一种耐高温高强度泡沫调堵体系及其制备方法与应用技术

本发明专利技术属于稠油热采技术领域，具体涉及一种耐高温高强度泡沫调堵体系及其制备方法与应用。所述耐高温高强度泡沫调堵体系，包括如下重量份的组分：表面活性剂0.1～5wt％，聚合物稳泡剂0.1～5wt％；余量为水；所述的聚合物稳泡剂为纤维素纳米晶或木质素颗粒。本发明专利技术以生物基聚合物材料为促泡稳泡剂，与耐高温表面活性剂协同发挥作用，该体系在高温条件下能够保持优异的泡沫稳定性，具有较强的封堵能力，且耐油性好，提高稠油热采采收率效果好，在三次采油方面具有重要应用前景。另外，使用的生物基聚合物材料来源天然，易降解，环境友好，避免了体系对地层带来的伤害，有利于油田的可持续开发。续开发。续开发。

【技术实现步骤摘要】
一种耐高温高强度泡沫调堵体系及其制备方法与应用


[0001]本专利技术属于稠油开采
，具体涉及一种耐高温高强度泡沫调堵体系及其制备方法与应用。

技术介绍

[0002]公开该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在增加对本专利技术的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
[0003]世界上稠油资源极其丰富，地质储量远超过常规原油的储量。随着全球能源需求上升，稠油油藏已逐渐成为全球石油能源的重要来源，近几十年来国际和国内对于稠油油藏的有效开采越来越重视。在我国，稠油开采对于稳定原油产量已起到举足轻重的作用。
[0004]提高稠油开采效率的技术手段以热采为主。近年来，逐渐形成了蒸汽驱、蒸汽吞吐、SAGD等多种稠油热采技术，其中蒸汽热采是应用最为广泛和最有效的稠油开采技术手段，理论研究和现场试验均已证明蒸汽吞吐和蒸汽驱具有提高稠油采收率的效果。但由于原油储层非均质性普遍存在，导致蒸汽在储层平面以及纵向上吸汽的不均性，蒸汽多轮次吞吐后近井地带仍局部富集大量剩余油，而蒸汽驱过程中也存在热流场分布不均的情况，并且油藏动态非均质性加剧，蒸汽的波及效率不理想，严重制约蒸汽提高原油采收率的效果，因此采用有效的封堵调剖技术提高蒸汽波及能力是提高稠油热采效率的关键。
[0005]采用耐温性能良好的表面活性剂稳定氮气泡沫进行封堵调剖，具有封堵高渗透带不封堵低渗透带、封堵水流但不封堵油流的选择性封堵特性，体现出进一步提高蒸汽热采效率的良好效果，已得到推广应用。随着生产实践的推进，泡沫调堵剂的性能面临新的挑战，不仅需要进一步提高封堵强度，以实现高温下高强度封堵；并且还需要满足深部调堵的性能要求，即不仅在近井地带保持调堵能力，还需具有耐温性和长效性，发挥深部调剖作用。另外，由于当前全社会对环境安全的高度关注，也对体系的环境友好性提出了高要求。
[0006]现有的泡沫调堵体系尚不能很好地满足上述应用需求。为改善表面活性剂泡沫体系的稳定性，提高封堵调剖能力，已有多种物质被用作促泡稳泡剂，但仍存在许多问题和挑战。例如传统水溶性聚合物稳泡剂在高温条件下易热分解，如采油常用的水溶性聚合物聚丙烯酰胺在长期处于120℃的温度下就会发生热解，长期处于210℃的温度下则会发生炭化，进而失去稳泡能力而丧失封堵调剖的效果。人工合成及改性的纳米颗粒的使用则会对地层造成伤害，不利于油田的可持续开采。因此探索开发新型的耐高温高强度泡沫复合调堵剂，实现蒸汽驱热流场的均匀发育，对提高稠油蒸汽热采开发效果十分重要和必要。

技术实现思路

[0007]为了解决现有技术的不足，本专利技术提供一种环保型耐高温高强度泡沫调堵体系，其以生物基聚合物材料为促泡稳泡剂，与耐高温表面活性剂协同发挥作用，该体系在高温条件下能够保持优异的泡沫稳定性，具有较强的封堵能力，且耐油性好，提高稠油热采采收
率效果好，在三次采油方面具有重要应用前景。
[0008]为了实现上述目的，本专利技术第一方面提供一种耐高温高强度泡沫调堵体系，包括如下组分：
[0009]表面活性剂
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0.1～5wt％；
[0010]聚合物稳泡剂
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0.1～5wt％；
[0011]余量为水；
[0012]所述的聚合物稳泡剂为生物基聚合物材料，具体地，所述生物基聚合物材料为纤维素纳米晶或木质素颗粒。
[0013]本专利技术第二方面提供一种上述耐高温高强度泡沫调堵体系的制备方法，包括步骤如下：
[0014]将生物基聚合物材料和耐高温表面活性剂分别配制为母液，然后将生物基聚合物材料母液与耐高温表面活性剂母液混合，混合均匀后加入水，即得泡沫调堵体系。
[0015]本专利技术第三方面提供一种上述的耐高温高强度泡沫调堵体系在三次采油中的应用。
[0016]本专利技术的一个或多个实施方式至少具有以下有益效果：
[0017](1)本专利技术所提供的泡沫调堵体系中使用的生物基聚合物材料结构稳定性好，具有高温下长效稳泡的能力，且形成的泡沫调堵体系在高温下携液持液能力强，稳泡能力好，封堵调剖效果明显，可适用于高温油藏开采或稠油热采提高采收率等；
[0018](2)本专利技术所提供的泡沫调堵体系以生物基聚合物材料为促泡稳泡剂，对以N2和空气为发泡气体产生的水基泡沫都有优异的稳定能力，性能均比已有的传统体系显著提高；
[0019](3)本专利技术所提供的泡沫调堵体系中使用的生物基聚合物材料来源天然，易降解，环境友好，避免了体系对地层带来的伤害，有利于油田的可持续开发；
[0020](4)本专利技术所提供的泡沫调堵体系产生的泡沫具有选择性封堵能力，同时耐油性比常规泡沫有所提高，可用于蒸汽吞吐和蒸汽驱提高稠油开采效率。
附图说明
[0021]构成本专利技术的一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。
[0022]图1为实施例3中的多轮次泡沫实验结果；其中，a：发泡体积对比图，b：半衰期对比图；
[0023]图2为实施例4中的多轮次泡沫实验结果；其中，a：半衰期对比图，b：发泡体积对比图；
[0024]图3为实施例6中的泡沫的动态稳定性及泡沫粘度测试结果；
[0025]图4为实施例7中的泡沫的析液和聚并过程；a：液体含量曲线，b：液体百分比曲线，c,e：对照体系(0.2wt％AOS体系)的泡沫尺寸示意图，d,f：泡沫调堵体系(0.2wt％AOS与0.2wt％木质素颗粒体系)的泡沫尺寸示意图。
[0026]图5为实施例8中的泡沫在微观孔隙中的运移行为；a
‑
c：对照体系(0.2wt％AOS体系)d
‑
f：泡沫调堵体系(0.2wt％AOS与0.2wt％木质素颗粒体系)
[0027]图6为实施例9中的泡沫在微观孔隙中的运移行为。
[0028]图7为实施例10中耐高温前后木质素颗粒的傅里叶变换红外光谱图。
具体实施方式
[0029]应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本专利技术提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本专利技术所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。
[0030]需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本专利技术的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
[0031]正如
技术介绍
所介绍的，现有的泡沫调堵体系尚不能很好地满足应用需求，如：传统水溶性聚合物稳泡剂在高温条件下易热分解，失去稳泡能力而丧失封堵调剖的效果。人工合成及改性的纳米颗粒的使用则会对地层造成伤害，不利于油本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种耐高温高强度泡沫调堵体系，其特征在于：包括如下组分：表面活性剂
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0.1～5wt％；聚合物稳泡剂
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0.1～5wt％；余量为水；所述的聚合物稳泡剂为纤维素纳米晶或木质素颗粒。2.如权利要求1所述的耐高温高强度泡沫调堵体系，其特征在于：所述聚合物稳泡剂为木质素颗粒。3.如权利要求1所述的耐高温高强度泡沫调堵体系，其特征在于：表面活性剂、聚合物稳泡剂的质量配比为1:1～1:5，优选为1:1。4.如权利要求1所述的耐高温高强度泡沫调堵体系，其特征在于：所述的表面活性剂为耐高温表面活性剂，优选为α
‑
烯烃磺酸盐。5.如权利要求1所述的耐高温高强度泡沫调堵体系，其特征在于：纤维素纳米晶的尺寸为纳米至微米级，所述纤维素纳米晶的合成方法如下：用甲苯和乙醇的混合溶液预处理粉碎的木屑或秸秆原料，烘干后在碱性溶液中加热回流，离心除去上层清液，烘干获得纤维素粗品，再用浓硫酸水解纤维素粗品，获得纤维素纳米晶。6.如权利要求5所述的耐高温高强度泡沫调堵体系，其特征在于：用甲苯和乙醇混合溶液预处理的条件为：室温下搅拌8～12小时；或，用于处理烘干样品的碱性溶液浓度为1
‑
1.5mol/L；进一步的，碱性溶液处理过程的具体条件为：在80℃下加热回流5～8小时。7.如权利要求2所述的耐高温高强度泡沫调堵体系，其特征在于：木质素颗粒尺寸介于20nm～2μm，合成方法如下：用甲苯和乙醇的混合溶液预处理粉碎的木屑或秸秆原料，...

【专利技术属性】
技术研发人员：李英，范新珂，李康，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：