甲基氯化铵、十二烷基三甲基溴化铵、十四烷基三甲基氯化铵、十四烷基三甲基溴化铵、十六烷基三甲基氯化铵、十六烷基三甲基溴化铵、十八烷基三甲基氯化铵和十八烷基三甲基溴化铵中的至少一种。本专利技术中，所述非离子表面活性剂可选自本领域熟知的脂肪醇聚氧乙烯醚表面活性剂(AEO)和烷基酚聚氧乙烯醚表面活性剂(APEO)中的至少一种。所述非离子表面活性剂可商购获得，例如选自牌号为MOA-20、MOA-35、O-30、SOPE-20等表面活性剂，由江苏省海安石油化工厂生产。本专利技术中，所述稳定剂选自脂肪醇醚磷酸酯和/或烷基酚醚磷酸酯(以下也统称为“磷酸酯类表活剂”)。所述磷酸酯类表活剂分为单酯和双酯，其中，单酯的实例如式1和式3所示化合物中的至少一种，双酯的实例如式2和式4所示化合物中的至少一种。式1～式4中，R分别选自烷基或芳烷基(碳原子数通常为8～18)；式3～式4中，n各自通常为3～20。优选情况下，所述脂肪醇醚磷酸酯选自脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯中的至少一种，所述烷基酚醚磷酸酯选自烷基酚聚氧乙烯醚磷酸酯中的至少一种。即，所述稳泡剂选自式3和式4所示化合物中的至少一种。式3和式4所示化合物可采用以下方法制备得到：将脂肪醇或烷基酚与环氧乙烷进行聚合反应再进行磷酸化，采用的磷酸剂可选自五氧化二磷、三氯化磷以及聚磷酸等。另外，所述稳定剂也可商购获得，例如选自牌号为MOA-3P、MOA-9P、TXP-4、TXP-10等商品，由江苏省海安石油化工厂生产。本专利技术对液相中各组分的含量没有特别限定，只要所述泡沫驱油体系的稳定性满足使用要求即可。通常地，以所述液相的总重量为基准，所述阳离子表面活性剂的浓本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种泡沫驱油体系，其特征在于，该泡沫驱油体系包含液相和气相，其中，所述液相为含有起泡剂和稳定剂的水溶液，且水溶液的pH≥10，所述起泡剂为阳离子表面活性剂和非离子表面活性剂，所述稳定剂选自脂肪醇醚磷酸酯和/或烷基酚醚磷酸酯。

【技术特征摘要】
1.一种泡沫驱油体系，其特征在于，该泡沫驱油体系包含液相和气相，其中，所述液相为含有起泡剂和稳定剂的水溶液，且水溶液的pH≥10，所述起泡剂为阳离子表面活性剂和非离子表面活性剂，所述稳定剂选自脂肪醇醚磷酸酯和/或烷基酚醚磷酸酯。2.根据权利要求1所述的泡沫驱油体系，其中，以所述液相的总重量为基准，所述阳离子表面活性剂的浓度为0.5～3重量％，所述非离子表面活性剂的浓度为0.1～0.5重量％，且所述阳离子表面活性剂与所述稳泡剂的摩尔比为5︰1～1︰5。3.根据权利要求1或2所述的泡沫驱油体系，其中，所述阳离子表面活性剂为季铵盐型表面活性剂，优选选自十二烷基三甲基氯化铵、十二烷基三甲基溴化铵、十四烷基三甲基氯化铵、十四烷基三甲基溴化铵、十六烷基三甲基氯化铵、十六烷基三甲基溴化铵、十八烷基三甲基氯化铵和十八烷基三甲基溴化铵中的至少一种。4.根据权利要求1或2所述的泡沫驱油体系，其中，所述非离子表面活性剂选自脂肪醇聚氧乙烯醚表面活性剂和烷基酚聚氧乙烯醚表面活性剂中的至少一种。5.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：许关利，吕成远，赵淑霞，王锐，周国华，王欣，孙爱军，卢刚，
申请(专利权)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石油勘探开发研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11