[发明专利]一种改性纳米石墨颗粒三相泡沫调驱体系及其制备方法

说明书

本发明提供了一种改性纳米石墨颗粒三相泡沫调驱体系，包括液相和气相，液相中包括0.15％～0.35％的起泡剂、0.04～0.1％的稳泡剂，余量为配液水，各组分质量百分比之和为100％；气相与液相的气液比为(1～3)∶1。起泡剂选自烷基磺丙基甜菜碱和烷基酰胺丙基甜菜碱中的一种或两种的组合。稳泡剂为改性纳米石墨颗粒，其粒径为80～150nm。本发明同时分别提供了上述改性纳米石墨颗粒和三相泡沫调驱体系的制备方法。采用本发明的纳米石墨颗粒三相泡沫调驱体系，可大幅度增加所形成泡沫的稳定性，具有较好的流度控制能力，同时成本低廉、制备方法简单、便于大规模的现场施工。

技术领域

本发明属于油田化学领域，具体地，涉及油田深部调驱用的一种改性纳米石墨颗粒三相泡沫调驱体系及其制备方法。

技术背景

油田的长期注水开发导致地层的非均质性加剧，使油田开发中后期含水上升速度加快，水驱低效或无效循环，导致地层中残留的大量剩余油无法动用。因此如何降低油井含水率，实现中后期高含水油藏剩余油深部挖潜是油田增产稳产的关键。近年来，泡沫以其视粘度高，降低油水界面张力，遇油消泡、遇水稳定的强选择性等优点在油田矿场上得到推广应用。油田常用的泡沫调驱体系主要由单一液相泡沫体系、聚合物强化泡沫体系、冻胶强化泡沫体系和纳米颗粒强化泡沫体系。单一液相泡沫体系由表面活性剂和气体(N₂，CO₂)组成，但该泡沫体系稳定性较差，一般适用于中低温中低盐的油藏条件。对于聚合物强化泡沫，在起泡剂溶液中加入聚合物，依靠聚合物的粘度增加液膜的厚度并降低液膜的排液速度，提高了泡沫的稳定性。但受注入设备、地层孔隙剪切及地层理化性质的影响，聚合物的粘度损失较大，导致聚合物的稳泡能力有限，尤其不适用于中高温中高盐的油藏条件使用。冻胶强化泡沫是以聚合物、交联剂、起泡剂和气体(N₂，CO₂)形成的，依靠冻胶的强粘弹效应提高外相的粘度，增加液膜的厚度，实现泡沫稳定性和长期有效性，一般适用于中高温中高盐的油藏条件。但冻胶中的聚合物也会受注入设备和地层孔隙剪切及地层理化性质影响，会导致冻胶的成冻时间和冻胶强度难以控制，使得稳泡能力有限。最近发展的纳米颗粒强化泡沫体系依靠颗粒的吸附效应强化泡沫的稳定性，但稳泡颗粒主要以改性的纳米二氧化硅为主，受地层理化性质、地层水长期侵蚀的影响，纳米颗粒表面性质发生改变导致稳泡效果较差。此外，纳米二氧化硅颗粒密度较大，会形成重力差异效应，导致颗粒的稳泡效果有限。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中泡沫调驱体系的不足，提供一种适用于中后期高含水油藏深部调驱的改性纳米石墨颗粒三相泡沫调驱体系及其制备方法，利用改性纳米石墨颗粒吸附特点，提高泡沫液膜的强度，降低液膜的排液速度来增强泡沫的稳定性，进而最大限度的发挥对高渗透层的调控能力，同时利用起泡剂溶液的洗油能力，实现改性纳米石墨颗粒和起泡剂的协同效应，大幅度的提高原油采收率。

为实现上述目的，本发明采用下述方案：

一种改性纳米石墨颗粒三相泡沫调驱体系，包括液相和气相，液相包括起泡剂、稳泡剂和配液水，起泡剂在液相总质量中的质量分数为0.15％～0.35％，稳泡剂在液相总质量中的质量分数为0.04～0.1％，液相中余量为配液水，各组分质量分数之和为100％；气体与液相的气液比控制在(1～3)∶1。

进一步的，上述起泡剂选自烷基磺丙基甜菜碱或烷基酰胺丙基甜菜碱的一种，或选自这两种的组合。

进一步的，上述稳泡剂优选为改性纳米石墨颗粒，优选粒径为80～150nm。

进一步的，上述气相优选为氮气、二氧化碳或天然气的一种

更进一步的，上述用作起泡剂的烷基磺丙基甜菜碱，其结构式如下式(1)：

式(1)中，R为C₁₂、C₁₄或C₁₆的烷基。