本發(fā)明屬于石油工程領(lǐng)域，具體涉及一種co2自增稠凝膠泡沫體系及其制備方法與應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、東北石油大學(xué)的王哲在其學(xué)位論文《二氧化碳驅(qū)油技術(shù)研究與應(yīng)用》中指出：“co2驅(qū)油技術(shù)是指將co2氣體注入油層中,通過采出地層中殘留的油氣以提高油藏采收率的三次采油技術(shù)。在眾多提高采收率技術(shù)中,co2驅(qū)油技術(shù)具有更廣泛的應(yīng)用前景和更明顯的技術(shù)優(yōu)勢(shì),它不僅可以有效降低溫室氣體排放,還能實(shí)現(xiàn)能源開采的最大化”。也就是說co2驅(qū)油技術(shù)是實(shí)現(xiàn)石油增產(chǎn)和碳封存雙贏的有效辦法，實(shí)現(xiàn)溫室氣體的資源化利用并提高油氣采收率。

2、co2的密度和粘度低易發(fā)生重力上覆和粘性指進(jìn)以及儲(chǔ)層非均質(zhì)性，其是影響co2驅(qū)波及體積和氣竄的關(guān)鍵因素。在co2驅(qū)油過程中，氣竄成為制約co2驅(qū)油效果主要因素。如如趙習(xí)森等2017年在西南石油大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)上的文章《非均質(zhì)特低滲透油藏co2驅(qū)氣竄規(guī)律研究》指出：“二氧化碳?xì)怏w的波及體積受氣竄景響嚴(yán)重，巖芯非均質(zhì)性越強(qiáng)，氣竄現(xiàn)象越嚴(yán)重，氣驅(qū)效果越差；在滲透率級(jí)差較小的情況下，采出程度隨滲透率級(jí)差的增加而降低，當(dāng)級(jí)差大于100時(shí)，采出程度急劇下降，氣竄嚴(yán)重，低滲透儲(chǔ)層難以波及到，造成總采出程度低。”低滲油藏壓裂后存在裂縫、高滲條帶加劇了儲(chǔ)層非均質(zhì)性和氣竄，造成co2波及體積降低，極大地影響了開發(fā)效果。

3、針對(duì)co2封竄，目前發(fā)展了注采調(diào)控、氣水交替、分層注氣、井網(wǎng)調(diào)整和化學(xué)調(diào)堵等技術(shù)手段，延緩氣竄、提高co2波及效率。

4、中國發(fā)明專利申請(qǐng)cn?107435532a公開了一種利用co2響應(yīng)表面活性劑控制co2驅(qū)氣竄的方法，步驟如下：首先，將co2響應(yīng)表面活性劑與水在常溫常壓下混合均勻，制得co2響應(yīng)表面活性劑溶液，其中，co2響應(yīng)表面活性劑的質(zhì)量濃度為0.1～10％；然后，將co2響應(yīng)表面活性劑溶液注入油藏中；再恢復(fù)注入co2流體；所述co2響應(yīng)表面活性劑，選自脒基化合物，胍基化合物，脒基/胍基混合物。

5、中國發(fā)明專利申請(qǐng)cn?104975829a公開了一種分級(jí)控制流度的co2驅(qū)油藏開采方法，對(duì)于由均質(zhì)巖心和滲透率級(jí)差不超過30的非均質(zhì)巖心構(gòu)成的油藏，采用水氣交替注入方法進(jìn)行開采；對(duì)于由滲透率級(jí)差在30～100范圍內(nèi)的非均質(zhì)巖心構(gòu)成的油藏，采用co2驅(qū)的方法進(jìn)行開采，在進(jìn)行co2驅(qū)的過程中，當(dāng)生產(chǎn)井發(fā)生氣竄時(shí)，將小分子脂肪胺為主劑注入地層實(shí)施封堵；對(duì)于由滲透率級(jí)差在100以上的非均質(zhì)巖心構(gòu)成的油藏，采用co2驅(qū)的方法進(jìn)行開采，在進(jìn)行co2驅(qū)的過程中，當(dāng)生產(chǎn)井首次發(fā)生氣竄時(shí)，向地層中注入彈性強(qiáng)膠實(shí)施封堵，當(dāng)生產(chǎn)井再次發(fā)生氣竄時(shí)，將小分子脂肪胺為主劑注入地層實(shí)施封堵。

6、上述的技術(shù)方案雖然在一定程度上可以實(shí)現(xiàn)co2封竄，但對(duì)低滲油藏存在的裂縫、高滲通道，還無行之有效調(diào)控技術(shù)，尤其是低滲油藏埋藏深，溫度高達(dá)120℃以上，普通泡沫體系在高溫條件下穩(wěn)定性較差無法有效調(diào)控高滲通道和裂縫。聚合物類凝膠容易污染儲(chǔ)層，造成儲(chǔ)層傷害。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、發(fā)明目的：為了克服現(xiàn)有的封堵材料對(duì)于低滲油藏的高滲通道、裂縫調(diào)控能力有限，且聚合物類凝膠易對(duì)儲(chǔ)層基質(zhì)造成傷害的技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種co2自增稠凝膠泡沫體系及其制備方法與應(yīng)用，其具有優(yōu)異的注入性能、起泡性能、增稠性能以及封竄性能，并且遇油破膠對(duì)低滲透儲(chǔ)層基質(zhì)傷害較低。

2、技術(shù)方案：co2自增稠凝膠泡沫體系，以質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計(jì)，由以下組分組成：

3、非離子響應(yīng)性表面活性劑的含量為3～10wt％，陰非離子型起泡劑的含量為1～10wt％，流變調(diào)節(jié)劑的含量為1～5wt％，鹽類助劑的含量為3～10wt％，余量為水。

4、進(jìn)一步地，所述非離子響應(yīng)性表面活性劑為c16-c22的非離子叔胺類響應(yīng)性表面活性劑。

5、更進(jìn)一步地，所述非離子響應(yīng)性表面活性劑為月桂酸二乙醇酰胺、椰油基二乙醇酰胺、牛油酸基二乙醇酰胺、棕櫚油二乙醇酰胺的一種或幾種。

6、進(jìn)一步地，所述陰非離子型起泡劑為含有聚氧乙烯烷基醚官能團(tuán)的陰非離子型表面活性劑。

7、更進(jìn)一步地，所述陰非離子型起泡劑為c10-c18烷基聚氧乙烯醚羧酸鈉、c10-c18烷基聚氧乙烯醚磺酸鈉、c10-c18烷基聚氧乙烯醚硫酸鈉中一種或幾種。

8、進(jìn)一步地，所述流變調(diào)節(jié)劑為納米級(jí)顆粒型流變調(diào)節(jié)劑。

9、更進(jìn)一步地，所述流變調(diào)節(jié)劑為納米級(jí)鈉基膨潤土、納米級(jí)鈣基膨潤土、納米級(jí)粉煤灰中一種或多種。

10、進(jìn)一步地，所述鹽類助劑為cacl2、nacl、mgcl2中的一種或多種。

11、上述的co2自增稠凝膠泡沫體系的制備方法，包括以下步驟：

12、(1)、將配方量的非離子響應(yīng)性表面活性劑、配方量的流變調(diào)節(jié)劑加入到配方量的水中，以第一攪拌速度攪拌第一攪拌時(shí)間后，得到分散均勻的混合液；

13、(2)、分別將配方量的陰非離子型起泡劑、配方量的鹽類助劑加入到混合液中，以第二攪拌速度攪拌第二攪拌時(shí)間后，即得到co2自增稠凝膠泡沫體系。

14、進(jìn)一步地，步驟(1)中所述第一攪拌速度為至少10000轉(zhuǎn)/分鐘，優(yōu)選10000～20000轉(zhuǎn)/分鐘；

15、所述第一攪拌時(shí)間為至少30分鐘，優(yōu)選30～60分鐘。

16、進(jìn)一步地，步驟(2)中所述第二攪拌速度至少為200轉(zhuǎn)/分鐘，優(yōu)選200～1000轉(zhuǎn)/分鐘；

17、所述第二攪拌時(shí)間為至少10分鐘，優(yōu)選10～30分鐘。

18、co2自增稠凝膠泡沫體系，由上述的任意一種co2自增稠凝膠泡沫體系的制備方法制備而得。

19、上述的任意一種co2自增稠凝膠泡沫體系在石油開采中的應(yīng)用。

20、進(jìn)一步地，上述的任意一種co2自增稠凝膠泡沫體系作為co2封竄劑的應(yīng)用。

21、更進(jìn)一步地，上述應(yīng)用的具體步驟如下：

22、向co2自增稠凝膠泡沫體系持續(xù)通入co2，然后以2000-5000轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速攪拌2-5分鐘后，再將其注入目標(biāo)地層。

23、有益效果：本發(fā)明提供的一種co2自增稠凝膠泡沫體系及其制備方法與應(yīng)用具有以下有益效果：

24、(1)本發(fā)明提供的co2自增稠凝膠泡沫體系包括非離子響應(yīng)性表面活性劑和陰非離子型起泡劑，在遇到co2之前粘度很低，容易注入到低滲透儲(chǔ)層中，因此具有較好地注入特性；

25、(2)co2自增稠凝膠泡沫體系注入到儲(chǔ)層后，優(yōu)先進(jìn)入到儲(chǔ)層大孔道或裂縫中，注入完畢后然后注入co2，一方面在孔喉剪切作用下體系中的陰非離子型起泡劑與co2形成co2泡沫，另一方面隨著co2在體系中的溶解，非離子響應(yīng)性表面活性劑與co2形成粘度較高的凝膠，并提高已形成的泡沫的穩(wěn)定性。在體系起泡、增粘以及兩者的協(xié)同作用下形成具有強(qiáng)封堵功能的凝膠泡沫封堵裂縫，迫使co2進(jìn)入到低滲透率的基質(zhì)中，從而擴(kuò)大co2波及體系提高采收率，因此co2響應(yīng)性凝膠泡沫體系具有更好的封竄效果；

26、(3)co2響應(yīng)性凝膠泡沫體系具有遇co2增粘起泡、遇油降粘消泡的響應(yīng)特性，體系增粘起泡后遇到原油之后破膠粘度降低(co2響應(yīng)性凝膠泡沫體系遇到原油會(huì)破壞凝膠的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致凝膠粘度降低)，大孔道或裂縫又為原油提供油流通道，因此co2響應(yīng)性凝膠泡沫封竄體系對(duì)儲(chǔ)層具有低傷害特性。

27、(4)與其它普通co2泡沫相比，本發(fā)明提供的co2自增稠凝膠泡沫體系，成膠后能夠增強(qiáng)泡沫穩(wěn)定性，提高co2泡沫的耐溫特性。

28、(5)與普通凝膠泡沫相比，非離子響應(yīng)性表面活性劑進(jìn)入地層遇co2質(zhì)子化后發(fā)生增粘，具有智能增稠作用。與傳統(tǒng)大分子聚合物交聯(lián)凝膠相比，co2響應(yīng)性凝膠更智能、更耐剪切、更耐高溫。

29、(6)本發(fā)明所提供的co2自增稠凝膠泡沫體系的制備方法簡單易操作，可以在線配注。