CN101196109B - 一种油层三段式解堵技术 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种解堵效果好的油层三段式解堵技术，解堵时分三段依次注入解堵剂，并在每一段反应4～24小时后，注入清水，清水用量为油管容积与油管底部到射孔井段顶部的环形空间容积之和的1～2倍，其中所用解堵剂的组成及作用各不相同，所以三段式解堵技术的应用范围广，可以适应各种地层的需要，并且解堵效果好，解堵率在75％以上，完全满足工业需求。

Description

一种油层三段式解堵技术

技术领域：

本发明涉及一种油水井储层堵塞时使用的解堵技术，具体的是一种利用解堵剂进行解堵的化学解堵技术。

背景技术：

随着三次采油的发展，三元复合驱油技术取得了较好的研究和应用成果，推广规模逐渐扩大，但复合驱驱油机理复杂，影响因素很多。三元复合驱注入体系化学药剂(主要是碱)注入地层后，一方面与地层中流体混合发生物理化学反应，另一方面与岩石矿物发生反应，打破原流体和岩石矿物间的物理化学平衡状态，使地下流体及岩石、矿物发生变化。即驱替剂进入储层后不可避免地要与地下水、原油、岩石矿物反应从而产生垢。垢产生的情况可归纳为3种：(1)化学剂与地层内流体不配伍直接产生沉淀而结垢；(2)化学剂(主要是碱)与储层矿物反应后产生的离子(如Ca²⁺、Mg²⁺、Al³⁺等高价离子)与储层流体发生化学反应，导致不配伍的沉淀产生；(3)流体采出过程中，随温度和压力的变化，某些物质沉淀结垢。

围绕注三元复合流体导致的油水井储层堵塞的问题，近年来，油田上先后实验应用了水力振荡、高压水旋转射流物理解堵增注技术、热气酸、氧化剂化学解堵技术、泡沫酸化解堵技术、超声波解堵技术，但这些解堵技术措施有效期短，效果十分不理想，没有根本解决注三元复合物导致的油水井储层堵塞问题。因此有必要研究安全高效的解堵主剂，并与其他添加剂配合，形成新的化学解堵技术。

发明内容：

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中普遍存在的问题，提供一种解堵效果好的新的化学解堵技术。

为实现上述发明目的，本发明的油层三段式解堵技术中三段解堵所用解堵剂的具体配方分别为：

第一段解堵所用解堵剂是一种强穿透溶胀液，按重量百分比含有N，N-二羟乙基月桂酰胺0.2～5％，三氯甲烷0.05～5％，顺丁烯二酸二仲辛酯磺钠0.2～0.5％，余量为水。

其中N，N-二羟乙基月桂酰胺(6501)是具有强穿透能力的表面活性剂，三氯甲烷是溶胀剂，顺丁烯二酸二仲辛酯磺钠是渗透剂。

针对聚合物驱、三元复合驱堵塞，第一段解堵剂里还可以加入降解剂0.01～5％。优选0.02～1％。其中降解剂是双氧水、过硼酸钠、过硫酸钾、过硫酸钠、过氧化钙、次氯酸钠、过硫酸铵、溴化钾、过碳酸钠中的任意一种或几种复配。

第二段解堵所用解堵剂是一种酸溶蚀螯合液，按照重量百分比含有酸0.05～15％，乙二胺四乙酸(EDTA)0.05～0.5％，缓蚀剂0～2％，黏土稳定剂0～2％，N，N-二羟乙基月桂酰胺0～2％，余量为水。

其中酸溶蚀螯合液里的酸是无机酸、土酸、有机酸中的一种或任意几种；螯合剂是乙二胺四乙酸(EDTA)。优选酸为土酸和乙酸的混合物5～15％。

所述第二段用解堵剂中的缓蚀剂是水基缓蚀剂或油基缓蚀剂中的一种或任意几种，如丙炔醇、大庆钻采化学助剂厂生产的型号为ZC-58的缓蚀剂；黏土稳定剂是氯化盐类，如氯化铵、氯化钾，大庆世纪泰能油田技术有限公司生产的TWOP-A型的黏土稳定剂中的一种或任意几种。

第三段解堵所用解堵剂是一种替挤保护液，按照重量百分比含有替挤保护剂0.01～5％，余量为水。优选替挤保护剂为0.5～1.5％。替挤保护液里的替挤保护剂是小分子聚合物、大分子聚合物中的其中一种或任意几种，替挤保护液里的替挤保护剂优选是小分子阳离子聚合物，如阳离子聚二甲基二烯丙基氯化铵、二甲胺与环氧氯丙烷共聚物、氯化N，N-二甲基二烯丙基铵与二氧化硫共聚物、双十二二甲基溴化铵的季胺化的聚合物中的任意一种或几种复配，分子量为7000～50000。

施工方式是：依次注入，每一段反应4～24小时后，再注入清水，清水用量为油管容积与油管底部到射孔井段顶部的环形空间容积之和的1～2倍；注入清水的目的是使每段解堵剂能够单独反应后再注入下一段，把三段完全分开。

下面是该解堵技术的理论说明：

第一段的穿透溶胀液里含有穿透表面活性剂、溶胀剂、渗透剂。其中溶胀剂把堵塞物溶胀，疏松堵塞物团聚颗粒，便于药剂进入堵塞物核心，提高反应效率。渗透剂穿透到聚合物堵塞物里，一方面可改变岩石表面的物性，使堵塞物更容易地从岩石表面上脱离；另一方面把第二段的酸液等一同带入到堵塞物内部，使其能与堵塞物的分子充分接触，充分发挥解堵剂的溶蚀、降解作用。

第二段的酸溶蚀螯合液里含有酸、螯合剂，其中的酸液在地层深部释放，可以深入到炮眼壁及近井地带的聚合物滤饼深处与地层岩石表面充分接触，解除油层深部污染堵塞，增强了酸液的溶蚀效果；同时可有效地防止粘土膨胀与微粒分散运移，无二次沉淀，破碎率低。螯合剂能把阳离子螯合起来；同时低碳有机酸可长时间保持低pH环境，有效地防止二次污染的产生。

第三段的替挤保护液，保护液里的小分子阳离子聚合物能够在岩石渗流孔道内优先单层吸附，形成岩石渗流孔道内涂层，孔道表面变为光滑，当后续注入聚合物或其它液体时，由于替挤保护剂优先吸附在渗流孔道上，疏水基团排列在表面外，并带有正电荷，使垢质和聚合物很难再吸附，减缓了垢质和聚合物堵塞物的形成，延长注水井和注聚井的生产周期。

该解堵技术可以在以下范围内应用：

1.解除三次采油(注水、注聚合物、三元复合驱、注微生物等)过程中出现的聚合物堵塞、油层结垢及新生沉淀物堵塞等；

2.解除钻井、完井、修井等作业引起的油层污染；

3.解除因压裂或其他油层改造措施不成功而导致的二次污染；

4.有效恢复或提高近井地层渗透率，实现水井增注、油井增产；

5.提高低渗透、过渡带油层油水井的生产能力；

6.同等注入量及产油量时，可降低注入压力及提高井底流压，提高泵效；

7.大幅度减少近井油层中的能量消耗，充分发挥地层能量驱油举升作用，提高系统效率，是油田节能节电最大潜能之一。

8.油层孔道保护技术可以应用在水井转注聚井刚投产时，可以延长注聚合物井的生产周期，防止聚合物吸附在岩石孔道上，减缓聚合物堵塞的生成。

本发明的技术效果是：三段式解堵技术的应用范围广，可以适应各种地层的需要，从实验数据上可以看出该解堵技术的恢复渗透率均在75％以上，完全满足工业需求。

具体实施方式：

下面结合实施例对本发明作进一步说明。

本实施例所用渗透率及恢复渗透率的实验及计算方法如下：

(1)将人造岩心抽成真空，烘干，得到其长度和横截面积。

(2)用饱和盐水测岩心的水测渗透率K₁，K₁为岩心的原始水测渗透率，注入压力为P₁，流量为Q₁。

(3)注含聚合物溶液，注1h，静置1h，如此循环几次，直到注入压力大幅度上升，有过量程的趋势的时候，注饱和盐水测聚合物堵塞后的渗透率K₂，此时的注入压力为P₂，流量为Q₂。

(4)注解堵剂。将解堵剂缓慢的注到岩心中，待将岩心中的饱和盐水完全驱替出来后，停泵，静置4h待测。

(5)注饱和盐水测解堵后的岩心渗透率K₃，注入压力为P₃，流量为Q₃。

(6)渗透率、解堵率(恢复渗透率)的计算。

渗透率用达西公式计算。

$K=\frac{0.1\mathrm{Q\μL}}{\mathrm{AP}}\×1000$

式中K——渗透率，×10^-3μm²；

Q——流体流量mL/s；

P——岩心的注入压力MPa；

μ——流体粘度mPa·s；

L——岩心的长度cm；

A——岩心截面积cm²。

恢复渗透率(解堵率)：H＝K₃/K₁。

实施例一

配方1：第一段强穿透溶胀液：1％双氧水+0.2％6501+0.05％三氯甲烷+0.2％顺丁烯二酸二仲辛酯磺钠+98.55％水；

第二段酸溶蚀螯合液：3％盐酸+1％乙酸+0.5％丙炔醇+1.5％氯化铵+0.5％氢氟酸+0.2％6501+0.05％乙二胺四乙酸(EDTA)+93.25％水；

第三段替挤保护液：0.6％双十二二甲基溴化铵的季胺化的聚合物溶液+99.4％水。

聚合物堵塞的人造岩心渗透率恢复实验的结果见表1：

表1岩心渗透率及恢复率表

岩心编号	K1(×10-3μm2)	K2(×10-3μm2)	K3(×10-3μm2)	恢复渗透率(％)	提高渗透率K3/K2
						2-1	56	12	49	87.5	4.08
2-2	54	10.9	41	76	3.76
						2-3	55	11.2	46	83.6	4.1

注：K₁为岩心的原始渗透率；K₂为聚合物堵塞后测的渗透率；K₃为解堵后的渗透率。

三厂聚合物垢样的解堵实验数据见表2：

表2三厂聚合物垢样的解堵实验数据

号	原始残渣量(g)	主体解堵剂配方	剩余残渣(g)	溶解百分比(％)
					1-1	1.994	水	1.891	5.2
1-2	2.001	配方一	0.086	95.7
					1-3	1.926	配方一	0.087	95.5

注：45℃时测得的实验数据；反应物是三厂注聚合物井垢样。

综上所述，三厂聚合物堵塞物垢样在不加入解堵剂时与水溶解很小，注聚井堵塞严重。本专利的解堵剂中含有高效的氧化剂，能够有效解除三厂聚合物垢样，溶解率95％以上，未溶的杂质为固体残渣，没有聚合物。

实施例二

配方2：第一段强穿透溶胀液：1％过硼酸钠+0.2％6501+0.05％三氯甲烷+0.2％顺丁烯二酸二仲辛酯磺钠+98.55％水；

第二段酸溶蚀螯合液：3％盐酸+1％乙酸+0.5％丙炔醇+1.5％氯化铵+0.5％氢氟酸+0.2％6501+0.05％乙二胺四乙酸(EDTA)+93.25％水；

第三段替挤保护液：0.6％双十二二甲基溴化铵的季胺化的聚合物溶液+99.4％水。

聚合物堵塞的人造岩心渗透率恢复实验的结果见表3。

表3岩心渗透率及恢复率表

岩心编号

K1(×10-3μm2)

K2(×10-3μm2)

K3(×10-3μm2)

恢复渗透率(％)

提高渗透率K3/K2

3-1	66	10.5	58.4	88.5	4.08
						3-2	64	9.8	51.3	80.2	3.76

三厂聚合物垢样的解堵实验数据见表4。

表4三厂聚合物垢样的解堵实验数据

瓶号	原始残渣量(g)	主体解堵剂配方	剩余残渣(g)	溶解百分比(％)
					1-1	1.994	水	1.891	5.2
1-4	1.992	配方二	0.088	95.6
					1-5	1.948	配方二	0.084	95.7

实施例三

配方3：第一段强穿透溶胀液：1％双氧水+0.2％6501+0.05％三氯甲烷+0.2％顺丁烯二酸二仲辛酯磺钠+98.55％水；

第二段酸溶蚀螯合液：10％盐酸+1％乙酸+0.5％丙炔醇+1.5％氯化铵+4％氢氟酸+0.2％6501+0.05％乙二胺四乙酸(EDTA)+82.75％水；

第三段替挤保护液：0.6％双十二二甲基溴化铵的季胺化的聚合物溶液+99.4％水。

海拉尔低渗透岩心处理前后渗透率变化实验的结果见表5。

表5处理前后渗透率变化表

岩心号	岩心原始渗透率(毫达西)K1	岩心处理后渗透率(毫达西)K2	处理后与处理前渗透率比值(％)K2/K1
				H6	0.497	0.790	165
H5	0.4	0.644	161
				H3	0.675	1.113	165

由上表可见，本专利技术能够有效提高低渗透海拉尔油田的渗透率，即本专利同样适用于低渗透地层。

实施例四

配方4：第一段强穿透溶胀液：2％过硼酸钠+0.5％6501+0.5％三氯甲烷+0.5％顺丁烯二酸二仲辛酯磺钠+96.5％水；

第二段酸溶蚀螯合液：12％盐酸+1％乙酸+0.5％丙炔醇+1.5％氯化铵+2％氢氟酸+0.5％6501+0.5％乙二胺四乙酸(EDTA)+82％水；

第三段替挤保护液：5％双十二二甲基溴化铵的季胺化的聚合物溶液+95％水。

聚合物堵塞的人造岩心渗透率恢复实验的结果见表6。

表6岩心渗透率及恢复率表

岩心编号	K1(×10-3μm2)	K2(×10-3μm2)	K3(×10-3μm2)	恢复渗透率(％)	提高渗透率K3/K2
						4-1	66	10.5	59	89.3	5.61
4-2	100	14.5	88.8	88.8	6.12

三厂聚合物垢样的解堵实验数据见表7。

表7三厂聚合物垢样的解堵实验数据

瓶号	原始残渣量(g)	主体解堵剂配方	剩余残渣(g)	溶解百分比(％)
					1-1	1.994	水	1.891	5.2
1-6	1.995	配方四	0.081	95.9
					1-7	1.989	配方四	0.082	95.9

Claims (7)

1.一种油层三段式解堵技术，解堵时分三段依次注入解堵剂，并在每一段反应4～24小时后，注入清水，清水用量为油管容积与油管底部到射孔井段顶部的环形空间容积之和的1～2倍；其中第一段用解堵剂按重量百分比包含：N，N-二羟乙基月桂酰胺0.2～5％，三氯甲烷0.05～5％，顺丁烯二酸二仲辛酯磺钠0.2～0.5％，余量为水；第二段用解堵剂按重量百分比包含：酸0.05～15％，乙二胺四乙酸(EDTA)0.05～0.5％，缓蚀剂0～2％，黏土稳定剂0～2％，N，N-二羟乙基月桂酰胺0～2％，余量为水；第三段用解堵剂按重量百分比包含：小分子阳离子聚合物0.01～5％，余量为水。

2.按照权利要求1所述的油层三段式解堵技术，其特征是：所述第一段用解堵剂还包括降解剂0.01～5％(重量百分比)。

3.按照权利要求2所述的油层三段式解堵技术，其特征是：所述降解剂为0.02～1％(重量百分比)。

4.按照权利要求3所述的油层三段式解堵技术，其特征是：所述降解剂是双氧水、过硼酸钠、过硫酸钾、过硫酸钠、过氧化钙、次氯酸钠、过硫酸铵、溴化钾、过碳酸钠中的任意一种或几种复配。

5.按照权利要求1所述的油层三段式解堵技术，其特征是：所述第二段用解堵剂中的酸是无机酸、土酸、有机酸中的一种或任意几种。

6.按照权利要求1或5所述的油层三段式解堵技术，其特征是：所述酸的含量为5～15％。

7.按照权利要求1所述的油层三段式解堵技术，其特征是：小分子阳离子聚合物是阳离子聚二甲基二烯丙基氯化铵、二甲胺与环氧氯丙烷共聚物、氯化N，N-二甲基二烯丙基铵与二氧化硫共聚物、双十二二甲基溴化铵的季胺化的聚合物中的任意一种或几种复配，分子量为7000～50000。