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采用纳米纤维素的油藏驱采方法技术

技术编号:41184095 阅读:4 留言:0更新日期:2024-05-07 22:17
本发明专利技术涉及一种采用纳米纤维素的油藏驱采方法。首先通过调控催化剂的结构,大幅度提高纤维素的伯羟基羧化度,实现一步制备水溶性纳米纤维素。然后结合表面活性剂水溶液进行油田驱采,主要分两个阶段实施分别是一阶段纳米纤维素溶液注入以及二阶段的表面活性剂水溶液注入。第一阶段注入纳米纤维素主要是为了堵住大的孔隙,纳米纤维素可以根据岩层情况定制颗粒大小。第二阶段的表面活性剂水溶液为低浓度表面活性剂盐水,一方面可以通过离子交换和双电层扩散改变地层润湿性,另一方面表面活性剂存在可以实现超低界面张力以及地层吸附,从而加快地层润湿性的转变,从而采出原油。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及油田采油领域,具体涉及一种采用纳米纤维素的油藏驱采方法


技术介绍

1、在石油开采工业中,经过一次开采和二次开采后,油层中仍然会有超过一半以上的原油未被采出,因此需要改进开采方法,进一步提升原油的采收率。

2、表面活性剂水驱是目前被广泛应用的三次采油技术,其可以降低油-水界面张力同时调节储层润湿性,从而大幅度的提升了原油采收率。但一般传统的表面活性剂驱需要使用高浓度的表面活性剂溶液,常见在0.5重量%至5重量%之间。高浓度的表面活性剂溶液大幅度提高了技术成本,限制了该技术在现场的应用。因此对于表面活性剂驱油的研究集中在尝试利用高效低浓度表面活性剂溶液来降低成本。

3、但目前中国内陆大部分油田利用地层产出水(高矿化度水)进行表面活性剂溶液的配制。但低浓度表面活性剂在高浓度盐水下由于沉淀、吸附等问题,有效成分大幅度降低,无法发挥作用。

4、此外对于非均质油藏,在通常水驱条件下往往发生注入水沿不同渗透率层段推进不均匀现象。高渗透率层段注入水推进快,低渗透率层段注入水推进慢。加上注入水的粘度往往低于原油粘度,水驱油过程中高流度流体取代低流度流体的结果,导致注入水推进不均匀的程度加剧,甚至在很多情况下会出现高渗透率层段早已被注入水所突破,而低渗透率层段注入水推进距离仍然很小的情况,致使低渗透率层段原油不能得到有效的开采。

5、传统一般注入聚合物来进行地层调剖,但聚合物驱会有大量聚合物留存在地下,造成浪费的同时还会造成产出液处理的困难。近年来有科学家把目光投向了纳米纤维素,纳米纤维素分散液在多孔介质中注入性良好,多孔介质中的滞留以吸附为主。在高温或高矿化度条件下,cnc进入多孔介质后,颗粒发生聚集,出现log-jamming现象(即两个或两个以上的颗粒以略小于孔喉的尺寸一起到达孔喉时,堵塞孔喉,大颗粒凝聚在一起难以通过岩心),封堵高渗透通道,使后续驱替液转向低渗透区,扩大波及体积,但未经改性的纳米纤维素对电解质很敏感。电解质压缩双电层,降低纳米纤维素链间的排斥力,促进纳米纤维素在电解质溶液中絮凝和沉淀,造成分散体系失稳。而使用改性纳米纤维素又会大幅度增加成本。

6、因此需要一种低成本的纳米纤维素制备方法以及改进的油藏注水开发方法,该方法不需要使用大量的表面活性剂,因此经济性提升,引入纳米纤维素调剖手段,提高波及体积,采油效率提升。


技术实现思路

1、本专利技术所要解决的技术问题是表面活性剂驱成本高、波及体积低的问题,提供了一种采用纳米纤维素的油藏驱采方法。该方法通过采用特殊的氧化改性的纳米纤维素,具有良好的注入性,在地层条件下,可以封堵高渗透通道,使后续驱替液转向低渗透区,扩大波及体积,相比传统聚合物驱,纳米纤维素强大度、不易分解,可以长期高效提升采油率。

2、为了实现上述目的,本专利技术提供一种采用纳米纤维素的油藏驱采方法,包括以下步骤:

3、(1)向油藏中注入氧化纳米纤维素溶液;其中,所述氧化纳米纤维素溶液包含水、氧化纳米纤维素,所述氧化纳米纤维素为纳米纤维素经4-取代-tempo氧化以及高压均质处理制得;

4、(2)向所述油藏中注入表面活性剂水溶液;其中所述表面活性剂水溶液包含水、盐以及表面活性剂。

5、在一些具体的实施方式中,以所述氧化纳米纤维素占氧化纳米纤维素溶液总的重量计,所述的氧化纳米纤维素溶液浓度为100-5000ppm,优选1000-5000ppm。

6、在一些具体的实施方式中,所述盐为无机盐,优选为nacl、na2so4、na2co3、mgcl2、mgso4中的一种或两种以上,进一步优选为nacl。

7、在一些具体的实施方式中,所述表面活性剂为阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、非离子表面活性剂以及两性离子表面活性剂中的一种或多种的组合物。

8、在一些具体的实施方式中,所述表面活性剂为阴离子表面活性剂与阳离子表面活性剂的组合物,进一步优选为烷基酚聚氧乙烯醚羧酸盐与烷基季铵盐的组合物。

9、在一些具体的实施方式中,以所述盐占所述表面活性剂水溶液总的重量计,所述表面活性剂水溶液中盐的浓度为100-10000ppm,优选500-5000ppm。

10、在一些具体的实施方式中,以所述表面活性剂占所述表面活性剂水溶液总的重量计,所述表面活性剂水溶液中表面活性剂的浓度为100-10000ppm,优选1000-3000ppm。

11、在一些具体的实施方式中,所述氧化纳米纤维素为纤维浆料经过4-取代-tempo(2,2,6,6-四甲基哌啶氧化物)氧化以及高压均质处理制得。所述氧化处理包括以下步骤:将纤维浆料、4-取代-tempo、溴化钠、次氯酸钠,在反应温度为25℃-100℃下进行氧化反应,反应过程中采用碱控制体系ph值为10±1,其中,所述纤维浆料、4-取代-tempo、溴化钠、次氯酸钠的重量比为1:(0.01-0.1):(0.01-0.1):(1-10)。

12、在一些具体的实施方式中,所述纤维浆料可以为木浆、棉浆、麻浆、竹浆、苇浆等中的任意一种或多种,优选为木浆或棉浆。

13、在一些具体的实施方式中,反应过程中采用naoh控制体系ph值为10±1。

14、在一些具体的实施方式中,所述高压均质处理,采用的压力为1000-10000psi;处理次数优选为5~15次。

15、在一些具体的实施方式中,包括将所述的氧化纳米纤维素溶液和所述的表面活性剂水溶液先后注入油藏中。

16、在一些具体的实施方式中,所述氧化纳米纤维素溶液包含水、氧化纳米纤维素,并且不含表面活性剂。

17、在一些具体的实施方式中,所述4-取代-tempo选自如下式所示结构中的至少一种:

18、

19、其中,r1为c1-c10直链或支链烃基,r2为c1-c4直链或支链烃基,多个r2间彼此不同或相同,r3为c0-c4直链或支链烃基,当r3为c0时,羰基碳与苯环相连;x为卤素或h,多个x之间彼此不同或相同;优选地,所述r1为c1-c10直链烷基,所述r2为c1-c4直链烷基,r3为c0-c4直链烷基;更优选地,所述r1为c1-c2直链烷基,所述r2为c1-c2直链烷基,r2彼此相同,r3为c0-c2直链烷基。

20、在一些具体的实施方式中,所述4-取代-tempo的制备方法:在缩合反应的条件下,将式1所示的化合物与式2所示的化合物在催化剂以及选择性添加的溶剂的存在下反应,得到含有式3所示的物质,即为4-取代-tempo。

21、

22、在一些具体的实施方式中,所述制备方法其中催化剂为缩水剂,优选为碳二亚胺类试剂,进一步优选为n,n'-双环己基碳二酰亚胺(dcc)。

23、在一些具体的实施方式中,所述制备方法中的反应条件包括:n2气保护,温度为25-120℃,反应时间为0.5-12h;优选地,所述化合物i、化合物ⅱ、催化剂的摩尔比为1:(1本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种采用纳米纤维素的油藏驱采方法,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的采用纳米纤维素的油藏驱采方法,其特征在于,以所述氧化纳米纤维素占氧化纳米纤维素溶液总的重量计,所述的氧化纳米纤维素溶液浓度为100-5000ppm,优选1000-5000ppm。

3.根据权利要求1所述的采用纳米纤维素的油藏驱采方法,其特征在于,所述盐为无机盐,优选为NaCl、Na2SO4、Na2CO3、MgCl2、MgSO4中的一种或两种以上,进一步优选为NaCl。

4.根据权利要求1所述的采用纳米纤维素的油藏驱采方法,其特征在于,所述表面活性剂为阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、非离子表面活性剂以及两性离子表面活性剂中的一种或多种的组合物。

5.根据权利要求4所述的采用纳米纤维素的油藏驱采方法,其特征在于,所述表面活性剂为阴离子表面活性剂与阳离子表面活性剂的组合物,进一步优选为烷基酚聚氧乙烯醚羧酸盐与烷基季铵盐的组合物。

6.根据权利要求1所述的采用纳米纤维素的油藏驱采方法,其特征在于,以所述盐占所述表面活性剂水溶液总的重量计,所述表面活性剂水溶液中盐的浓度为100-10000ppm,优选500-5000ppm。

7.根据权利要求1所述的采用纳米纤维素的油藏驱采方法,其特征在于,以所述表面活性剂占所述表面活性剂水溶液总的重量计,所述表面活性剂水溶液中表面活性剂的浓度为100-10000ppm,优选1000-3000ppm。

8.根据权利要求1所述的采用纳米纤维素的油藏驱采方法,其特征在于,所述纳米纤维素经4-取代-TEMPO氧化处理以纤维浆料的形式进行;优选包括以下步骤:将纤维浆料、4-取代-TEMPO、溴化钠、次氯酸钠,在反应温度为25℃-100℃下进行氧化反应,反应过程中采用碱控制体系pH值为10±1,其中,所述纤维浆料、4-取代-TEMPO、溴化钠、次氯酸钠的重量比为1:(0.01-0.1):(0.01-0.1):(1-10)。

9.根据权利要求8所述的采用纳米纤维素的油藏驱采方法,其特征在于,其中所述纤维浆料为木浆、棉浆、麻浆、竹浆、苇浆等中的任意种,优选为木浆或棉浆。

10.根据权利要求1~9任一所述的采用纳米纤维素的油藏驱采方法,其特征在于,所述高压均质处理,采用的压力为1000-10000psi。

11.根据权利要求10所述的采用纳米纤维素的油藏驱采方法,其特征在于,所述高压均质处理的次数为5-15次。

12.根据权利要求1~9任一所述的采用纳米纤维素的油藏驱采方法,其特征在于,所述4-取代-TEMPO选自如下式所示结构中的至少一种:

...

【技术特征摘要】

1.一种采用纳米纤维素的油藏驱采方法,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的采用纳米纤维素的油藏驱采方法,其特征在于,以所述氧化纳米纤维素占氧化纳米纤维素溶液总的重量计,所述的氧化纳米纤维素溶液浓度为100-5000ppm,优选1000-5000ppm。

3.根据权利要求1所述的采用纳米纤维素的油藏驱采方法,其特征在于,所述盐为无机盐,优选为nacl、na2so4、na2co3、mgcl2、mgso4中的一种或两种以上,进一步优选为nacl。

4.根据权利要求1所述的采用纳米纤维素的油藏驱采方法,其特征在于,所述表面活性剂为阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、非离子表面活性剂以及两性离子表面活性剂中的一种或多种的组合物。

5.根据权利要求4所述的采用纳米纤维素的油藏驱采方法,其特征在于,所述表面活性剂为阴离子表面活性剂与阳离子表面活性剂的组合物,进一步优选为烷基酚聚氧乙烯醚羧酸盐与烷基季铵盐的组合物。

6.根据权利要求1所述的采用纳米纤维素的油藏驱采方法,其特征在于,以所述盐占所述表面活性剂水溶液总的重量计,所述表面活性剂水溶液中盐的浓度为100-10000ppm,优选500-5000ppm。

7.根据权利要求1所述的采用纳米纤维素的油藏驱采方法,其特征在于,...

【专利技术属性】
技术研发人员:虞辰敏李应成何秀娟沈之芹王辉辉
申请(专利权)人:中国石油化工股份有限公司
类型:发明
国别省市:

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