驱油剂、FeS纳米颗粒及其原位生物制备方法以及一种驱油方法技术

本发明专利技术提供了一种驱油剂、FeS纳米颗粒及其原位生物制备方法以及一种驱油方法。具体的，所述驱油方法包括以下步骤：将铁交联的凝胶注入油藏中；所述铁交联的凝胶按照以下方法制备：将凝胶前驱体溶液和交联剂溶液混合、反应，得到铁交联的凝胶；所述凝胶前驱体为海藻酸钠、壳聚糖、丙烯酰胺和乙烯醇中的任意一种或多种；所述交联剂为可溶性含铁化合物。本发明专利技术通过对聚合物材料和交联物质的选择，以及聚合物交联体系的制备、优化，利用油藏中的硫酸盐还原菌原位生成的溶解态硫化物和硫化氢与交联物发生化学反应，生成FeS纳米颗粒沉淀，选择性封堵优势水流通道，控制水流使其转向驱替中低渗储存中的剩余油，提高水驱效率。

Oil displacement agents, FeS nanoparticles and their in-situ biological preparation methods and an oil displacement method

The invention provides an oil displacement agent, FeS nanoparticles and their in situ biological preparation methods, as well as a oil displacement method. Specifically, the flooding method comprises the following steps: Iron crosslinked gel into the reservoir; the iron crosslinked gel prepared in accordance with the following methods: gel precursor solution and mixed solution reaction, crosslinking agent, iron crosslinked gel; the gel precursor for any sodium alginate, chitosan, acrylamide and vinyl alcohol in one or more; the cross-linking agent is soluble iron containing compounds. The present invention of polymer and crosslinking material selection and polymer cross-linking system preparation, optimization, reducing bacteria in situ dissolved sulfide and hydrogen sulfide and crosslinking chemical reaction by sulfate in the reservoir, formation of FeS nanoparticles precipitation, selective advantage of plugging water channel, control the flow of water to turn to drive for the low permeability of remaining oil in storage, improve the efficiency of water flooding.

【技术实现步骤摘要】
驱油剂、FeS纳米颗粒及其原位生物制备方法以及一种驱油方法
本专利技术涉及石油开采
，尤其涉及一种驱油剂、FeS纳米颗粒及其原位生物制备方法以及一种驱油方法。
技术介绍
目前，我国超过80％的注水开发油田进入含水大于80％的高含水开采期，水驱低效或无效循环是高含水油田开发的主要问题，因此改善水驱、提高水驱效率将是高含水油田长期且主要的工作。地面预交联凝胶颗粒、凝胶自修复技术以及微生物类调堵剂被广泛应用于高含水油田中封堵水流优势通道，控制水流使其转向驱替中低渗储存中的剩余油，提高水驱效率。地面预交联凝胶吸水体膨颗粒类调堵剂在现场注入施工及在复杂的油藏深部运移过程中，因剪切及挤压，充分吸水体膨的凝胶颗粒存在破碎撕裂现象，使封堵效果及深层调堵作用存在不稳定或效果差等问题。柔性分散微凝胶类调堵剂，通常是采用乳液方法交联聚合的微小凝胶颗粒，尺寸小、强度低，一般用于中低渗透率地层深部调驱改善或提高采收率。凝胶自修复技术是设计一种结构和性质会随着外界环境变化而发生急剧改变的响应性流体技术，该技术在管道运输和减阻、以及采油工程等领域有着广泛的应用前景，但是这些自修复水凝胶存在相转变温度范围窄、自修复凝胶强度低等问题。微生物调堵技术主要是利用注入营养液激活本源微生物或注入外源微生物使其产生胞外聚合物来实现大孔道堵塞，同时微生物代谢能够产生生物表面活性剂、酸、气体等来进行调剖增油以达到提高采油率的技术，由于该技术具有经济、环保、高效等优点，目前已成为各国石油开采发展的重要方向之一。但微生物调堵技术存在注入的营养液粗放、利用率低、微生物易受复杂油藏环境影响、波及范围有限以及微生物胞外聚合物不稳定等问题。因此，开发出一种高效且稳定的调堵剂是目前该技术应用的关键。为了解决该问题，国内外研究人员提出使用微生物代谢形成的化学沉淀封堵大孔道。国外一些研究人员提出将厌氧硝氮异氧型亚铁还原菌用于堵水调剖过程，利用该微生物的生化代谢产物氢氧化铁有效封堵油藏大孔道并减小相关孔道的尺寸，有效改善水驱波及效率。还有一些研究人员利用微生物诱导产生的碳酸钙沉淀减少渗透率，提高石油采收率。这些化学沉淀可以非常有效的抵抗外界的影响，减少由于油藏中的高温、高压以及高剪切力对其的破坏，稳定且持久。因此，使用微生物产生的化学沉淀实现有效的堵水调剖是一个非常有效的方法。对于注水开发油藏，除了封堵作用外，有效调驱也是一个不容忽视的问题。由于垂向上存在层间非均质性和较大的油水粘度差，水驱油过程中易于产生指进现象，导致水的波及效率很低。为了解决这一问题，国内外研究者设法提高水的粘度来降低油水粘度差。通过添加聚合物是提高水粘度的简单、有效方法之一。它是向注入水中加入聚合物，使水的粘度提高，改善粘度比，提高波及系数。聚合物注入油层后，将产生两个基本作用：一方面是控制水淹层段中水相粘度，改善水油粘度比，提高水淹层段的层内波及效率；另一方面是降低高渗透层的水淹层段中流体总粘度，缩小高低渗透层段间水线推进速度差，调整吸水剖面，提高层间波及系数。同时，对于注水开发的油田，由于油藏的非均质性，油水粘度的差别和注采井组内部的不平衡，势必造成注入水在平面上向油井方向的舌进和在垂向上向高渗层的指进现象，这些都会导致注水的平面波及效率低。在注水油田中，由于硫酸盐还原菌(SRB)的存在，导致大多数油藏和油气开采系统中含有硫化氢。这些硫化氢是造成油藏开发成本高及一系列作业问题的主要原因，包括储层变酸、采油设备和管道腐蚀、产量降低及健康、安全与环境危害。据不完全统计，由硫酸盐还原菌等微生物造成的损失，美国高达2000亿美元，英国达10亿英镑，而我国每年由于腐烛对油田的损失高达2亿元人民币，并且逐年上升。因此，解决这些问题对于提高石油采收率、降低采油成本具有重要意义。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术要解决的技术问题在于提供一种驱油剂、FeS纳米颗粒及其原位生物制备方法以及一种驱油方法，能够提高石油的采收率，并控制硫化氢的释放。本专利技术提供了一种驱油剂的制备方法，包括以下步骤：将凝胶前驱体溶液和交联剂溶液混合、反应，得到铁交联的凝胶；所述凝胶前驱体为海藻酸钠、壳聚糖、丙烯酰胺和乙烯醇中的任意一种或多种；所述交联剂为可溶性含铁化合物。首先制备凝胶前驱体溶液，优选的，将定量的凝胶前驱体溶解，在磁力搅拌的作用下，使其充分溶解，形成凝胶前驱体溶液。所述凝胶前驱体为海藻酸钠、壳聚糖、丙烯酰胺和乙烯醇中的任意一种或多种，优选为海藻酸钠。优选的，所述凝胶前驱体溶液为浓度1wt％～5wt％的水溶液，在本专利技术的某些具体实施例中，所述凝胶前躯体溶液为2wt％的水溶液。同时制备交联剂溶液，优选的，将定量的交联剂溶解到溶剂中，使其完全溶解，得到交联剂溶液。所述交联剂为可溶性含铁化合物，优选为硝酸铁、硝酸亚铁、硫酸铁、硫酸亚铁、氯化铁和氯化亚铁中的任意一种或多种，更优选为硝酸铁和/或硝酸亚铁。优选的，所述交联剂溶液为浓度5％的水溶液。所述溶解交联剂所用的溶剂水优选经曝气除氧预处理。所述曝气除氧的时间优选为0.5～1h。上述凝胶前躯体溶液和交联剂溶液的体积比优选为1:2。上述凝胶前驱体溶液和交联剂溶液的制备并无先后顺序之分，也可以同时进行。然后将凝胶前驱体溶液和交联剂溶液混合、反应，即可得到铁交联的凝胶。所述反应的温度优选为20～25℃，反应时间优选为2～4h。上述将凝胶前驱体溶液和交联剂溶液混合优选具体为：将凝胶前驱体溶液滴加到交联剂溶液中，形成直径1～2mm的铁交联凝胶微球。所述滴加优选采用针管直径0.5～1.5mm的注射器进行，在本专利技术的某些具体实施例中，所述注射器的针管直径为1mm。上述铁交联的凝胶的粒径优选为1～2mm。本专利技术优选的，还包括采用曝气预处理后的蒸馏水对制备的铁交联的凝胶进行洗涤。本专利技术还提供了一种驱油剂，采用以上方法制备得到。将上述驱油剂直接注入地下油藏，即可进行水驱。能够提高石油的采收率，并减少硫化氢释放。本专利技术提供了上述驱油剂在石油开采领域的应用。本专利技术还提供了一种FeS纳米颗粒的制备方法，包括以下步骤：A)按照上述方法制备铁交联的凝胶；B)将步骤A)得到的铁交联的凝胶和硫酸盐还原菌混合，得到FeS纳米颗粒。将上述得到的铁交联的凝胶和硫酸盐还原菌混合培养，即可得到FeS纳米颗粒。所述硫酸盐还原菌为在培养基中培养得到的活化的菌种。硫酸盐还原菌的培养优选在厌氧条件下进行。或者为地下油藏中已有的硫酸盐还原菌。上述采用原位生物制备方法制备的FeS纳米颗粒用于石油开采过程中，能够提高石油的采收率，并减少硫化氢释放。本申请以填砂管为室内驱油模型，验证所述FeS纳米颗粒在提高石油采收率和减少硫化氢释放方面的效果：制作长度10cm、直径3cm的两只玻璃管，在其中分别填入粒径3mm和1mm的石英砂，模拟不同地下岩层，测量其孔隙率，进行饱和油的驱替实验；再将含有硫酸盐还原菌的培养基注入填砂管，再注入铁交联的凝胶，培养一段时间，检测硫化物的形成情况，石油采收率的变化，并对FeS纳米颗粒的生成情况进行表征。上述原位生物制备的FeS纳米颗粒提高石油采收率和减少硫化氢释放的原理为：利用聚合物交联体系和油藏中已有的硫酸盐还原菌，通过硫酸盐还原菌形成的硫化氢与聚合物交联体系中的交联物(铁盐)原位形成FeS纳米颗粒，达到本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种驱油剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将凝胶前驱体溶液和交联剂溶液混合、反应，得到铁交联的凝胶；所述凝胶前驱体为海藻酸钠、壳聚糖、丙烯酰胺和乙烯醇中的任意一种或多种；所述交联剂为可溶性含铁化合物。

【技术特征摘要】
1.一种驱油剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将凝胶前驱体溶液和交联剂溶液混合、反应，得到铁交联的凝胶；所述凝胶前驱体为海藻酸钠、壳聚糖、丙烯酰胺和乙烯醇中的任意一种或多种；所述交联剂为可溶性含铁化合物。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述交联剂为硝酸铁、硝酸亚铁、硫酸铁、硫酸亚铁、氯化铁和氯化亚铁中的任意一种或多种。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述凝胶前驱体溶液为浓度1wt％～5wt％的水溶液。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述交联剂溶液为浓度5％的水溶液。5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，具体为：将凝胶前驱体溶液滴加到交联剂溶液中，形成直径1～2mm的铁交联凝胶微球。6.一种驱油剂，按照权利要求1～5任一项所述的制备方法制备得到。...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾建雄，吴军，
申请(专利权)人：中国科学技术大学，
类型：发明
国别省市：安徽,34