CN102120929B - 一种气井控水剂的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种气井控水剂的制备方法，步骤为：室温下将阴离子聚丙烯酰胺、阳离子聚合物和共溶剂水溶液按比例混合均匀搅拌成聚合物复合溶液；所得的聚合物复合溶液再与有机酸酯、碳酸盐按照100∶(0.05-0.5)∶(0.5-1)的比例复配，得气井控水剂。本方法工艺简单，反应条件易控，所得气井控水剂既可改变气井储层的相渗特性与孔喉结构或者部分堵水达到控制气水比，又具有良好的耐剪切性、热稳定性、抗盐性及摩阻低等特点，用于近水或高含水低渗气藏控水采气或控水压裂改造。
Description
技术领域
本发明涉及一种气井控水剂及其制备方法，尤其涉及一种用于近水或高含水低渗气藏气井控水开采或控水压裂改造。
背景技术
气井控水技术是目前国内外应用较多的排水采气的方法，对这些出水气井的处理，能否采用油井常用的堵水方法呢？这是国内外气田工作者普遍想解决的问题。随着天然气在工业能源中的地位与日剧增，天然气的发展也已成为一个热点，为此国内外石油和气田工作者也加大了对气田开发中提高采收率措施的研究力度。对一些出水气井，如果能用控水技术直接解决的话，不仅可以降低处理成本，增加经济效益，而且还避免了排水采气工艺中大量产出水的处理，减轻了环境污染、地层出砂、管线腐蚀和结垢等现象。特别是对一些采用排水采气工艺技术成本较高或现场不具备排水采气工艺技术条件的出水气井的处理，更有必要研究气井控水技术。
目前，选择高效的控水剂是气井实施控水措施的关键，国外相关机构一直致力于相渗改善控水技术的研究与应用。目前，主要包括：改进的聚合物交联技术、聚合物桥键吸附技术以及相渗改善控水体系等，但是控水剂大多为高分子量聚合物，在低渗气田使用过程中，主要存在以下一些问题：(1)低渗气藏储层物性差、敏感性强，存在启动压力梯度，而高分子聚合物或交联体系粘度大，注入压力高，易堵塞气流通道造成储层伤害；(2)润湿反转技术施工成本高，控水周期短，效果难以控制；(3)国内外相渗改善体系的研究大多侧重在高渗储层选择性堵水与现场或室内试验效果评价。
CN101476452A(CN200910020940.6)公开一种油气井控水压裂增产方法，是在压裂施工时，采用化学降解包覆堵塞的方式，在地下形成封堵层，其特征在于：化学反应重量配比为：水1000份，石蜡或微晶蜡20～40份，英砂180～360份，稠化剂3～4份，交联剂7～9份，添加剂0.29～6.6份，(2)施工工艺步骤为：①、在包衣机内把50#～70#的石蜡或微晶蜡加热融化，将石英砂按照石蜡或微晶蜡∶石英砂＝1∶4.5～18的重量比加入石蜡或微晶蜡中，然后在包衣机内降温形成包被支撑剂；②、在带有泵循环或搅拌器的容器中加入一定量的水，然后开启泵循环或搅拌器，缓慢加入稠化剂，再加入添加剂后，继续泵循环或搅拌30分钟，使液体混合充分，形成混合溶液。③、将步骤②形成的混合溶液与交联剂按照体积比100∶0.7混合均匀形成冻胶前置液。④、将步骤③形成的冻胶前置液与步骤①形成的包被支撑剂按照重量比100∶30混合，搅拌均匀后，用泵送入目的地层。
发明内容
本发明针对已有技术存在的缺点，提供一种气井控水剂及其制备方法。
本方法制备工艺简单，反应条件易控制，既可改变气井储层的相渗特性与孔喉结构，或者部分堵水已达到控制气水比，又具有良好的耐剪切性、热稳定性、抗盐性及摩阻低等特点。
本发明技术方案如下：
一种气井控水剂的制备方法，步骤如下：
a、在室温下，将阴离子聚丙烯酰胺、阳离子聚合物和共溶剂水溶液按照(0.08-0.2)∶(0.02-0.1)∶100的质量比混合均匀，搅拌至完全溶解，形成聚合物复合溶液；
所述的共溶剂为XY型一价金属盐。
所述的阴离子聚丙烯酰胺分子量为600万～2000万。
所述的阳离子聚合物为阳离子单体和丙烯酰胺共聚而成，阳离子聚合物的分子量300万～900万；所述阳离子单体是丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、二甲基二烯丙基氯化铵或二烯丙基胺，其中优选丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵。
b、将有机酸酯、碳酸盐与步骤a所形成的聚合物复合溶液按照(0.05～0.5)∶(0.5～1)∶100质量比复配，得到气井控水剂。所述的有机酸酯为乙酸烷基酯或乳酸烷基酯。
根据本发明，优选的，步骤a中所述的共溶剂水溶液中XY型一价金属盐质量浓度2-4％。
根据本发明，优选的，步骤a中所述的聚合物复合溶液中阴离子聚丙烯酰胺与阳离子聚合物总质量浓度为0.1％～0.3％。
根据本发明，优选的，步骤a中所述的共溶剂为氯化钾、氯化钠、氯化钙或氯化铵，最优选的，所述的共溶剂为氯化钾。
根据本发明，优选的，步骤a中所述的阳离子聚合物是丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵和丙烯酰胺共聚而成，分子量400万～600万。
根据本发明，优选的，步骤b中所述的有机酸酯为乙酸烷基酯或乳酸烷基酯，其中，烷基是甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基或异丁基。进一步优选的，步骤b中所述的有机酸酯为乙酸甲酯、乙酸乙酯或乳酸乙酯，其中最优选的是乙酸乙酯。
根据本发明，优选的，步骤b中所述的碳酸盐为碳酸钠、碳酸钾或碳酸氢钠。最优选所述的碳酸盐为碳酸氢钠。
以上方法中阳离子聚合物可以直接从市场购买，也可以按现有技术制备，有关阳离子单体(丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、二甲基二烯丙基氯化铵或二烯丙基胺)与丙烯酰胺共聚的方法为本领域的技术人员所熟知的。
根据本发明所制备的气井控水剂，尤其适用于近水或高含水低渗气藏控水采气或控水压裂改造。
与已有技术相比，本发明具有如下有益效果：
1、由于本发明采用a、b两个步骤制备气井控水剂，这样的工艺方法与现有技术相比，工艺更加简单，操作也更为简便，在各个步骤中的反应条件也更加容易控制，更为重要的是，气井控水剂即可改变储层的相渗特性或者部分堵水已达到控制气水比，同时与储层流体配伍性好，耐盐耐冲刷，进入地层后吸附在岩石表面，形成刷状结构的聚合物，大幅度降低水相渗透率，降低幅度达到60％以上；对气相渗透率改变很小，降低幅度小于20％，具有选择性改变相渗的特性；热稳定性和盐稳定性良好；随含水饱和度增加，水相渗透率大幅降低，气相渗透率改变较小，控水效果明显，这对于近水气藏的高效开发具有重要的实践意义。
2、本发明采用的共溶剂为XY型一价金属盐，特别优选KCl，该技术特征有利于进一步形成质量更好的聚合物复合溶液。
具体实施方式
以下结合具体实施例来对本发明作进一步说明，但本发明所要求保护的范围并不局限于实施例所涉及的范围。
实施例中所有原料均为市购产品，其中，阴离子聚丙烯酰胺，分子量1600万，广州精细化学工业公司产。阳离子聚合物为丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵和丙烯酰胺共聚而成，分子量400万，广州精细化学工业公司产。
实施例1
一种气井控水剂及其制备方法，包括如下步骤：
a、在室温下，将阴离子聚丙烯酰胺(分子量1600万)、阳离子聚合物和质量浓度为2.0％的KCl溶液按照0.1∶0.02∶100的质量比例均匀混合，慢速搅拌至完全溶解，形成聚合物复合溶液；
所述的阳离子聚合物为丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵和丙烯酰胺共聚而成，分子量400万。
b、将乙酸乙酯、碳酸氢钠与步骤a所形成的聚合物复合溶液按照0.1∶0.5∶100质量比复配，即可得到具有控水效果的气井控水剂。
实施例2
一种气井控水剂及其制备方法，包括如下步骤：
a、在室温下，将阴离子聚丙烯酰胺(分子量1600万)、阳离子聚合物和质量浓度为2.0％KCl溶液按照0.15∶0.05∶100的质量比例均匀混合，慢速搅拌至完全溶解，形成聚合物复合溶液；
所述的阳离子聚合物通实施例1。
b、将乙酸乙酯、碳酸氢钠与步骤a所形成的聚合物复合溶液按照0.15∶0.8∶100质量比复配，即可得到具有控水效果的气井控水剂。
实施例3
一种气井控水剂及其制备方法，包括如下步骤：
a、在室温下，将阴离子聚丙烯酰胺(分子量1600万)、阳离子聚合物和质量浓度为2.0％的NaCl溶液(共溶剂)按照0.2∶0.08∶100的质量比例均匀混合，慢速搅拌至完全溶解，形成聚合物复合溶液；
所述的阳离子聚合物为丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵和丙烯酰胺共聚而成，分子量400万。
b、将乳酸乙酯、碳酸氢钠与步骤a所形成的聚合物复合溶液按照0.2∶0.8∶100质量比复配，即可得到具有控水效果的气井控水剂。
实施例4
在室温下，将0.1g阴离子聚丙烯酰胺(分子量1600万)和0.01g阳离子聚合物(分子量400万)加入100ml质量浓度为2.0％的共溶剂KCl溶液中混合均匀形成聚合物复合溶液。再将0.015g乳酸乙酯和0.025g碳酸氢钠加入上述100ml聚合物复合溶液中搅拌溶解均匀，得到气井控水剂溶液。
气井控水实验：
实施例1-4所得产物气井控水剂用于气井控水的效果，可按照中华人民共和国石油天然气行业标准SY/T5358-94砂岩地层岩心静态流动实验程序，测试注入气井控水剂前后储层岩石孔隙中气水渗透率变化获得，有关数据如表1：
表1
由表1可以看出，本发明产品具有大幅度降低水相渗透率，达到80％以上，而对气相渗透率影响较小，下降幅度控制在20％以内，具有良好的控水效果。
Claims (8)
1.一种气井控水剂的制备方法，步骤如下：
a、在室温下，将阴离子聚丙烯酰胺、阳离子聚合物和共溶剂水溶液按照（0.08-0.2）：（0.02-0.1）：100的质量比混合均匀，搅拌至完全溶解，形成聚合物复合溶液；
所述的共溶剂为XY型一价金属盐，所述XY型一价金属盐选自氯化钾、氯化钠、氯化钙或氯化铵；
所述的共溶剂水溶液中XY型一价金属盐质量浓度2-4%；
所述的阴离子聚丙烯酰胺分子量为600万～2000万；
所述的阳离子聚合物为阳离子单体和丙烯酰胺共聚而成，阳离子聚合物的分子量300万～900万；所述阳离子单体是丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、二甲基二烯丙基氯化铵或二烯丙基胺；
所述的聚合物复合溶液中阴离子聚丙烯酰胺与阳离子聚合物总质量浓度为0.1%～0.3%；
b、将有机酸酯、碳酸盐与步骤a所形成的聚合物复合溶液按照（0.05～0.5）：（0.5～1）：100质量比复配，得到气井控水剂；
所述的有机酸酯为乙酸烷基酯或乳酸烷基酯。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤a中所述的共溶剂为氯化钾。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤a中所述的阳离子聚合物是丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵和丙烯酰胺共聚而成，分子量400万～600万。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤b中所述的乙酸烷基酯或乳酸烷基酯中，烷基是甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基或异丁基。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤b中所述的有机酸酯为乙酸甲酯、乙酸乙酯或乳酸乙酯。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤b中所述的有机酸酯是乙酸乙酯。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤b中所述的碳酸盐为碳酸钠、碳酸钾或碳酸氢钠。
8.根据权利要求1-6任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤b中所述的碳酸盐为碳酸氢钠。
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