[发明专利]一种改变致密砂岩表面润湿性表面活性剂及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及石油开采领域，特别涉及一种改变致密砂岩表面润湿性表面活性剂及其制备方法和应用。

背景技术

我国致密油气资源丰富，随着勘探开发技术的不断进步，特别是水平井体积压裂技术的突破，致密油开发已在长庆油田、大庆油田及吐哈等油田进行先导性试验。水平井和体积压裂已经成为致密储层开发的核心技术，但是对于储层的动用程度依然有限。根据地质分析，致密储层岩石润湿性普遍为中性-偏亲油性储层。岩石润湿性是控制油层内部油水分布、数量和流动驱替机制的重要因素之一，其变化直接影响油层的毛细管压力、油水相对渗透率、水驱动态、束缚相数量和分布残余油饱和度及油层的电性特征。因此，改变储层润湿性是提高储层动用能力和原油采收率的可靠手段之一。

在油田开发过程中，改变储层润湿性的润湿反转剂普遍被用来提高注水量，降低注水压力，通过增加地层压力间接的提高原油采收率。同时，国内外研究油田用润湿反转的表面活性剂主要分为三类：①阳离子表面活性剂，最常用的是烷基三甲基溴化铵(CTAB)；②阴离子表面活性剂，主要是聚氧乙烯(丙烯)烷基醇醚硫酸酯盐或磺酸盐；③非离子表面活性剂，主要有聚氧乙烯烷基酚醚等。其中季铵盐类表面活性剂(如CTAB)会使储层为油润湿，从而降低岩石中烃的相对渗透率；阴离子(如石油磺酸盐)抗盐能力差，临界胶束浓度高，与地层中多价离子作用损耗较多；非离子表活剂在地层中稳定性差，不耐高温，价格高。

发明内容

针对上述现有技术所存在的问题，本发明的目的在于提供一种改变致密砂岩表面润湿性表面活性剂及其制备方法和应用，该方法制备的表面活性剂用于压裂液，具有长效性、低界面张力、高接触角、对地层适应性强的能够改变致密砂岩润湿性，其存在于滞留地层未返排压裂液中，作用于致密砂岩表面，能够降低油水界面张力，将油湿表面转变为水湿表面，降低油滴在岩石表面的粘附性，提高原始地层中原油的可流动性，提高低渗透油层采出程度。

为实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：

一种改变致密砂岩润湿性的表面活性剂的制备方法，包括如下步骤：

1)按重量份数计，将1～3份的乳化剂与30～40份的溶剂油混合制成油相溶剂，向油相溶剂中加入5～8份的改性木质素磺酸盐单体，制得油相混合溶液；

2)向50～60份的水中加入15～25份亲水阳离子单体和7～10份非离子性单体，搅拌溶解，调节pH值至8.5～9.5，制得水相溶液；

3)将水相溶液加入到油相混合溶液中，然后加入0.10～0.15份的引发剂进行聚合反应，制得高分子聚合物；其中，水相溶液与油相混合溶液的质量比为1：(2～2.5)；

4)将32～56份的氟碳表面活性剂、15～23份的生物表面活性进行混合，制得表面活性剂体系；

5)将40～55份的表面活性剂体系加入到30～43份的高分子聚合物中，搅拌均匀，制得改变致密砂岩表面润湿性表面活性剂。

本发明进一步的改进在于，聚合反应的温度为60～75℃，时间为12～18小时。

本发明进一步的改进在于，所述乳化剂为脂肪酸单甘油脂、月桂酸单甘油酯、丙二醇脂肪酸酯中的一种或多种；所述溶剂油为白油、石脑油、丙醇、异丙醇中的一种或多种。

本发明进一步的改进在于，所述改性木质素磺酸盐单体为羟甲基木质素磺酸钠、磺甲基化木质素磺酸钠、羟甲基化木质素磺酸钙或2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸。

本发明进一步的改进在于，所述亲水阳离子单体为辛基酚聚氧乙烯醚硫酸钠、壬基酚聚氧乙烯醚、酰胺基聚氧乙烯醚二硫酸镁、十二烷基醇聚氧乙烯醚二硫酸钠中的一种或多种。

本发明进一步的改进在于，所述非离子性单体为聚氧乙基甘油醚、聚氧丙烯甘油醚、甲基聚氧乙烯醚的一种或多种。

本发明进一步的改进在于，所述引发剂为过氧化苯甲酰、过氧化苯甲酰叔丁酯、偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈、偶氮二异丁酸二甲酯中的一种或多种。

本发明进一步的改进在于，所述氟碳表面活性剂为3-三聚环氧六氟丙烷酰胺基丙基(2-亚硫酸)乙基二甲基铵、全氟丙基烷基磺酸钠、全氟烷基羧酸酰胺烷基羧酸钠、全氟辛磺酸四乙胺酰胺中的一种或多种；所述生物表面活性剂为槐糖脂、鼠李糖脂、海藻糖脂中的一种或多种。

一种改变致密砂岩表面润湿性表面活性剂，该表面润湿性表面活性剂的界面张力为10^-4～10^-5mN/m，接触角为55°。

一种改变致密砂岩表面润湿性表面活性剂在制备压裂液中的应用。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：