[发明专利]一种基于阴阳离子对作用的防水锁剂及其应用

说明书

本发明提供一种基于阴阳离子对作用的防水锁剂，由阴阳离子对表面活性剂组合物、两性离子表面活性剂、短链醇、消泡剂和水共同组成，其中阴阳离子对表面活性剂组合物是由阴离子表面活性剂和阳离子氟碳表面活性剂复配而成。利用阴离子表面活性剂和阳离子氟碳表面活性剂之间的阴阳离子对的作用，体系具有较低的表/界面张力性能的特性，界面张力达到10^‑3mN/m，表面张力最低达到18mN/m，该防水锁剂还能将地层表面润湿性往憎水憎油的双憎方向改善，能够有效增大滤液返排，提高气/油相渗透率，显著降低储层的水锁伤害。该防水锁剂起泡率低，小于10%，能够满足油田钻井、完井、修井、注水及提高采收率等作业的使用要求。

技术领域

本发明涉及油气井钻井、油气田开发技术领域，特别涉及一种用于油田钻井、完井、修井、注水及提高采收率等作业过程的防水锁剂。

背景技术

在低渗透油田钻井、完井、试油、修井、酸化、压裂等作业过程中，由于水基工作液液柱压力大于地层孔隙压力，在正压差作用下，导致工作液中的部分流体（主要是水）进入储层水润湿的孔道中产生水锁效应，增加油气向井筒汇聚的渗流阻力。此外油藏岩石的水自吸效应，将井筒工作液中的水相吸入油藏岩石的油气渗流通道中，改变了井眼周围油气水的分布，引起油气相对渗透率降低，可导致气井产量降至原来的1/3以下。如果对此类油藏实施油层保护，油井产量可提高10％～300％。

影响水锁损害的主要因素为毛细管力和液相滞留，毛管半径越小，排液时间越长，水锁损害越严重。毛细管阻力等于毛细管弯液面两侧的非润湿相压力和润湿相压力的差值，由毛细管压力计算公式P=2σcosθ/r可知，毛细管力和表面张力成正比，在毛管半径和驱替压差保持不变的前提下，减小表面张力可有效缩短排液时间和减小毛细管力，可有效预防和减轻水锁损害。在工作液中加入防水锁剂可以降低滞留液相表面张力，从而达到预防和解除水锁损害的目的。

目前主要使用的防水锁剂是甲醇、乙二醇单甲醚、乙二醇单丁醚等醇类，ABSN、ABS、OP-10、tween等碳系表面活性剂。但这些常用的防水锁剂存在以下不足：(1)醇类在地层中容易发生醇吸，降低储层渗透率，且醇类处理不能起持久解除水锁；(2)碳系表面活性剂防水锁剂普遍存在着表面张力高、难以使储层达到气湿，且起泡率高，不能满足现场使用要求。

发明内容

针对上述先用防水锁剂普遍存在着表面张力高、难以使储层达到气湿，且起泡率高，不能满足现场使用要求的情况，本发明提供一种基于阴阳离子对作用的防水锁剂，其具有表/界面张力低、起泡率低、可有效改善储层润湿性等优点，能够有效增大滤液返排，提高气/油相渗透率，降低储层的水锁伤害，此外，该防水锁剂中含有消泡性能较强的磷酸酯类消泡剂，因此起泡率低，小于10%，能够满足工作液现场的使用要求。

本发明的目的通过以下技术方案得以实现。

本发明提供了一种基于阴阳离子对作用的防水锁剂，其是由阴阳离子对表面活性剂组合物、两性离子表面活性剂、短链醇、消泡剂和水共同组成，其中阴阳离子对表面活性剂组合物的质量百分数为10-30%，两性离子表面活性剂的质量百分数为10-20%，短链醇的质量百分数为10-15%，消泡剂的质量百分数为5-15%，其余为水。

所述的阴阳离子对表面活性剂组合物是由阴离子表面活性剂和阳离子氟碳表面活性剂复配而成，其中阴离子表面活性剂和阳离子氟碳表面活性剂以物质的量比在1:10-10:1之间，利用阴离子表面活性剂和阳离子氟碳表面活性剂之间的这种阴阳离子对的作用，使得体系具有较低的表/界面张力性能的特性。

所述阴阳离子对表面活性剂组合物中的阴离子表面活性剂是为磺酸盐类阴离子表面活性剂或羧酸盐类阴离子表面活性剂，选自但不限于石油磺酸盐、烷基苯磺酸盐、烷基磺酸盐、脂肪醇醚羧酸盐、烷基苯聚醚羧酸盐。

所述阴阳离子对表面活性剂组合物中的阳离子氟碳表面活性剂是全氟烷基季铵盐或全氟烷基酰胺季铵盐，

全氟烷基季铵盐的结构如下：