本發(fā)明屬于石油開(kāi)采工程領(lǐng)域，涉及低滲透油藏co2防氣竄領(lǐng)域，具體涉及一種原位改性納米顆粒co2泡沫封竄體系及制備方法與應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、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，它能實(shí)現(xiàn)溫室氣體的資源化利用并提高油氣采收率。中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)cn?109973060a公開(kāi)了提高油田采收率的裝置和方法，將二氧化碳驅(qū)油技術(shù)用于致密油開(kāi)發(fā)，不僅提高了驅(qū)油效果，還能很好的將二氧化碳封存于地下，減少大氣中的“溫室氣體”效應(yīng)。二氧化碳可以降低原油粘度，改善流度比，擴(kuò)大波及體積，有效解決超低滲透油藏注水注不進(jìn)，注不夠，有效驅(qū)替系統(tǒng)難建立，注入水沿裂縫竄流等開(kāi)發(fā)矛盾。二氧化碳與地下原油互相融合(混相)，具有混相壓力低，界面張力低等特點(diǎn)，平均在水驅(qū)基礎(chǔ)上提高油田采收率5％～15％，提高驅(qū)油效率。

2、但在co2氣驅(qū)過(guò)程中，由于氣體密度小、粘度低以及地層非均質(zhì)性等特點(diǎn)，常發(fā)生co2重力超覆、沿高滲通道竄流以及粘性指進(jìn)等問(wèn)題，這就降低了氣體的波及體積和氣驅(qū)效率。因此，氣竄極大地影響了co2開(kāi)發(fā)效果。

3、為了擴(kuò)大氣驅(qū)波及體積、提高co2驅(qū)油效果，co2泡沫已發(fā)展成為改善氣液流度比的重要技術(shù)手段。如中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利cn?114196389b提供一種適合低滲油藏的超低界面張力自組裝二氧化碳泡沫驅(qū)油劑，由如下組分組成：{二[n-甲基-n-(3-十二烷氧基-2-羥基)丙烷基-n-(2-羥基-3-磺酸鈉)丙烷基]氯化銨}乙烷，椰油酰胺基丙基甜菜堿，十二烷基二甲基氧化胺，水楊酸鈉，螯合劑，無(wú)機(jī)鹽，余量為水。本發(fā)明專(zhuān)利還提供該超低界面張力自組裝二氧化碳泡沫驅(qū)油劑的制備方法和應(yīng)用。該自組裝二氧化碳泡沫驅(qū)油劑，抗鹽抗酸性好，起泡液粘度高，產(chǎn)生的泡沫細(xì)膩豐富，穩(wěn)定性好，在低滲油藏中注入性好，能改善油水流度比，顯著擴(kuò)大波及效率，能降低油水界面張力，顯著提高洗油效率；該泡沫劑不會(huì)產(chǎn)生鹽析現(xiàn)象，也不與鈣鎂離子發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成沉淀。又比如中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)cn?114196389a提供一種適合低滲油藏的超低界面張力自組裝二氧化碳泡沫驅(qū)油劑由如下重量百分比的組分組成：{二[n-甲基-n-(3-十二烷氧基-2-羥基)丙烷基-n-(2-羥基-3-磺酸鈉)丙烷基]氯化銨}乙烷：0.2-0.3％，椰油酰胺基丙基甜菜堿：0.2-0.3％，十二烷基二甲基氧化胺：0.1-0.35％，水楊酸鈉：0.02-0.07％，螯合劑：0.04-0.14％，無(wú)機(jī)鹽：5-7％，余量為水。本發(fā)明專(zhuān)利還提供該超低界面張力自組裝二氧化碳泡沫驅(qū)油劑的制備方法和應(yīng)用。該自組裝二氧化碳泡沫驅(qū)油劑，抗鹽抗酸性好，起泡液粘度高，使油水界面張力達(dá)到10-3mn/m數(shù)量級(jí)及以下，產(chǎn)生的泡沫細(xì)膩豐富，穩(wěn)定性好，在低滲油藏中注入性好，能改善油水流度比，顯著擴(kuò)大波及效率，能降低油水界面張力，顯著提高洗油效率；該泡沫劑不會(huì)產(chǎn)生鹽析現(xiàn)象，也不與鈣鎂離子發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成沉淀。

4、co2泡沫是co2為分散相，表面活性劑溶液為分散介質(zhì)的分散體系。在多孔介質(zhì)中，co2泡沫能夠?qū)⒁耗ぷ钄啵瑴p小氣體流度，擴(kuò)大氣驅(qū)波及體積，從而有效改善了氣竄、指進(jìn)等現(xiàn)象。但是，低滲透油藏埋藏深，溫度和礦化度比較高，常規(guī)co2泡沫體系在高溫高鹽條件下液膜強(qiáng)度降低，導(dǎo)致co2泡沫封竄能力下降。雖然普通納米顆粒強(qiáng)化co2泡沫體系，可以部分解決上述問(wèn)題，但是普通納米顆粒強(qiáng)化co2泡沫體系中納米顆粒改性成本高，且改性后容易吸附在地層巖石中，導(dǎo)致納米顆粒的泡沫強(qiáng)化效果減弱，最終影響泡沫封竄效果。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、發(fā)明目的：為了解決現(xiàn)有的泡沫封竄材料在高溫條件下穩(wěn)定性差、納米顆粒改性后易吸附導(dǎo)致封竄能力降低的問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種原位改性納米顆粒co2泡沫封竄體系及制備方法與應(yīng)用。本發(fā)明中的原位改性納米顆粒co2泡沫封竄體系中的增強(qiáng)劑納米顆粒能夠地層中原位改性，具有低吸附損耗、強(qiáng)界面吸附、強(qiáng)泡沫封堵的特性。

2、技術(shù)方案：原位改性納米顆粒co2泡沫封竄體系，以所述原位改性納米顆粒co2泡沫封竄體系的總質(zhì)量為基準(zhǔn)計(jì)，由以下物料組成：

3、非離子co2響應(yīng)性表面活性劑1-5wt％；

4、納米顆粒5-10wt％；

5、陰離子起泡劑0.1-1wt％；

6、鹽離子助劑1-5wt％；

7、余量為水。

8、進(jìn)一步地，所述非離子co2響應(yīng)性表面活性劑為月桂酸二乙醇酰胺、椰油酸二乙醇酰胺、油酸二乙醇酰胺、棕櫚酸二乙醇酰胺中的至少一種。

9、進(jìn)一步地，所述納米顆粒為納米sio2顆粒。

10、進(jìn)一步地，所述陰離子起泡劑為十二烷基苯磺酸鈉、十二烷基磺酸鈉、十二烷基硫酸鈉中的至少一種。

11、進(jìn)一步地，所述鹽離子助劑為氯化鈉、苯甲酸鈉、對(duì)氨基水楊酸鈉中的至少一種。

12、原位改性納米顆粒co2泡沫封竄體系的制備方法，包括以下步驟：

13、(1)、將配方量的非離子co2響應(yīng)性表面活性劑、配方量的陰離子起泡劑加入到配方量的水中，以第一攪拌速度攪拌均勻后得到混合液a；

14、(2)、將配方量的納米顆粒加入到步驟(1)得到的混合液a中，以第一攪拌速度攪拌并超聲至完全分散得到所述混合液b；

15、(3)、將步驟(2)得到的混合液b加入到高溫高壓泡沫反應(yīng)容器中，通入高壓co2，以第二攪拌速度攪拌使混合液b與高壓co2混合均勻后得到酸性混合液c；

16、(4)將步驟(3)得到的酸性混合液c靜置一段時(shí)間后，以第三攪拌速度高速攪拌一定時(shí)間后即得到原位改性納米顆粒co2泡沫封竄體系。

17、進(jìn)一步地，步驟(1)和步驟(2)中所述第一攪拌速度為100-1000轉(zhuǎn)/分鐘。

18、進(jìn)一步地，步驟(1)中的攪拌時(shí)間為至少30分鐘，優(yōu)選30-60分鐘；

19、步驟(2)中的攪拌時(shí)間為至少1小時(shí)，優(yōu)選1-2小時(shí)。

20、優(yōu)選的，步驟(3)中所述的高壓co2為壓強(qiáng)大于10mpa的co2。

21、優(yōu)選的，步驟(3)中所述第二攪拌速度為100-500轉(zhuǎn)/分；

22、優(yōu)選的，步驟(4)中所述第三攪拌速度攪拌為4000-10000轉(zhuǎn)/分鐘，步驟(4)中的攪拌時(shí)間為至少10分鐘，優(yōu)選10-60分鐘。

23、進(jìn)一步地，步驟(4)中的靜置時(shí)間為至少5分鐘，優(yōu)選5-20分鐘。

24、原位改性納米顆粒co2泡沫封竄體系，通過(guò)上述任意一項(xiàng)制備方法制備而成。

25、上述的原位改性納米顆粒co2泡沫封竄體系在石油開(kāi)采中作為co2封竄劑的應(yīng)用。

26、本發(fā)明提供的原位改性納米顆粒co2泡沫封竄體系及制備方法與應(yīng)用，具有以下有益效果：

27、(1)、本發(fā)明提供的原位改性納米顆粒co2泡沫封竄體系中納米顆粒在遇到co2之前親水性好、zeta電位高，在水中分散穩(wěn)定性好，在地層中的吸附損耗??；

28、(2)、本發(fā)明提供的原位改性納米顆粒co2泡沫封竄體系遇到co2后非離子co2響應(yīng)性表面活性劑質(zhì)子化顯示出正離子表面活性劑的性質(zhì)，在靜電作用下吸附在納米顆粒表面，進(jìn)而對(duì)納米顆粒表面進(jìn)行原位改性，避免了繁瑣的接枝反應(yīng)，簡(jiǎn)單易行，成本低；

29、(3)、原位改性的納米顆粒在氣液界面吸附性增強(qiáng)，能夠提高co2泡沫穩(wěn)定性，增強(qiáng)co2泡沫的封竄性能；

30、(4)、與其它納米顆粒強(qiáng)化co2泡沫體系相比，由于納米顆粒吸附損耗小，遇co2后才發(fā)生原位改性，氣液界面吸附能力更強(qiáng)，起泡后具有更高的強(qiáng)度，對(duì)高滲通道具有更好的封堵效果；

31、(5)、制備方法簡(jiǎn)單易操作，能夠?qū)崿F(xiàn)在線配注。