本发明属于油田解堵,具体涉及一种微乳液型油井解堵剂及其制备方法。
背景技术:
1、油田开发过程中,尤其是稠油开采过程中,堵塞是一个伴随始终的严重问题。一般而言,在稳定的油藏地质条件下,石油多组分体系处于热力学平衡状态。但在开发过程中,原油从地层依次流动到井底、井筒、井口、地面管汇,在这一过程中,由于温度、压力、流速等发生变化,同时受注水等外来流体的不配伍性等影响,原油多组分体系的平衡状态被破坏,致使胶质、沥青质从原油中沉积析出,进而堵塞油层、近井地带、井筒、集输管线、处理容器等,甚至造成油井停产或报废,影响油田的开发效果和经济效益。
2、目前常用的针对油井胶质沥青质解堵的方法是向油井中注入溶剂或分散型解堵剂,常用的溶剂包括芳香族化合物(如苯、甲苯、二甲苯)、环己烷、石油醚等油溶性溶剂,这些溶剂在现场实际使用中存在闪点低,易燃易爆,安全性能差的问题;而且进入地层孔隙后,由于其油溶性特征,在堵塞物表面有水的状态下,将无法溶解胶质沥青质堵塞物,需要大量的溶剂将堵塞物表面的水相驱替开,不仅溶剂用量大,造成环境污染,而且解堵半径有限,地层解堵不彻底。对于其它类型的分散型解堵剂,一方面对胶质沥青质分散渗透速率慢,分散型解堵剂与堵塞物接触时间有限,因此只能分散表层堵塞物,导致解堵不彻底,解堵效果差;另一方面,目前的分散剂在分散胶质沥青质时需要较高的剪切速率,但在地层中随作用半径增加,分散剂在孔隙中的流速/剪切速率急剧下降,分散效果大幅度降低,因此现有分散解堵剂解堵半径小;此外,现有分散型解堵剂对胶质沥青质分散后的粒径较大,容易造成二次堵塞;最后,现有分散剂对油井堵塞物中胶质沥青质针对性较强,而实际上不同油田、不同井、甚至同一油井不同位置堵塞物中的胶质沥青质都可能存在较大差异,现有分散解堵剂应用范围窄,适应性差,一旦堵塞物中胶质沥青质分子量及组成发生变化,分散解堵效果就会大幅度降低。
技术实现思路
1、针对上述背景技术中提出的问题,本发明提供了一种微乳液型油井解堵剂,其安全性高,适应性强,应用范围广,针对不同油田、不同井的胶质沥青质堵塞物均可以在低剪切速率下将其快速分散清除,解堵半径大,可实现油井的深部解堵,乳化分散后的堵塞物粒径小,对深部不会造成二次堵塞,解堵彻底,有效期长。
2、为达到上述技术效果,本发明的技术方案是这样实现的:
3、首先,本发明提供了一种微乳液型油井解堵剂,所述微乳液型油井解堵剂为水包油型微乳液,它包括以下质量百分比组成的组分:乳化剂,1~3%;乳化稳定性调节剂,0.05~0.2%;分散助剂,0.1~0.5%;渗透剂,2~5%;溶剂,余量;
4、所述乳化剂为异构醇型磷酸酯类表面活性剂,所述异构醇型磷酸酯类表面活性剂包括异构醇聚氧乙烯醚磷酸酯和异构醇聚氧乙烯醚磷酸酯盐;
5、所述乳化稳定性调节剂为非离子表面活性剂,所述分散助剂为烷基二苯醚二磺酸盐,所述渗透剂为烷基不饱和烯烃酯,所述溶剂为配液水。
6、进一步的,所述异构醇聚氧乙烯醚磷酸酯和异构醇聚氧乙烯醚磷酸酯盐的eo数为7-13,异构醇碳链长度c8-c15。
7、进一步的,所述非离子表面活性剂选自烷醇酰胺类非离子表面活性剂和烷基糖苷类非离子表面活性剂中的至少一种。
8、优选的是,所述烷醇酰胺类非离子表面活性剂包括椰油酸二乙醇酰胺和月桂酸二乙醇酰胺,所述烷基糖苷类非离子表面活性剂包括烷基糖苷0810和烷基糖苷1214。
9、进一步的,所述烷基二苯醚二磺酸盐的烷基链长度c10-c16。
10、进一步的,所述烷基二苯醚二磺酸盐选自十二烷基二苯醚二磺酸盐和十六烷基二苯醚二磺酸盐中的至少一种。
11、进一步的,所述烷基不饱和烯烃酯选自反式-2-癸烯酸乙酯和反式-4-癸烯酸乙酯中的至少一种。
12、进一步的,所述配液水的矿化度为0~50000mg/l,水厂自来水或油藏产出水均可使用。
13、进一步的,所述微乳液型油井解堵剂的适用油藏温度为15~90℃,可用于胶质和/或沥青质堵塞物的分散乳化。
14、其次,本发明还提供了上述微乳液型油井解堵剂的制备方法,它按照下述步骤制备:
15、步骤1、将所需量的乳化剂、分散助剂和乳化稳定性调节剂加入到所需量的溶剂中混合均匀得外相溶液;
16、步骤2、向步骤1的外相溶液中加入所需量的渗透剂,高速搅拌均匀,将内相渗透剂均匀的分散与外相溶液中形成微乳液,得到所述微乳液型油井解堵剂。
17、与现有技术相比,本发明提供的微乳液型油井解堵剂解决了以下技术问题:
18、(1)解决了油溶性解堵剂安全性能差、用量大造成环境污染的问题。
19、本发明提供的微乳液型解堵剂中乳化剂、分散助剂、乳化稳定性调节剂均为安全环保的表面活性剂,渗透剂为高闪点(闪点大于90℃)对环境友好的不饱和烯烃酯,本发明将渗透剂不饱和烯烃酯均匀分散于乳化剂、分散助剂和乳化稳定性调节剂混合形成的水溶液中,形成微乳液。微乳液中90%以上均为水相,药剂用量低,成本可控。
20、(2)解决了油溶性解堵剂遇水解堵效果大幅度降低甚至失效的问题。
21、本发明提供的微乳液型解堵剂为水包油的微乳液,与堵塞物表面的水相互溶,可以快速渗透与堵塞物接触,分散清除堵塞物。
22、(3)解决常规分散解堵剂低剪切速率下分散速度慢、清除效果差的问题。
23、本发明提供的微乳液型解堵剂可在低剪切速率下快速乳化分散胶质和沥青质堵塞物,消除远井(以井筒为中心,半径相对较大的地层)因药剂流速下降,导致堵塞物清除率降低的影响,增加解堵剂的解堵半径,实现深部解堵,同时,经本发明解堵剂分散后的堵塞物的粒径小,不会对深部造成二次堵塞伤害。该技术效果主要通过以下作用机理来实现:
24、本发明提供的微乳液型解堵剂在井筒及地层中与胶质沥青质堵塞物接触后,作为外相的乳化剂、分散剂、乳化稳定性调节剂会快速吸附在堵塞物表面,并利用注入过程的低剪切作用力将表面堵塞物快速分散乳化,形成小粒径的水包油稳定乳液;微乳液中作为内相的渗透剂烷基不饱和烯烃酯,利用其特殊的分子结构(分子链上既具有烯烃的碳碳双键同时又具有酯类的碳氧双键),使微乳液体系在堵塞物表面具有极强的渗透能力,快速渗透进入胶质沥青质内部。本发明微乳液型解堵剂的内相与外相相互作用,循环渗透、分散拆解、乳化堵塞物,形成稳定的小粒径水包油乳液。
25、本发明中所述异构醇型磷酸酯类表面活性剂是由异构醇与环氧乙烷通过乙氧基化反应生成异构醇聚氧乙烯醚,再以异构醇聚氧乙烯醚为原料通过磷酸酯化反应得到,其分子结构中同时具有带支链的异构醇疏水基团、聚氧乙烯醚和磷酸酯亲水基团,本发明解堵剂中选择具有特殊分子结构的异构醇型磷酸酯类表面活性剂作为乳化剂,乳化剂分子中带有的异构醇疏水基团具有小支链结构,疏水链多但是短,与胶质沥青质发生相互作用的位点多,可以快速吸附在堵塞物表面,短分子链可减小其位阻效应,使其具有较快的分子扩散速度及较强的渗透性能,同时乳化剂分子中具有亲水基团聚氧乙烯醚基团和磷酸酯基团,亲水性较强,由于亲水基团带负电荷,可快速将堵塞物“分散拆解”,并有效阻止堵塞物中胶质沥青质分子聚集,将胶质沥青质原本致密的呈堆积状态的聚集体结构变得“疏松”,再利用注入过程的剪切作用力将表面堵塞物快速乳化,形成小粒径的水包油稳定乳液。因此本发明选择异构醇型磷酸酯类表面活性剂作为解堵剂的乳化剂,可增强解堵剂的渗透性、分散性和乳化性,让解堵剂与堵塞物在低剪切速率下快速乳化,形成小粒径的水包油稳定乳液。
26、此外,本发明中乳化剂与分散助剂、乳化稳定性调节剂及渗透剂相互作用可进一步增强解堵剂的分散性、渗透性及乳液稳定性。分散助剂烷基二苯醚二磺酸盐分子中的两个苯基和长链烷基可使其与胶质沥青质堵塞物产生较强的亲和力,快速渗透吸附在胶质沥青质表面,分子中含有两个磺酸基团,两个带负电荷的亲水基团,一方面使其具有强亲水能力,另一方面二者间会产生一个负电荷的增强重叠区,产生静电排斥,相互协同作用下,进一步增强其分散性能,阻止胶质沥青质分子聚集;体系中的乳化稳定性调节剂烷醇酰胺类和烷基糖苷类非离子表面活性剂,烷醇酰胺类表活剂的结构中含有两个乙醇胺基团及一个烷基酰胺基团,烷基糖苷类表活剂的亲水基团为多羟基醇,乳化稳定性调节剂中所含有的基团与乳化剂异构醇聚氧乙烯磷酸酯盐、分散助剂烷基二苯醚二磺酸盐,相互协同作用,可形成粒径更小的乳液液滴,提高水包油乳液的界面膜强度,增强乳液稳定性;微乳液中内相渗透剂烷基不饱和烯烃酯,其分子链上既具有烯烃的碳碳双键同时又具有酯类的碳氧双键,本发明利用渗透剂所具有的特殊的分子结构,与乳化剂相互协同,可进一步增强解堵剂在堵塞物中的渗透能力,使解堵剂快速进入堵塞物内部分散乳化胶质和沥青质。
27、(4)解决了现有分散解堵剂应用范围窄,适应性差的问题。
28、基于上述的原理分析,本发明提供的微乳液型油井解堵剂通过微乳液中各组分的分子链特性及相互协同作用,具有快速渗透、分散拆解、乳化胶质和沥青质堵塞物的能力,实现了在低剪切速率下快速渗透、乳化、分散拆解堵塞物的效果,提高了解堵剂对于堵塞物组分变化的适应性,拓宽了解堵剂的应用范围。
29、综上,本发明提供的微乳液型油井解堵剂,以异构醇型磷酸酯类表面活性剂作乳化剂为基础,利用其同时具有带支链的异构醇疏水基团、聚氧乙烯醚和磷酸酯亲水基团这一特殊分子结构,协同分散助剂、乳化稳定性调节剂及渗透剂相互作用,增强了解堵剂的分散性、渗透性及乳液稳定性,实现在低剪切速率下快速分散清除堵塞物的效果。本发明提供的微乳液型解堵剂,可在50~200r/min搅拌速度下,在5~30min内分散清除胶质沥青质堵塞物,消除远井(以井筒为中心,半径相对较大的地层)因药剂流速下降,导致堵塞物清除率降低的影响,增加解堵剂的解堵半径,实现深部解堵,解堵彻底、有效期长、施工简便,模拟储层解堵条件下,其对堵塞物清除率大于93.5%,储层渗透率恢复率大于88%。本发明提供的微乳液型解堵剂,分散乳化堵塞物后的粒径小,不会造成二次堵塞,模拟储层解堵条件下,对深部储层渗透率伤害率小于5%。本发明提供的微乳液型解堵剂,适应性强、应用范围广,针对不同油田、不同井的胶质和沥青质堵塞物均可以在低剪切速率下将其快速分散清除。
1.一种微乳液型油井解堵剂,其特征在于:所述微乳液型油井解堵剂为水包油型微乳液,包括以下质量百分比组成的组分:乳化剂,1~3%;乳化稳定性调节剂,0.05~0.2%;分散助剂,0.1~0.5%;渗透剂,2~5%;溶剂,余量;
2.根据权利要求1所述的一种微乳液型油井解堵剂,其特征在于:所述异构醇聚氧乙烯醚磷酸酯和异构醇聚氧乙烯醚磷酸酯盐的eo数为7-13,异构醇碳链长度c8-c15。
3.根据权利要求1所述的一种微乳液型油井解堵剂,其特征在于:所述非离子表面活性剂选自烷醇酰胺类非离子表面活性剂和烷基糖苷类非离子表面活性剂中的至少一种。
4.根据权利要求3所述的一种微乳液型油井解堵剂,其特征在于:所述烷醇酰胺类非离子表面活性剂包括椰油酸二乙醇酰胺和月桂酸二乙醇酰胺,所述烷基糖苷类非离子表面活性剂包括烷基糖苷0810和烷基糖苷1214。
5.根据权利要求1所述的一种微乳液型油井解堵剂,其特征在于:所述烷基二苯醚二磺酸盐的烷基链长度c10-c16。
6.根据权利要求1所述的一种微乳液型油井解堵剂,其特征在于:所述烷基二苯醚二磺酸盐选自十二烷基二苯醚二磺酸盐和十六烷基二苯醚二磺酸盐中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的一种微乳液型油井解堵剂,其特征在于:所述烷基不饱和烯烃酯选自反式-2-癸烯酸乙酯和反式-4-癸烯酸乙酯中的至少一种。
8.根据权利要求1所述的一种微乳液型油井解堵剂,其特征在于:所述配液水的矿化度为0~50000mg/l。
9.根据权利要求1所述的一种微乳液型油井解堵剂,其特征在于:所述微乳液型油井解堵剂的适用油藏温度为15~90℃。
10.权利要求1至9中任一项所述的微乳液型油井解堵剂的制备方法,其特征在于:按照下述步骤制备: