解水锁剂及其制备方法和在油气藏解水锁中的应用与流程

本发明涉及油气藏开采以及油气田地层保护领域，具体涉及一种解水锁剂及其制备方法和在油气藏解水锁中的应用。

背景技术：

1、在开采过程中，由于钻井液、固井液、完井液以及增产措施中压裂液、酸化液等各种外来流体侵入储层时很难完全排出，从而使近井地带储层的含水饱和度增加、流体渗透率降低，产生水锁伤害，造成油、气井产能下降。同时，随着油气藏开发的进行，储层能量不断衰减，近井地带储层压降梯度不断增大，当压降梯度高于储层原始平衡水相流动所需的启动压差时，近井地带原始平衡状态的水相极易在井底形成积液。由于储层能量的降低，当井底积液不能被所产油气带出井口时，将在地层中发生反向渗吸，使含水饱和度进一步升高，加剧水锁伤害，影响产能。特别是在低渗透储层，国内外研究表明，水锁伤害是低渗透油气藏最主要、最严重的伤害类型之一，损害率一般为70％～90％，一旦受到伤害，油气藏渗透性恢复非常困难，长期影响单井产能、开采效率，增加开发成本。因此，预防和解除水锁伤害是实现油气田稳产增产的重要课题。

2、水锁伤害受到流体表/界面张力、毛细管润湿角的影响，而地层岩石的孔喉半径、地层压力、外来流体侵入深度以及流体粘度等加剧了水锁伤害的发生。目前，油气藏解除水锁伤害的技术手段，包括采用增大生产压力、热力清洗、地层压裂等物理手段，但是最主要的解水锁方法为使用解水锁剂。解水锁剂的工作原理为利用表面活性剂等药剂来降低水的表面张力、调控地层润湿性等，进而促进油气藏地层中堵塞水的排出，从而达到解除水锁伤害的效果。但是，还是存在着解水锁效果不佳、渗透率恢复率低的问题。

3、本发明旨在提出一种解水锁剂及其制备方法和在油气藏解水锁中的应用。

技术实现思路

1、为了解决现有技术中存在的问题，本发明提出一种适用于油气藏解水锁的化学剂。具体地说涉及一种油气藏解水锁剂及其制备方法和应用。本发明提供的解水锁剂能够降低水的表面张力，将强水湿基质表面调控为中性润湿甚至疏水，大幅恢复发生水锁伤害的岩心渗透率，有效解除油气藏水锁带来的伤害。

2、为此，本发明的目的之一是提供一种解水锁剂，包括阳离子型氟表面活性剂、两性离子型表面活性剂；其中，所述阳离子型氟表面活性剂，其结构如下式(i)所示：

3、

4、其中，r1、r2、r3、r4分别独立选自c1～c20烷基和取代的c1～c20烷基中的至少一种；

5、n选自1～20之间的任一整数；

6、m选自1～20之间的任一整数；

7、x为平衡电荷的一价阴离子。

8、在一些具体实施方式中，优选地，r1、r2、r3、r4分别独立选自c1～c6烷基和取代的c1～c6烷基中的至少一种；n为4～12之间的任一整数；m为1～8之间的任一整数；x选自卤素离子中的任一种。

9、在一些具体实施方式中，优选地，所述解水锁剂还含有增效助剂。

10、在一些具体实施方式中，优选地，所述增效助剂选自c1-c10的醛、c1-c10的酮、c1-c10的醚、c1-c10的胺、c1-c10的醇胺、c1-c10的酰胺中的至少一种；进一步优选自c1-c6的醚、c1-c6的酰胺中的至少一种；更进一步优选自c1-c4的醚、c1-c4的酰胺中的至少一种；最优选为甲醚、甲基乙烯基醚、甲乙醚、乙二醇甲醚、乙基乙烯基醚、乙醚、尿素、甲酰胺、n-甲基乙酰胺的至少一种。

11、在一些具体实施方式中，优选地，所述阳离子型氟表面活性剂、两性离子型表面活性剂、增效助剂的质量比为(5～25):(5～25):(1～10)。

12、在一些具体实施方式中，优选地，所述两性离子型表面活性剂选自咪唑啉型表面活性剂、氨基酸型表面活性剂、甜菜碱型表面活性剂中的至少一种，优选自氨基酸型表面活性剂和/或甜菜碱型表面活性剂，更优选为甜菜碱型表面活性剂。

13、在一些具体实施方式中，优选地，所述解水锁剂还含有溶剂；所述溶剂选自水和/或小分子有机溶剂的至少一种；优选地，所述水选自去离子水和/或含无机矿物质的水；优选地，所述小分子有机溶剂选自小分子醇的至少一种；优选地，所述小分子醇选自c1～c6一元醇、c2～c6二元醇和c3～c6多元醇中的至少一种，更优选地，所述小分子醇选自c1～c3一元醇、c2～c3二元醇和丙三醇中的至少一种。

14、在一些具体实施方式中，优选地，所述溶剂选自水和小分子有机溶剂的混合物，所述溶剂中，小分子有机溶剂和水的质量比为(0～10):10且大于0，优选为(2～10):10。

15、在具体实施中，以占所述解水锁剂总的质量百分数计，所述的解水锁剂各组分的质量分数分别为阳离子型氟表面活性剂5％～25％，两性离子型表面活性剂5％～25％，增效助剂1％～10％，其余还可以包括其他油田常用助剂和溶剂，或者余量为溶剂。

16、本发明目的之二是提供所述的解水锁剂的制备方法，可包括以下步骤：

17、将所述的阳离子型氟表面活性剂、两性离子型表面活性剂、部分溶剂混合溶解；然后加入增效助剂与剩余溶剂，搅拌混合均匀，得到所述的解水锁剂。

18、本发明目的之三是提供本发明目的之一所述的解水锁剂或者本发明目的之二的所述制备方法制备的解水锁剂的应用，例如在油气藏解除水锁伤害中的应用但并不限于此。

19、在上述技术方案中，所述应用并无特殊限定，本领域技术人员可以根据现有解水锁施工工艺加以利用。例如但不限定，以阳离子型氟表面活性剂、两性离子型表面活性剂、增效助剂的有效质量分数之和计，将解水锁剂用水稀释至有效浓度为0.001％～10w.t.％，将一定量的该解水锁剂注入油、水、气井中。所述水可选自去离子水和/或含无机矿物质的水，具体地，所述含无机矿物质的水可选自自来水、河/湖水和油气田地层水中的至少一种。

20、在上述技术方案中，本发明提供的解水锁剂在具体现场施工中，可以与目前油气藏现有的酸化施工及其它施工工艺配合使用，既盐酸和缓蚀剂体系对本发明所述解水锁化学剂性能并无负面影响。

21、本发明人在研究中发现本发明所述的阳离子型氟表面活性剂、两性离子型表面活性剂，通过复配，可以使得各组分之间相互作用，协同增效。既能充分发挥阳离子型氟表面活性剂超高表面活性的特点，大幅降低流体的表面张力，同时两性离子型表面活性剂的加入可以进一步提升两种表面活性剂的效率。特定配比的阳离子型氟表面活性剂和两性离子型表面活性剂复配使用时，可以大幅提升体系的表界面性能以及润湿性调控能力，并且通过其电荷特点促进表面活性剂组合物在地层基质表面的合理吸附，营造基质低能表面，促进地层中水的排出，发挥较佳的油气藏解水锁效果。此外，增效助剂作为小分子活性物质，其加入可以进一步增强解水锁剂体系活性，提高体系本身和堵塞流体的流动性，更好地发挥解水锁剂的油气藏解水锁效果。

22、本发明的有益效果：

23、本发明提供的解水锁化学剂，通过将阳离子型氟表面活性剂、两性离子型表面活性剂进行组合，能够使得各组分之间相互作用，协同增效，大幅降低水的表面张力，尤其是能够将水的表面张力降低至小于20mn/m。并且，能够将强水湿基质表面调控为中性润湿，使得接触角可达100°以上，并由此促进地层中堵塞流体的排出，，岩心渗透率恢复率可达80％以上，可以起到有效解除油气藏水锁伤害的技术效果。