CN101353571B

CN101353571B - 一种油水井矿渣封堵剂及在注水开发油田中的应用

Info

Publication number: CN101353571B
Application number: CN 200810072952
Authority: CN
Inventors: 潘竟军; 邓伟兵; 李远林
Original assignee: OIL EXTRACTION TECHNOLOGY INSTITUTE OF SINOPEC XINJIANG OILFIELD Co Ltd
Current assignee: OIL EXTRACTION TECHNOLOGY INSTITUTE OF SINOPEC XINJIANG OILFIELD Co Ltd
Priority date: 2008-09-03
Filing date: 2008-09-03
Publication date: 2012-12-12
Anticipated expiration: 2028-09-03
Also published as: CN101353571A

Abstract

本发明涉及了一种以高炉矿渣为主要原料的油水井封堵剂，由下列组分制成：矿渣10-40％、悬浮分散剂5-10％、水化激活剂0.1-3.0％、其余为水。该封堵剂具有良好的悬浮稳定性，流变性好，固化时间可调节，固化强度高等特点。通过调整体系中的组分含量，使封堵剂满足不同的封堵要求，即可适用于油水井调剖、堵水，封堵存在裂缝及大孔道的水窜通道，也可用于封堵管外窜槽。该封堵剂具有原材料广泛，投资少、封堵剂配制简单、施工方便，安全可靠，成本低，封堵强度高等特点。已在现场应用80多井次，取得了良好的封堵效果。

Description

一种油水井矿渣封堵剂及在注水开发油田中的应用

技术领域：

本发明涉及一种油水井矿渣封堵剂，特别适用于油水井调剖、堵水及封堵管外窜槽的一种油水井矿渣封堵剂。

背景技术：

在油田开采过程中，调剖、堵水措施是稳油控水常用的技术手段。由于油藏的非均质性，存在大孔道漏失层、裂缝，以及固井质量差引起的管外窜槽等，使注水井水窜严重，油井出水。目前，油田主要使用水泥类封堵剂用于封堵裂缝及大孔道；此外，膨润土、粉煤灰和聚丙烯酰胺的复合物也用于大剂量的调剖措施，但利用的是颗粒间的架桥及充添压实作用，并非凝固作用。高炉矿渣是炼钢过程产生的废渣，主要组成为CaO、SiO₂和Al₂O₃，比表面积较大，密度较油井水泥低，能在激活剂作用下发生水化、硬化直至完全凝固，固化后强度高，使用成本低，可作为油水井的封堵剂。

发明内容：

本发明提供了一种以炼钢工业产生的高炉矿渣为主要原料的油水井矿渣封堵剂，用于油水井的调剖、堵水及封堵管外窜槽。

本发明通过以下技术方案实现的：

本发明由下列组分制成：悬浮分散剂5～10％、矿渣10～40％、水化激活剂0.1～3.0％，其余为水；悬浮分散剂为粘土或蒙脱土，采用的是油田钻井用的膨润土，使用浓度为5～10％；矿渣为钢铁工业产生的高炉矿渣，其粒径为5～15微米，使用浓度为10～40％；水化激活剂为碱金属的氢氧化物、碳酸盐，如碳酸钠或氢氧化钠，采用两种复配方式使用，复配比例为碳酸钠0.1～3.0％，氢氧化钠0.1～2.0％。

本发明采用的工业矿渣是炼钢工业产生的高炉矿渣；悬浮分散剂为钻井用的膨润土，使矿渣具有良好的悬浮稳定性；通过加入水化激活剂碳酸钠和氢氧化钠，促使矿渣水化凝固，同时可以调整凝固的时间，确保现场施工顺利实施；封堵剂固化后强度高，能够起到很好的封堵作用。

本发明利用炼钢过程中产生高炉矿渣作为油田调剖、堵水的封堵剂，形成了高强度凝固性堵剂，封堵油层中的裂缝及大的水窜通道，改善了注水井的吸水剖面及油井的产液剖面，实现了稳油控水的目的。油水井封堵剂凝固后强度高，可用于油水井的调剖、堵水措施，有效封堵地层中的裂缝及大孔道；也可以用于对管外窜槽的封堵；还可以与其它堵剂组合，作为封口剂使用，避免前期较弱堵剂的反吐。

本发明所用高炉矿渣的比表面积较大，密度较油井水泥低，具有良好的悬浮稳定性，流变性好，配制简单、施工方便，作业成本低，适宜工业化推广应用。

本发明油水井矿渣封堵剂已应用于油田调剖、堵水措施70多井次，管外窜槽的封堵15井次，措施成功率为100％。通过大量的现场应用，取得了良好的应用效果，同时，有效地利用了矿渣，实现了本发明的目的。

具体实施方式：

下面给出本发明的实施例及性能效果。

本发明可根据油水井的具体井况和条件实施，可以在专门的配液站配制，然后由罐车拉运到井场施工；也可以在现场用移动式配液罐配制，然后用水泥泵车直接注入地层，再用顶替液替入地层后，关井候凝。封堵剂的配制方法是，先将膨润土分散于水中搅拌，充分水化后，加入工业矿渣，搅拌均匀后，依次加入碳酸钠和氢氧化钠。

实施后，产生以下性能：

(1)封堵剂具有良好的悬浮稳定性，析水率＜3％(8小时内)；

(2)在30～90℃条件下，固化时间：10～48h；

(3)封堵剂流变性好，初始粘度低：22～25s(马氏漏斗粘度计)；

(4)封堵剂的抗压强度：0.6～1.3MPa。(5)封堵剂的密度：1.10～1.35g/cm³。

实施方式一：膨润土5～8％、矿渣15～25％、碳酸钠0.3～2.0％、氢氧化钠0.1～1.0％，其余为水。所有的用量都是重量百分比。

实施方式二：膨润土6％、矿渣30％、碳酸钠0.6％、氢氧化钠0.2％，其余为水。所有的用量都是重量百分比。

在实施方式中对封堵剂进行单管物理模拟实验，制作两块人工砂岩岩心(1^#、2^#)，分别代表高渗透层和低渗透层，测出水相渗透率分别53.47μm²和26.03μm²，将岩心1^#、2^#分别注入封堵剂1.0PV和0.5PV，放置在50℃下固化后，按常规封堵剂的模拟方式进行实验，实验数据结果见下表。

注：岩心长度为40cm

实验结果表明，矿渣封堵剂具有很好的封堵效果。

本发明油水井矿渣封堵剂已在新疆油田的不同区块应用于调剖、堵水措施70多井次，管外窜槽的封堵15井次。从现场应用来看，堵剂配制简单、性能稳定、施工方便。堵剂用量基本在30～300m³之间，具体用量可根据各井的具体情况作相应调整。施工时的注入压力一般在1～13MPa之间，施工成功率为100％。通过大量的现场应用，取得了良好的应用效果，实现了本发明的目的。

Claims

1.一种油水井矿渣封堵剂，其特征在于由下列组分配制而成：悬浮分散剂含量为5～10％，采用的是油田钻井用的膨润土，矿渣含量为10～40％，采用的是钢铁工业产生的高炉矿渣，其粒径为5～15微米，水化激活剂是由碳酸钠和氢氧化钠复配而成，其中碳酸钠含量为0.1～3.0％，氢氧化钠含量为0.1～2.0％，其余为水，所有的用量都是重量百分比。

2.根据权利要求1所述一种油水井矿渣封堵剂，其特征在于：所述膨润土为5～8％，矿渣为15～25％，碳酸钠为0.3～2.0％，氢氧化钠为0.1～1.0％，其余为水，所有的用量都是重量百分比。

3.根据权利要求1所述一种油水井矿渣封堵剂，其特征在于：所述膨润土为6％，矿渣为30％，碳酸钠为0.6％，氢氧化钠为0.2％，其余为水，所有的用量都是重量百分比。

4.根据权利要求1的油水井矿渣封堵剂的应用，其特征在于：所述的封堵剂用于改善注水井的吸水剖面。

5.根据权利要求1的油水井矿渣封堵剂的应用，其特征在于：所述的封堵剂用于改善油井的产液剖面。

6.根据权利要求1的油水井矿渣封堵剂的应用，其特征在于：所述的封堵剂用于对管外窜槽的封堵。