[发明专利]一种油田用气凝胶颗粒-二氧化碳-水基三相泡沫体系及其应用

说明书

本发明公开了一种油田用气凝胶颗粒‑二氧化碳‑水基三相泡沫体系及其应用。所述三相泡沫体系由二氧化碳、液相和气凝胶颗粒制成，液相为起泡剂、泡沫强化剂和无机盐助剂的水溶液。本发明三相泡沫体系能够均匀稳定的裹挟具有亲油疏水特性的气凝胶颗粒，进而将气凝胶颗粒带入储层中，实现气凝胶颗粒在储层中均匀分散，形成对储层中优势通道“堵水不堵油”的选择性封堵效果，强化水基二氧化碳泡沫驱油效率和波及系数，达到长周期稳油控水的目的，有利于实现采收率的提高；泡沫强化剂的加入有利于维持三相泡沫体系整体的稳定性，促使气凝胶颗粒较长时间均匀稳定的分散在泡沫体系中，且具有绿色无毒无污染的特点，有利于推进高含水老油田的绿色开发。

技术领域

本发明涉及一种油田用气凝胶颗粒-二氧化碳-水基三相泡沫体系，属于碳封存及利用技术和石油开采技术领域。

背景技术

水驱采油是一种应用极其广泛的油田开发技术。随着水驱开发的深入推进，油田会逐渐进入高含水甚至特高含水阶段，此时储层中水窜优势通道形成，无效水循环加剧，水驱效率迅速下降。泡沫调驱是水驱后重要的提高原油采收率手段。水基泡沫流体表观粘度高，具备“堵大不堵小、堵水不堵油”的优良调剖特性，可改善储层中的油水流度比，控制水相窜流，扩大波及范围，提高驱油效率。特别对于以二氧化碳为内相的水基泡沫驱油体系，驱油效果突出，不仅可以利用二氧化碳和泡沫独特结构提升原油采收率，同时可以依托水基泡沫的高波及能力将大量的二氧化碳封存在地层中，从而达到温室气体地质封存及有效利用的目的。

然而，由于二氧化碳水基泡沫是一种热力学不稳定体系，泡沫在驱油过程中会发生衰变，气液在地层中逐渐分离引发二氧化碳气窜现象，不利于二氧化碳的地质封存，同时将导致泡沫调剖能力减弱，难以在后续水驱过程中进行相对稳定的长期流度控制。为了进一步增强水基泡沫体系稳定性及调剖性能，传统水基三相泡沫体系采用有机或无机微纳米颗粒作为固相强化剂，如交联聚合物微球、二氧化硅纳米颗粒、氧化铝纳米颗粒、粉煤灰、超细水泥等。这些微纳米颗粒可以改善泡沫在储层多孔介质中的调剖性能，强化提采效果。然而，传统三相泡沫所使用的微纳米颗粒本身无法对油水两相渗流产生选择性调堵，难以达到堵水不堵油的有益效果，当三相泡沫破灭后颗粒的调剖性能将会被削弱。例如在中国专利申请(申请号：201811375287.0)公开了一种油气田用超高特征值三相烟道气泡沫及其制备方法。该三相烟道气泡沫的气相为燃煤电厂产生的烟道气；液相为表面活性剂、pH值调剂和无机盐的水溶液；泡沫特征值为90％～99％。该三相烟道气泡沫所使用的固相稳泡剂为粉煤灰颗粒与纳米二氧化硅颗粒的复配体系，不仅成本较低，而且可以在泡沫液膜上形成稳固的固相颗粒吸附层，大幅减弱泡沫的液膜破裂、气体扩散和气泡聚并等不稳定特征，有效提高泡沫的稳定性，同时具有良好的耐温性和耐压性。然而，粉煤灰颗粒与纳米二氧化硅颗粒本身不具备选择封堵能力，虽然这类固相颗粒在优势通道需要控制时会起到一定有益的封堵效果，但在地层中长期大量的累计性滞留及封堵则可能会消耗水相的驱替能量，从而减弱水相驱油能力，不利于三相泡沫保持长周期内稳油控水性能。

发明内容

本发明的目的是提供一种油田用气凝胶颗粒-二氧化碳-水基三相泡沫体系，所述油田用三相泡沫体系能够均匀稳定地裹挟具有亲油疏水特性的气凝胶颗粒，进而将气凝胶颗粒带入储层中，对储层中的优势通道进行选择性封堵，达到长周期“堵水不堵油”的目的，从而强化水基二氧化碳泡沫波及系数和驱油效率，最终实现采收率的提高；所述泡沫体系对储层的伤害性小，且具有绿色无毒无污染的特点，有利于油田周边环境的保护。

本发明所提供的油田用气凝胶颗粒-二氧化碳-水基三相泡沫体系，由二氧化碳、液相和气凝胶颗粒制成；

所述液相为起泡剂、泡沫强化剂和无机盐助剂的水溶液。

上述的三相泡沫体系中，所述气凝胶颗粒可为氧化铝气凝胶颗粒、二氧化硅气凝胶颗粒和氧化锆气凝胶颗粒中至少一种；

所述气凝胶颗粒的参数如下：