CN101787268B - 延迟沉淀颗粒凝胶调剖剂及其生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及水井调剖或油井堵水的封堵剂技术领域，是一种延迟沉淀颗粒凝胶调剖剂及其生产方法，该延迟沉淀颗粒凝胶调剖剂按原料组成为：铁铝类金属盐、乌洛托品和水。本发明易生产且成本较低、使用方便且使用成本也较低，克服了沉淀颗粒调剖方法中常用的双液法在地层中难以混合均匀的问题，采用了单液法混合方式注入地下的高渗透层，利用地层温度使乌洛托品在高温下逐步分解成氨水和甲醛，氨水与铁铝类金属盐反应生成氢氧化铝等沉淀，逐步封堵高渗透层，从而延迟了沉淀颗粒生成的时间，使调剖及堵水剂能够实现深部调堵的效果，特别适用于油田开采中。
Description
一、技术领域
本发明涉及水井调剖或油井堵水的封堵剂技术领域，是一种延迟沉淀颗粒凝胶调剖剂及其生产方法和使用方法，特别适用于油田开采中。
二、背景技术
油气井出水是油田开发过程中普遍存在的问题，特别是采用注水开发方式，随着注水边缘的推进，由于地层非均质性严重，油水流度比不同及开发方案和措施不当等原因，均能导致油田含水上升速度加快，致使油层过早水淹，油田采收率降低。对注水井而言，需要注入化学药剂封堵高渗透层，使注入后续水进入小孔隙，对低渗透区域进行水驱。对油井而言，需要封堵水窜层，使油井采出液中含水率降低。目前采用的沉淀颗粒进行封堵，普遍采用双液法(即将两种液体分别注入地层，在地层中生成沉淀颗粒，如水玻璃-卤水体系)，但在地层中两种液体很难混合均匀并充分反应，使用效果受到限制。
三、发明内容
本发明提供了一种延迟沉淀颗粒凝胶调剖剂及其生产方法和使用方法，克服了上述现有技术之不足，解决油藏深部颗粒成胶调剖及堵水的问题，能逐步封堵高渗透层，从而延迟了沉淀颗粒生成的时间，能够实现深部调堵的效果。
本发明的技术方案之一是通过以下措施来实现的：一种用于水井调剖或油井堵水的延迟沉淀颗粒凝胶调剖剂，其按原料质量百分比组成为：5％至30％的铁铝类金属盐、1％至10％的乌洛托品和余量的水。
下面是对上述发明技术方案之一的进一步优化或/和改进：
上述延迟沉淀颗粒凝胶调剖剂按原料质量百分比组成可为：10％至20％的铁铝类金属盐、3％至5％的乌洛托品和余量的水。
上述铁铝类金属盐为三氯化铝、三氯化铁、硫酸铝、硫酸铁、聚合硫酸铁、聚合硫酸铝铁、聚合三氯化铁中的一种或一种以上的混合物。
本发明的技术方案之二是通过以下措施来实现的：一种上述延迟沉淀颗粒凝胶调剖剂的生产方法，其按下述步骤进行：在常温下将所需要量的铁铝类金属盐、乌洛托品和水充分混合就得到延迟沉淀颗粒凝胶调剖剂。
本发明的技术方案之三是通过以下措施来实现的：一种上述延迟沉淀颗粒凝胶调剖剂的使用方法，其按下述步骤进行：将该延迟沉淀颗粒凝胶调剖剂直接注入地下需要封堵的高渗透层。
本发明易生产且成本较低、使用方便且使用成本也较低，克服了沉淀颗粒调剖方法中常用的双液法在地层中难以混合均匀的问题，采用了单液法混合注入地下的高渗透层，利用地层温度使乌洛托品在高温下逐步分解成氨水和甲醛，氨水与铁铝类金属盐反应生成氢氧化铝等沉淀，逐步封堵水驱高渗透层，从而延迟了沉淀颗粒生成的时间，使调剖及堵水剂能够实现深部调堵的效果，特别适用于油田开采中。
四、附图说明
附图1为本发明中铁铝类金属盐加量对体系成胶时间的影响。
附图2为本发明中乌洛托品加量对体系成胶时间的影响。
附图3为本发明中不同温度下复合体系的成胶时间。
五、具体实施方式
本发明不受下述实施例的限制，可根据本发明的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。
下面结合实施例对本发明作进一步描述：
实施例1，该用于水井调剖或油井堵水的延迟沉淀颗粒凝胶调剖剂按原料质量百分比组成为：5％至30％的三氯化铝、1％至10％的乌洛托品和余量的水。将该延迟沉淀颗粒凝胶调剖剂注入水驱渗透率为1340×10-3um2的填砂管0.2pv后，放入烘箱中在50℃条件下约8个小时后成胶，再取出填砂管后续水驱渗透率降为240×10-3um2，堵塞率为82％，远超过双液法封堵性能(双液法，如水玻璃-卤水体系封堵率一般不超过50％，以下不再论述)。将该体系进入并联实验装置评价，两并联填砂管先用水分别饱和并测试渗透率分别为2140×10-3um2和470×10-3um2，再分别用油饱和，含油饱和度分别为86％(高渗透)和64％(低渗透)，两填砂管安装到并联装置，水驱到综合含水率80％时暂停水驱，此时高渗透采出程度为72％，低渗透采出程度为14％，后注入调堵剂0.2pv(总孔隙度)，将两填砂管放入烘箱约8小时左右成胶，再继续用水驱，综合含水率再次达到80％时，高渗透采收率提高5％，低渗透采收率提高36％，达到了聚合物凝胶等高粘溶液调剖同等效果。
实施例2，该用于水井调剖或油井堵水的延迟沉淀颗粒凝胶调剖剂按原料质量百分比组成为：5％至30％的三氯化铁、1％至10％的乌洛托品和余量的水。将该延迟沉淀颗粒凝胶调剖剂注入水驱渗透率为1560×10-3um2的填砂管0.2pv后，放入烘箱中在50℃条件下约7个小时后成胶，再取出填砂管后续水驱渗透率降为370×10-3um2，堵塞率为76.3％。将该体系进入并联实验装置评价，两并联填砂管先用水分别饱和并测试渗透率分别为1850×10-3um2和380×10-3um2，再分别用油饱和，含油饱和度分别为77％(高渗透)和62％(低渗透)，两填砂管安装到并联装置，水驱到综合含水率80％时暂停水驱，此时高渗透采出程度为66％，低渗透采出程度为18％，后注入调堵剂0.2pv(总孔隙度)，将两填砂管放入烘箱约7小时左右成胶，在继续用水驱，综合含水率再次达到80％时，高渗透采收率提高7％，低渗透采收率提高29％，达到了聚合物凝胶等高粘溶液调剖同等效果。
实施例3，该用于水井调剖或油井堵水的延迟沉淀颗粒凝胶调剖剂按原料质量百分比组成为：5％至30％的聚合硫酸铁、1％至10％的乌洛托品和余量的水。将该延迟沉淀颗粒凝胶调剖剂注入水驱渗透率为2120×10-3um2的填砂管0.2pv注入后，放入在50℃烘箱约5个小时后成胶，再取出填砂管后续水驱渗透率降为440×10-3um2，堵塞率为79.2％。将该体系进入并联实验装置评价，两并联填砂管先用水分别饱和并测试渗透率分别为3230×10-3um2和560×10-3um2，再分别用油饱和，含油饱和度分别为87％(高渗透)和72％(低渗透)，两填砂管安装到并联装置，水驱到综合含水率80％时暂停水驱，此时高渗透采出程度为85％，低渗透采出程度为8％，后注入调堵剂0.2pv(总孔隙度)，将两填砂管放入烘箱约5小时左右成胶，再继续用水驱，综合含水率再次达到80％时，高渗透采收率提高3％，低渗透采收率提高31％，，达到了聚合物凝胶等高粘溶液调剖同等效果。
实施例4，该用于水井调剖或油井堵水的延迟沉淀颗粒凝胶调剖剂按原料质量百分比组成为：5％至30％的聚合三氯化铁、1％至10％的乌洛托品和余量的水。将该延迟沉淀颗粒凝胶调剖剂注入水驱渗透率为1930×10-3um2的填砂管0.2pv后，放入在50℃烘箱约5个小时后成胶，再取出填砂管后续水驱渗透率降为220×10-3um2，堵塞率为88.6％。将该体系进入并联实验装置评价，两并联填砂管先用水分别饱和并测试渗透率分别为3450×10-3um2和480×10-3um2，再分别用油饱和，含油饱和度分别为86％(高渗透)和66％(低渗透)，两填砂管安装到并联装置，水驱到综合含水率80％时暂停水驱，此时高渗透采出程度为92％，低渗透采出程度为4％，后注入调堵剂0.2pv(总孔隙度)，将两填砂管放入烘箱约5小时左右成胶，再继续用水驱，综合含水率再次达到80％时，高渗透采收率提高2％，低渗透采收率提高34％，，达到了聚合物凝胶等高粘溶液调剖同等效果。
实施例5，该用于水井调剖或油井堵水的延迟沉淀颗粒凝胶调剖剂按原料质量百分比组成为：5％至30％的硫酸铝、1％至10％的乌洛托品和余量的水。将该延迟沉淀颗粒凝胶调剖剂注入水驱渗透率为1340×10-3um2的填砂管0.2pv后，放入在50℃烘箱约8个小时后成胶，再取出填砂管后续水驱渗透率降为240×10-3um2，堵塞率为82％，远超过双液法封堵性能(双液法，如水玻璃一卤水体系封堵率一般不超过50％，以下不再论述)。将该体系进入并联实验装置评价，两并联填砂管先用水分别饱和并测试渗透率分别为2140×10-3um2和470×10-3um2，再分别用油饱和，含油饱和度分别为86％(高渗透)和64％(低渗透)，两填砂管安装到并联装置，水驱到综合含水率80％时暂停水驱，此时高渗透采出程度为72％，低渗透采出程度为14％，后注入调堵剂0.2pv(总孔隙度)，将两填砂管放入50℃烘箱约8小时左右成胶，在继续用水驱，综合含水率再次达到80％时，高渗透采收率提高5％，低渗透采收率提高36％，达到了聚合物凝胶等高粘溶液调剖同等效果。
实施例6，该用于水井调剖或油井堵水的延迟沉淀颗粒凝胶调剖剂按原料质量百分比组成为：5％至30％的硫酸铁、1％至10％的乌洛托品和余量的水。将该延迟沉淀颗粒凝胶调剖剂注入水驱渗透率为1560×10-3um2的填砂管0.2pv注入后，放入在50℃烘箱约7个小时后成胶，再取出填砂管后续水驱渗透率降为370×10-3um2，堵塞率为76.3％。将该体系进入并联实验装置评价，两并联填砂管先用水分别饱和并测试渗透率分别为1850×10-3um2和380×10-3um2，再分别用油饱和，含油饱和度分别为77％(高渗透)和62％(低渗透)，两填砂管安装到并联装置，水驱到综合含水率80％时暂停水驱，此时高渗透采出程度为66％，低渗透采出程度为18％，后注入调堵剂0.2pv(总孔隙度)，将两填砂管放入烘箱约7小时左右成胶，再继续用水驱，综合含水率再次达到80％时，高渗透采收率提高7％，低渗透采收率提高29％，达到了聚合物凝胶等高粘溶液调剖同等效果。
实施例7，该用于水井调剖或油井堵水的延迟沉淀颗粒凝胶调剖剂按原料质量百分比组成为：5％至30％的聚合硫酸铝铁、1％至10％的乌洛托品和余量的水。将该延迟沉淀颗粒凝胶调剖剂注入水驱渗透率为2120×10-3um2的填砂管0.2pv注入后，放入在50℃烘箱约5个小时后成胶，再取出填砂管后续水驱渗透率降为440×10-3um2，堵塞率为79.2％。将该体系进入并联实验装置评价，两并联填砂管先用水分别饱和并测试渗透率分别为3230×10-3um2和560×10-3um2，再分别用油饱和，含油饱和度分别为87％(高渗透)和72％(低渗透)，两填砂管安装到并联装置，水驱到综合含水率80％时暂停水驱，此时高渗透采出程度为85％，低渗透采出程度为8％，后注入调堵剂0.2pv(总孔隙度)，将两填砂管放入烘箱约5小时左右成胶，再继续用水驱，综合含水率再次达到80％时，高渗透采收率提高3％，低渗透采收率提高31％，，达到了聚合物凝胶等高粘溶液调剖同等效果。
实施例8，该用于水井调剖或油井堵水的延迟沉淀颗粒凝胶调剖剂按原料质量百分比组成为：5％至30％的铁铝类金属盐、1％至10％的乌洛托品和余量的水，其中，铁铝类金属盐为三氯化铝、三氯化铁、硫酸铝、硫酸铁、聚合硫酸铁、聚合硫酸铝铁、聚合三氯化铁中一种以上的混合物。将该延迟沉淀颗粒凝胶调剖剂注入水驱渗透率为1930×10-3um2的填砂管0.2pv注入后，放入在50℃烘箱约5个小时后成胶，再取出填砂管后续水驱渗透率降为220×10-3um2，堵塞率为88.6％。将该体系进入并联实验装置评价，两并联填砂管先用水分别饱和并测试渗透率分别为3450×10-3um2和480×10-3um2，再分别用油饱和，含油饱和度分别为86％(高渗透)和66％(低渗透)，两填砂管安装到并联装置，水驱到综合含水率80％时暂停水驱，此时高渗透采出程度为92％，低渗透采出程度为4％，后注入调堵剂0.2pv(总孔隙度)，将两填砂管放入烘箱约5小时左右成胶，再继续用水驱，综合含水率再次达到80％时，高渗透采收率提高2％，低渗透采收率提高34％，，达到了聚合物凝胶等高粘溶液调剖同等效果。
实施例9，该用于水井调剖或油井堵水的延迟沉淀颗粒凝胶调剖剂直接注入地下需要封堵的水驱高渗透层，利用地层温度乌洛托品逐步分解成氨水和甲醛，氨水与铁铝类金属盐反应生成氢氧化铝等沉淀，逐步封堵水驱高渗透层，从而延迟了沉淀颗粒生成的时间，使调剖及堵水剂能够实现深部调堵的效果。
实施例10，该延迟沉淀颗粒凝胶调剖剂在含有质量百分比为3％或5％的乌洛托品时，不同质量百分比含量的铁铝类金属盐对在使用时温度为50℃时的成胶时间的影响如附图1所示。
实施例11，该延迟沉淀颗粒凝胶调剖剂在含有质量百分比为10％或20％的铁铝类金属盐时，不同质量百分比含量的乌洛托品对在使用时温度为50℃时的成胶时间的影响如附图2所示。
实施例12，该延迟沉淀颗粒凝胶调剖剂在含有质量百分比为10％或20％的铁铝类金属盐、3％至5％的乌洛托品时，在使用时不同温度的成胶时间的影响如附图3所示。
该用于水井调剖或油井堵水的延迟沉淀颗粒凝胶调剖剂在使用时，其成胶影响因素如图1、图2、图3所示。
在本发明中：除具体说明外，未说明的百分比都为质量百分比。
上述实施例所得延迟沉淀颗粒凝胶调剖剂的评价方法如下：
1、封堵能力评价(堵塞率)：采用填砂管(本实验填砂管直径3.0cm，长度30cm)置入地层温度下水浴，测定填砂管的堵前渗透率，然后注入一定孔隙体积倍数(pv)的堵剂，恒温一定时间再测定填砂管的堵后渗透率，由下公式计算封堵率，封堵率表征堵剂封堵能力。
式中：η-堵塞率，％；Kwb、Kwa-分别指封堵前后水相渗透率，μm2。
2、调剖性能评价：将两个填砂管分别用不同目数的石英砂填充，以得到渗透率不同的模拟岩心，将填砂管安装进驱替装置中，加热到模拟地层温度并恒温，后水饱和并测定其渗透率，将模拟岩心分别用模拟油(原油和煤油混合)驱替并饱和，再将两岩心并联安装，当并联水驱替至采出液达到一定含水率后，注入一定量(两模拟岩心总孔隙度的20％为0.2PV)的沉淀颗粒凝胶母液，密闭放入50℃的恒温箱待其成胶后再放入驱替装置，采用后续水继续水驱，研究成胶后后续水在两个模拟岩心中的渗流规律及提高采收率变化。
Claims (4)
1.一种用于水井调剖或油井堵水的延迟沉淀颗粒凝胶调剖剂，其特征在于按原料质量百分比组成为：5%至30%的铁铝类金属盐、1%至10%的乌洛托品和余量的水；其中，铁铝类金属盐为三氯化铝、三氯化铁、硫酸铝、硫酸铁、聚合硫酸铁、聚合硫酸铝铁、聚合三氯化铁中的一种或一种以上的混合物。
2.根据权利要求1所述的延迟沉淀颗粒凝胶调剖剂，其特征在于按原料质量百分比组成为：10%至20%的铁铝类金属盐、3%至5%的乌洛托品和余量的水。
3.一种根据权利要求1或2所述延迟沉淀颗粒凝胶调剖剂的生产方法，其特征在于按下述步骤进行：在常温下将所需要量的铁铝类金属盐、乌洛托品和水充分混合就得到延迟沉淀颗粒凝胶调剖剂。
4.一种根据权利要求1或2所述延迟沉淀颗粒凝胶调剖剂的使用方法，其特征在于按下述步骤进行：将该延迟沉淀颗粒凝胶调剖剂直接注入地下需要封堵的高渗透层。
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