一種納米二氧化硅乳化堵水劑及其應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種納米二氧化娃乳化堵水劑及其應(yīng)用，具體地，涉及一種用于油井 開發(fā)中堵水調(diào)剖的納米二氧化娃乳化堵水劑，W及該納米二氧化娃乳化堵水劑在油井中進(jìn) 行堵水的應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002] 油田開發(fā)過程中，堵水調(diào)剖是"穩(wěn)油控水"的一項(xiàng)重要技術(shù)手段。目前油井堵水劑 主要有兩大類，一是非選擇性堵劑，二是選擇性堵劑。由于非選擇性堵劑無選擇性，對于多 層系開發(fā)的地層，容易造成油層傷害，嚴(yán)重影響油井產(chǎn)能，并且封堵施工工藝復(fù)雜，工序繁 多，作業(yè)成本高。而常用的選擇性堵劑如聚合物、泡沫等選擇性有限，封堵能力不強(qiáng)，堵水成 功率也不高。
[0003] 乳化原油堵水劑利用原油遇水乳化后形成高黏乳液體系，達(dá)到封堵高滲水流通道 的目的，屬于選擇性堵劑。乳化原油堵水劑具有較好的選擇性，遇水時(shí)通過乳化作用形成 黏度較高的油包水乳液，堵塞滲水通道，而遇原油時(shí)被稀釋、黏度下降，不影響原油滲流通 道。乳化原油堵水劑同時(shí)也具有較高的封堵強(qiáng)度，原油乳化后黏度可增加數(shù)倍，達(dá)到數(shù)百 mPa?S，而且在地層巖縫中由于存在油水界面的毛細(xì)管"賈敏"效應(yīng)，使乳液封堵效果進(jìn)一 步提局。
[0004] CN101824979A公開了一種稠油蒸汽吞吐井乳化法調(diào)剖堵水方法，其中將抗高溫油 包水型乳化劑隨蒸汽同時(shí)注入或在吞吐井注蒸汽前注入經(jīng)蒸汽吞吐開采的稠油油藏底層； 其中，所述抗高溫油包水乳化劑主要包括HLB值小于6的陰離子型、陽離子型、非離子型或 復(fù)合型表面活性劑。該方法中的乳化劑具有較強(qiáng)的耐溫能力，但限于在高溫工況下的注蒸 汽井實(shí)施。
[0005] CN102061153介紹了一種油井堵水用原油乳化劑，其原料為二甲胺、環(huán)氧氯丙焼和 水。該乳化劑需二甲胺與環(huán)氧氯丙焼先反應(yīng)，反應(yīng)過程不易控制易影響獲得乳化劑的質(zhì)量 和實(shí)施效果。
[0006] CN102329600A公開了一種油井納米顆粒封竄堵水劑，含有氧化巧、氧化娃、氧化 鉛、氧化鐵、H己醇胺、KC1、化2Si〇3、膨潤±、丙麗和甲醒縮聚物、鐵館木質(zhì)素礙酸鹽和水，該 堵水劑通過先將氧化巧、氧化娃、氧化鉛、氧化鐵、NazSi化、膨潤±及丙麗和甲醒縮聚物先研 磨至顆粒粒徑達(dá)到1-lOOnm，并將H己醇胺、KC1、鐵館木質(zhì)素礙酸鹽和水混合溶解為溶液， 然后將研磨的產(chǎn)物與溶液混合得到。該方法組成較復(fù)雜實(shí)施繁瑣，不適于實(shí)際使用。
[0007] CN1704559A公開了一種高強(qiáng)度易溶解納米堵水劑，由納米氧化娃、納米氧化鐵、納 米碳酸巧、納米氧化鉛、超細(xì)水泥及助劑組成。該劑組成復(fù)雜不利于實(shí)施應(yīng)用。
[000引 CN1760312A公開了一種植物油田堵水材料，其中包括烘干海藻、聚離多元醇、甲苯 二異氯酸醋、天然橡膠、二氧化娃、聚己二醇（400)、碳酸巧（100目）和橡膠助劑，該材料需 要通過W下工藝生產(chǎn)；將聚離多元醇加入反應(yīng)蓋升溫12(TC，真空脫水30分鐘，之后降溫至 5(TC，加入甲苯二異氯酸醋升溫到85C，攬拌2小時(shí)，然后降溫至4(TC出料，作為A組分備 用。將天然橡膠和經(jīng)粉碎為80目的海藻、二氧化娃、聚己二醇、碳酸巧W及橡膠助劑與A組 分混和，在壓膠機(jī)上混煉均勻后，在12(TC硫化30分鐘，經(jīng)橡膠粉碎機(jī)粉碎為80目，即為植 物油田堵水材料。該方法復(fù)雜不適于實(shí)際在油田堵水中使用。
[0009] 由此可見，獲得組成簡單、乳液穩(wěn)定、易應(yīng)用實(shí)施的堵水劑仍是油井開發(fā)所需要 的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 本發(fā)明的目的是為了獲得能夠使乳液穩(wěn)定性好且有較高黏度的堵水劑并克服現(xiàn) 有技術(shù)的堵水劑組成復(fù)雜和不易實(shí)施的缺陷，提供了一種納米二氧化娃乳化堵水劑及其應(yīng) 用。
[0011] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種納米二氧化娃乳化堵水劑，該納米二氧化娃 乳化堵水劑由納米二氧化娃、表面活性劑和水組成；所述納米二氧化娃乳化堵水劑中，納米 二氧化娃的含量為0. 5-20重量％，表面活性劑的含量為0. 02-5重量％，其余為水。
[0012] 本發(fā)明還提供了本發(fā)明提供的納米二氧化娃乳化堵水劑在油井中進(jìn)行堵水的應(yīng) 用，該應(yīng)用包括將該納米二氧化娃乳化堵水劑與酸混合，得到的混合物的抑值為8W下，將 所述混合物與原油混合，所述混合按所述納米二氧化娃乳化堵水劑與原油的劑油體積比為 0. 4-0. 7 ; 1 進(jìn)行。
[0013] 采用本發(fā)明提供的納米二氧化娃乳化堵水劑，應(yīng)用于原油中可W獲得均勻穩(wěn)定且 黏度較高的乳液，具有較高的封堵強(qiáng)度，并且該堵水劑組成簡單易于油田實(shí)施。
[0014] 本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的【具體實(shí)施方式】部分予W詳細(xì)說明。
【具體實(shí)施方式】
[0015] W下對本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描述的具體 實(shí)施方式僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。
[0016] 本發(fā)明提供一種納米二氧化娃乳化堵水劑，該納米二氧化娃乳化堵水劑由納米二 氧化娃、表面活性劑和水組成；所述納米二氧化娃乳化堵水劑中，納米二氧化娃的含量為 0. 5-20重量％，表面活性劑的含量為0. 02-5重量％，其余為水。
[0017] 本發(fā)明提供的納米二氧化娃乳化堵水劑組成簡單，其中含有的納米二氧化娃顆粒 表面含有大量居基。本發(fā)明的發(fā)明人在研究中發(fā)現(xiàn)，送些居基有可能與某些類型的非離子、 陽離子表面活性劑發(fā)生絡(luò)合作用形成絡(luò)合顆粒，送種絡(luò)合顆粒分散于油水界面，可W具有 非常好的穩(wěn)定油水界面的效果。與普通的具有界面活性的表面活性劑相比，納米二氧化娃 顆粒吸附在油水界面上形成高強(qiáng)度的界面膜，使乳液具有非常好的穩(wěn)定性和較高的黏度， 可W實(shí)現(xiàn)較好的封堵效果。
[0018] 根據(jù)本發(fā)明，提供的納米二氧化娃乳化堵水劑中，所述納米二氧化娃的平均粒徑 的選擇可W是只要滿足使乳液具有好的穩(wěn)定性和較高的黏度即可。優(yōu)選情況下，所述納米 二氧化娃的平均粒徑為IOOnmW下；優(yōu)選地，所述納米二氧化娃的平均粒徑為50nmW下； 更優(yōu)選地，所述納米二氧化娃的平均粒徑為20nmW下。本發(fā)明中可W使用的送種納米二 氧化娃可W是不含水的固體粉末，也可W是分散在水中的二氧化娃溶膠。所述納米二氧化 娃還可W是商購獲得，例如Ludox服-40(納米二氧化娃含量為40重量％，納米顆粒平均 粒徑約10皿，美國Sigma-Al化ich公司產(chǎn)品）、AER0SIL200 (平均粒徑12皿，德國德固賽 (EVONIK-DEGUSSA) )、LM-150 (平均粒徑 20nm，美國卡博特（CABOT))。
[0019] 本發(fā)明中，納米二氧化娃與特定的表面活性劑組合，W特定的組成含量下，更有利 于得到的納米二氧化娃乳化堵水劑應(yīng)用于原油時(shí)，可W獲得穩(wěn)定性好且有較高黏度的乳 液，可W實(shí)現(xiàn)更好的封堵效果。優(yōu)選地，所述納米二氧化娃的含量為2-10%重量％，所述表 面活性劑的含量為0. 05-1重量％，其余為水。
[0020] 根據(jù)本發(fā)明，所述表面活性劑可W與納米二氧化娃形成絡(luò)合顆粒，優(yōu)選情況下，所 述表面活性劑為聚離型表面活性劑或陽離子表面活性劑。
[0021] 進(jìn)一步地，本發(fā)明中，所述聚離型表面活性劑可W為包含CH2CH2O嵌段的表面活性 劑；更優(yōu)選地，所述聚離型表面活性劑為壬基酪聚氧己帰離（NP巧、脂肪醇聚氧己帰離（AE) 和吐溫中的至少一種?？蒞進(jìn)一步優(yōu)選所述聚離型表面活性劑中氧己帰聚合度，所述聚離 型表面活性劑中的氧己帰聚合度是指每摩爾表面活性劑分子中所含氧己帰嵌段的摩爾數(shù)， 可WW字母n表示。特別優(yōu)選地，所述聚離型表面活性劑中的氧己帰聚合度為n= 3-100 ; 進(jìn)一步地，所述聚離型表面活性劑中的氧己帰聚合度為n= 10-50。當(dāng)使用上述聚離型表面 活性劑時(shí)，更有利于與納米二氧化娃形成絡(luò)合顆粒吸附油水界面上形成高強(qiáng)度的界面膜， 使乳液具有非常好的穩(wěn)定性和較高的黏度，可W實(shí)現(xiàn)較好的封堵效果。具體地，所述壬基 酪聚氧己帰離可^^化學(xué)式(：化廠((：化)-〇-(邸2邸2〇)。寸表示，其中11 = 3-100，優(yōu)選11 = 10-50,例如可W具體為壬基酪聚氧己帰離NPE-IO(即n= 10)。所述脂肪醇聚氧己帰離可 WW化學(xué)式R-O-畑2邸2〇)n-H表示，其中R為飽和的或不飽和的Ciz-Cis的姪基，可W是直鏈 或帶支鏈的姪基，n= 3-100,優(yōu)選n= 10-50,例如可W具體為十二烷基醇聚氧己帰離（n= 80)、癸烷基醇聚氧己帰離（n= 9)。所述吐溫可W具體為吐溫-20(即n= 20)。
[0022] 根據(jù)本發(fā)明，所述表面活性劑也可W為陽離子表面活性劑。優(yōu)選情況下，所述陽離 子表面活性劑為季胺鹽型表面活性劑，且親水端包含倭基陽離子。例如可W具體為十四焼 基H甲基氯化倭、十四烷基H甲基漠化倭、十六烷基H甲基漠化倭和十六烷基二甲基漠化 倭中的至少一種。
[0023] 本發(fā)明中，所提供的納米二氧化娃乳化堵水劑不僅組成簡單，而且可W方便地制 備得到，方便于在油田實(shí)現(xiàn)使用。本發(fā)明提供的納米二氧化娃乳化堵水劑可W通過將所 述納米二氧化娃、表面活性劑加入水中溶解，制備得到。其中，所述納米二氧化娃、表面活 性劑的加入量使得得到的納米二氧化娃乳化堵水劑中，納米二氧化娃的含量為0. 5-20重 量％，表面活性劑的含量為0. 02-5重量％，其余為水；優(yōu)選地，所述納米二氧化娃的含量為 2-10 %重量％，所述表面活性劑的含量為0. 05-1重量％，其余為水。
[0024] 本發(fā)明還提供了本發(fā)明提供的納米二氧化娃乳化堵水劑在油井中進(jìn)行堵水的應(yīng) 用，該應(yīng)用包括將該納米二氧化娃乳化堵水劑與酸混合，得到的混合物的抑值為8W下，將 所述混合物與原油混合，所述混合按所述納米二氧化娃乳化堵水劑與原油的劑油體積比為 0. 4-0. 7 ; 1 進(jìn)行。
[0025] 在將本發(fā)明提供的納米二氧化娃乳化堵水劑應(yīng)用于油井進(jìn)行堵水應(yīng)用時(shí)，適當(dāng)?shù)?將該納米二氧化娃乳化堵水劑調(diào)節(jié)抑值，可W更有利于所述納米二氧化娃乳化堵水劑中 的納米二氧化娃與表面活性形成的絡(luò)合顆粒有更好的乳化效果，例如可W在所述納米二氧 化娃乳化堵水劑使用時(shí)加入少量的酸，優(yōu)選地，所述酸為無機(jī)酸，所述混合物的抑值為5W 下。所述無機(jī)酸可W例如為鹽酸。
[0026]W下將通過實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0027] W下實(shí)施例中，乳液穩(wěn)定性通過將制備的乳液在8(TC恒溫密閉靜置4她，觀察乳 液無油水分離為乳液穩(wěn)定，反之，乳液不穩(wěn)定。
[0028] 乳液粘度采用GB/T10247-2008方法使用化ermoFisher公司化化e￥巧50型號的 旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)測得。
[0029] 實(shí)施例中使用的表面活性劑均可市售獲得。
[0030] 實(shí)施例1
[0031] 本實(shí)施例用于說明本發(fā)明提供的納米二氧化娃乳化堵水劑與應(yīng)用。
[0032] 將Ludox服-40和表面活性劑加入水中溶解，配制成6mL納米二氧化娃乳化堵水 劑，其中各組分名稱和含量見表1。
[0033] 應(yīng)用該6mL納米二氧化娃乳化堵水劑時(shí)，向其中加入鹽酸調(diào)節(jié)至合適的抑值。按 劑油體積比0. 4:1加入15血原油（密度約0. 91g/mL，50°C黏度約60mPa?S)