一种Pickering乳化溶剂调驱剂及其制备方法与应用

本发明涉及一种pickering乳化溶剂调驱剂及其制备方法与应用，属于稠油水驱冷采。

背景技术：

1、随着稀油资源储量逐年减少，稠油资源的高效开采对解决我国能源问题具有重要意义。由于稠油黏度高、密度大，在地层中流动性差，常规技术很难经济有效的开发。目前稠油开采的主要技术是热采技术，其中最成功的是蒸汽吞吐和蒸汽辅助重力泄油技术，但对于深层油藏(>1000m)、薄层(<5m)油藏或者存在边底水油藏，由于热量损失过大导致经济上制约热采技术的应用。对于不适合于热采的稠油油藏一般采用水驱冷采开发，但由于注入水和稠油黏度差异较大，使得水驱稠油过程中水油流度比过高，导致注入水会发生严重指进现象，显著降低水驱的波及系数，使得水驱采收率较低。因此，如何有效提高水驱采收率是目前稠油水驱冷采开发亟待解决的技术难题。

2、乳状液驱由于具有调剖和驱油的双重调驱作用，其中油相为溶剂的乳化溶剂驱还具有对稠油稀释降黏作用，使得乳化溶剂驱成为水驱稠油冷采的一种很有潜力的方法。目前常规乳状液驱油剂都是由表面活性剂形成。例如：中国专利文件cn110129019a提供了一种用于三次采油的纳米驱油剂，包括如下重量份数的组成：油相3-6份、阴阳离子复配表面活性剂0.4-1.5份或阴离子表面活性剂1-5份、助表面活性剂0.02-0.2份和水88-98份。该纳米驱油剂的o/w乳状液虽然稳定性较好，界面张力也能达到超低界面张力，但是制备的o/w乳状液体系黏度很低，驱替稠油时仍然存在严重指进现象，难以有效提高波及系数。同时，由于表面活性剂在地层表面的吸附损耗，使得表面活性剂形成乳状液的稳定时间很短，且表面活性剂形成的乳状液体系的控制流度的能力较弱。

3、因此，开发具有较高黏度、较强流度控制且稳定性时间较长、能够有效降低稠油黏度的乳化溶剂体系对提高稠油水驱冷采的采收率具有重要意义。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明提供一种pickering乳化溶剂调驱剂及其制备方法与应用。本发明的pickering乳化溶剂调驱剂具有较高黏度，较强流度控制，较好的稳定性；应用于水驱稠油冷采，能够有效降低稠油黏度，波及系数高，能够有效提高水驱稠油冷采的采收率。

2、本发明的技术方案如下：

3、一种pickering乳化溶剂调驱剂，包括以下质量百分比的原料组成：纳米膨润土颗粒1.0％-3.0％，表面改性剂0.005％-0.05％，ph调节剂0.0005％～0.001％，溶剂油5％-20％，余量为水。

4、根据本发明优选的，所述pickering乳化溶剂调驱剂包括以下质量百分比的原料组成：纳米膨润土颗粒1.0％-2.5％，表面改性剂0.005％-0.012％，ph调节剂0.0005％～0.001％，溶剂油5％-20％，余量为水。

5、根据本发明优选的，所述的纳米膨润土颗粒为钠基膨润土颗粒，平均粒径为100-150nm。

6、根据本发明优选的，所述的表面改性剂为n,n-二甲基-n-十二烷基叔胺、n,n-二甲基-n-十四烷基叔胺、n,n-二甲基-n-十六烷基叔胺或n,n-二甲基-n-十八烷基叔胺。

7、根据本发明优选的，所述的ph调节剂为乙酸、碳酸或柠檬酸。

8、根据本发明优选的，所述的溶剂油为混合芳烃或混苯溶剂。混合芳烃、混苯溶剂的主要成分为苯、甲苯和二甲苯等芳烃，芳烃含量大于65％。

9、上述pickering乳化溶剂调驱剂的制备方法，包括步骤：

10、(1)将纳米膨润土颗粒加入水中，加入ph调节剂调节ph至5.0～6.5，搅拌混合均匀，得到纳米膨润土分散溶液；

11、(2)将表面改性剂加入溶剂油中，搅拌混合均匀，得到含有表面改性剂的溶剂油；

12、(3)将纳米膨润土分散液和含有表面改性剂的溶剂油混合，搅拌混合，得到pickering乳化溶剂调驱剂。

13、根据本发明优选的，步骤(1)中，搅拌速率为1000-2000r/min；步骤(2)中，搅拌速率为300-600r/min；步骤(3)中，采用均质机搅拌混合，搅拌转速为8000～12000r/min，搅拌时间为10min-20min。

14、上述pickering乳化溶剂调驱剂在水驱稠油冷采中的应用。

15、根据本发明优选的，所述稠油50℃下的黏度小于5000mpa·s大于500mpa·s。

16、本发明的技术特点及有益效果如下：

17、1、本发明的pickering乳化溶剂调驱剂是以混合芳烃或混苯溶剂为油相制备得到的，其主要成份含有苯、甲苯、二甲苯等芳烃有机溶剂，对稠油中的胶质沥青质具有较好的分散稀释作用，因而对稠油具有优异的稀释降黏作用。pickering乳化溶剂的溶剂液滴在驱替过程中接触稠油后，能够很快溶解在稠油中，可大幅度降低驱替稠油的黏度，显著提高稠油流动能力，从而提高稠油的驱替效率。

18、2、本发明利用长碳链烷基叔胺在弱酸性条件下被质子化而转化为带正电的阳离子表面活性剂形式，从而可以通过静电作用吸附在带负电的纳米膨润土颗粒表面，使得长碳链烷基叔胺分子在纳米膨润土颗粒表面发生定向吸附排列，疏水端朝向外面，导致纳米膨润土颗粒的亲水性降低，达到对其部分疏水改性目的。部分疏水纳米膨润土颗粒就可以不可逆吸附在油水界面上形成了固体颗粒膜，提高了界面膜的机械强度，从而显著抑制了乳化液滴的聚并和ostwald熟化，从而大幅度提高了pickering乳化溶剂体系的稳定性，延长乳化溶剂调驱剂在地层中调驱作用时间。

19、3、本发明的pickering乳化溶剂调驱剂为纳米颗粒稳定的水包溶剂油乳状液，经过长碳链烷基叔胺改性后的纳米膨润土颗粒表面负电荷减少，导致纳米膨润土颗粒之间产生弱聚集作用，从而在连续水相中形成了密集三维网状结构，显著提高其体相黏度和界面黏弹性。同时，pickering乳化溶剂流变性具有显著的剪切稀释特性，因此，pickering乳化溶剂在注入过程中受到高剪切速率下其黏度会发生显著降低，有利于pickering乳化溶剂体系的注入；但是当注入地层后剪切率变小后，纳米膨润土颗粒可以重新形成密集三维网状结构，从而恢复提高乳化溶剂体系的体相黏度和界面黏弹性，有利于增强乳化溶剂体系的流度控制作用，从而可大幅度提高pickering乳化溶剂调驱剂的波及系数。

20、4、本发明的pickering乳化溶剂调驱剂具有较高的黏度，较强的流度控制能力，较好的稳定性；具有显著的剪切稀释特性，易于注入地层；应用于水驱稠油冷采，能够有效降低稠油黏度，波及系数高，能够有效提高水驱稠油冷采的采收率。实验表明，本发明的pickering乳化溶剂在50℃的稳定时间超过180天，有着良好的剪切稀释性，易于注入；对50℃黏度为500～5000mpa·s的普通稠油，pickering乳化溶剂的对稠油降黏率可达90％以上；在7.34s-1的条件下乳化溶剂的体相黏度为38～209mpa·s，采用渗透率为2000×10-3μm2的砂岩岩心，注入0.50pv的pickering乳化溶剂调驱剂可以提高水驱稠油采收率25％以上，是一种高效的稠油水驱冷采用调驱剂。

21、5、本发明pickering乳化溶剂调驱剂原料组成作为一个整体，共同作用才能实现本发明以上优异效果；任意组成的替换或者省略，以及原料配比的不适宜，均会使得调驱剂的性能降低。