一种颗粒复合冻胶强化泡沫体系及其制备方法和应用技术

本发明专利技术属于油气田开发工程的技术领域，具体的涉及一种颗粒复合冻胶强化泡沫体系及其制备方法和应用

【技术实现步骤摘要】
一种颗粒复合冻胶强化泡沫体系及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于油气田开发工程的
，具体的涉及一种颗粒复合冻胶强化泡沫体系及其制备方法和应用
。

技术介绍

[0002]对于缝洞油藏而言，长裂缝
、
大孔隙和多溶洞为油气提供了储集空间，而裂缝
、
孔隙较为分散，裂缝之间连通性较差，不利于油气的运移与收集，若采用常规的油田开发增产措施，则优势通道的窜流现象严重，油田采收率变低
。
作为三次采油技术系列之一的泡沫驱，其所采用的泡沫体系具有“堵大不堵小，堵水不堵油”的特性，从而能够起到显著的抑窜作用
。
但在碳酸盐岩这种海相沉积温度高达
150℃、
矿化度高达
2.1
×
105mg/L
的恶劣地层环境下，高温会造成表面活性剂的结构发生改变，导致其降解或失活
。
高矿则导致盐离子的强吸附作用，使得盐离子与表面活性剂分子中的活性基团发生反应形成络合物，从而降低了表面活性剂的发泡稳泡性能
。
如此若仅仅通过表面活性剂的改进以提升泡沫体系的耐温耐盐性能存在严重的技术瓶颈
。
[0003]目前对耐温耐盐的起泡剂有诸多研究，比如通过引入芳香环
、
磺酸基等耐温耐盐的基团来增强起泡剂的耐温抗盐性能，但该方式存在着耐温上限，最高耐温只能达到
60℃
，如此在地温高达
150℃
环境下，引入官能团后的起泡剂析液半衰期最长仅有
4min
，难以满足缝洞油藏对析液半衰期高达
30min
的要求，现有技术中进一步通过引入聚合物或颗粒来提升泡沫的稳定性
。
[0004]专利
CN115725280A
公开了一种耐高温冻胶泡沫及其应用，其包括以下原料：聚合物3‑5重量份，交联剂1‑4重量份，起泡剂1‑7重量份，水
900
‑
1000
重量份；所述聚合物为聚丙烯酰胺，其分子量为
2000
万
‑
3000
万
。
所述交联剂由间苯二酚和甲醛按质量比
1:1
‑5组成；起泡剂为十二烷基硫酸钠
、
α
‑
烯基磺酸盐
、
十二烷基苯磺酸钠和椰油酰胺丙基甜菜碱中一种
。
但该体系耐矿化度仅有
30000mg/L NaCl
，耐二价盐性离子较弱；且该体系直接使用甲醛，安全性较差，现场应用存在安全隐患
。
[0005]专利
CN112358859A
公开了一种冻胶泡沫型堵剂及其制备方法和应用，其原料包括
0.3
‑
0.6wt%
海藻酸钠
、0.2
‑
0.3wt%
十四烷基羟磺基甜菜碱表面活性剂
、0.05
‑
0.1wt%
钙盐
、6
‑
12wt%
丙烯酰胺单体
、0.4
‑
0.8wt%N
‑
N
亚甲基双丙烯酰胺交联剂
、0.02
‑
0.04wt%
引发剂叔丁过氧化氢
。
该冻胶泡沫型堵剂的最高耐温为
130℃
，且体系中含有钙盐，而注入地层水中也含有大量的钙盐，导致原材料重复使用，造成成本浪费
。
[0006]专利
CN115418207A
公开了一种耐温耐盐泡沫凝胶体系及其制备方法，该体系采用纳米二氧化硅
、
聚合物
、
第一交联剂
、
第二交联剂
、
起泡剂，其余量为水；所述聚合物为丙烯酰胺
、2
‑
丙烯酰胺
‑2‑
甲基丙磺酸和
N
‑
乙烯基吡咯烷酮三种单体聚合而成的三元共聚物；所述起泡剂由烷基糖苷表面活性剂
、
椰油酰胺丙基羟磺基甜菜碱
、
环保型双子表面活性剂复配得到
。
虽然该体系耐温性能可达
105~160℃、
耐矿化度可达
2.0
×
105mg/L
，但该体系制备过程较为繁琐，起泡剂需要用三种表面活性剂复配制备，聚合物也需要三种单体聚合而成，
交联剂需要两种，且固体颗粒使用了纳米二氧化硅，导致整个体系成本较高，且无法适用于现场应用
。
[0007]综上，目前的冻胶强化泡沫体系难以适应缝洞油藏的高温高盐环境，应用于现场效果较差，且成本较高，无法大面积推广
。

技术实现思路

[0008]本专利技术的目的在于提供一种颗粒复合冻胶强化泡沫体系及其制备方法和应用，该泡沫体系耐高温且抗高盐，其在
150℃、2.1
×
105mg/L
的高温高矿化度下具有超强的泡沫稳定性
。
[0009]具体技术方案如下：一种颗粒复合冻胶强化泡沫体系，包括以下原料：粉煤灰固体颗粒
、
羟基磺基甜菜碱表面活性剂
、
改性聚丙烯酰胺
、
酚类交联剂
、
醛类交联剂和去离子水
。
[0010]在该颗粒复合冻胶泡沫体系中，改性聚丙烯酰胺与醛类交联剂和酚类交联剂在地层的高温环境下发生交联，从泡沫析液速度上可以看出，在泡沫达到析液半衰期前已将液膜冻结住，达到固化液膜的目的
。
然而对于本体系形成的难点恰恰在于时间的耦合，即需要在泡沫析液半衰期之前达到固化液膜的目的，因此必须提高耐温耐盐表面活性剂的析液半衰期，使泡沫能最大量被固化住
。
[0011]而经专利技术人研究发现，本体系所采用的羟基磺基甜菜碱表面活性剂中同时含有羟基
、
磺基等耐温耐盐型基团，不仅可以在高温高矿化度的地层水中具有优异的耐温耐盐性能，而且羟基可以与水分子形成氢键，这种氢键作用可以增加表面活性剂分子和水分子之间的相互作用力，使得表面活性剂在液膜表面稳定的吸附排列
。
当羟基磺基甜菜碱表面活性剂分子在液膜表面均匀排布时，体系中所含的另一种原料粉煤灰固体颗粒与羟基磺基甜菜碱表面活性剂相互协同配合，抑制气体歧化作用，达到有效延长泡沫析液半衰期的目的，减缓了泡沫液膜的排液量，使得泡沫在
150℃、2.1
×
105mg/L
的高温高矿化度下具有大于
30min
的析液半衰期，相较于单一的羟基磺基甜菜碱表面活性剂，泡沫液膜的析液半衰期增幅可达
110%
‑
115%
，如此完全能够保证在泡沫析液发生之前已经完成了泡沫液膜的固化
。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种颗粒复合冻胶强化泡沫体系，其特征在于，包括以下原料：粉煤灰固体颗粒
、
羟基磺基甜菜碱表面活性剂
、
改性聚丙烯酰胺
、
酚类交联剂
、
醛类交联剂和去离子水
。2.
根据权利要求1所述的颗粒复合冻胶强化泡沫体系，其特征在于，所述粉煤灰固体颗粒的粒径为
200
‑
500
目
。3.
根据权利要求1所述的颗粒复合冻胶强化泡沫体系，其特征在于，所述酚类交联剂：醛类交联剂的重量份比为
1:2
‑
3。4.
根据权利要求1所述的颗粒复合冻胶强化泡沫体系，其特征在于，所述粉煤灰固体颗粒为
5~15wt%
，羟基磺基甜菜碱表面活性剂为
0.2~0.9wt%
，改性聚丙烯酰胺为
0.4~0.8wt%
，酚类交联剂为
0.5~1.0wt%
，醛类交联剂为
1.0~3.0wt%
，余量为去离子水
。5.
根据权利要求1所述的颗粒复合冻胶强化泡沫体系，其特征在于，所述酚类交联剂为苯酚
、
对苯二酚或邻苯二酚中的一种或几种
。6.
根据权利要求1所述的颗粒复合冻胶强化泡沫体系，其特征在于，所述醛类交联剂为六亚甲基四胺或甲基咪喹啉中的至少一种
。7.
一种权利要求1‑6任一项所述的颗粒复合冻胶强化泡沫体系，其特征在于，该泡沫体系的起泡体积为
270
‑
350mL

【专利技术属性】
技术研发人员：张超，温权，李兆敏，程洪，李军，袁飞宇，唐博超，姜乐，车文硕，
申请(专利权)人：中国石油大学华东，
类型：发明
国别省市：