CN102200006A - 磁性纳米颗粒调剖堵水 - Google Patents

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张金亮
唐明明
任伟伟
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Abstract

本发明提供了一种磁性纳米颗粒调剖堵水的方法，它是将磁性纳米颗粒液体注入目的地层后，利用磁场控制磁性纳米颗粒的运动，形成牢固的纳米结构来实现的。该方法是为了能够有效地控制含水上升，而实施的磁性纳米颗粒调剖堵水。现有技术中使用的化学深部调剖堵水剂，主要进入裂缝及大孔道，对于特低渗透油藏，堵剂颗粒根本进入不了特低渗透地层孔隙，而且会污染地层。本方法所用的磁性纳米颗粒液体包括：Fe3O4磁性纳米颗粒，吐温-60，OP-21，Span-80，碳酸钠。调剖堵水时，通过对线圈电流的调控，控制磁性纳米颗粒的团聚和分散，从而实现特低渗透油藏的调剖堵水，同时可以避免化学堵水调剖剂对地层产生的污染。

Description

磁性纳米颗粒调剖堵水
技术领域：
本发明涉及石油开采中调剖堵水技术。
背景技术：
堵水剂一般是指用于生产井堵水的处理剂，调剖剂则是用于注水井调整吸水剖面的处理剂。油田中采用的堵水方法分为机械堵水和化学堵水两类，化学法堵水是化学堵水剂的化学作用对出水层造成诸塞，机械法堵水是用分隔器将出水层位在井筒内卡开，以阻止水流入井内。就目前应用和发展情况看，主要是化学堵水。Fe3O4，作为一种重要的磁性材料，在磁记录、磁流体、磁性药物载体与靶向运输、医疗诊断等领域有重要而广泛的应用。当材料的尺寸减小到纳米量级时，其比表面积大大增加，且无毒，高温调剖剂的各项性能不变，将它注入地层，通过控制电源，接通电源时，实现空心线圈对磁性纳米颗粒的吸附，达到堵水的目的；当断开电源时，磁性纳米颗粒随即散开，封堵的井壁开口又开启，方便了现场应用，节能、省时省力。
发明内容：
本发明的目的就是提供一种磁性纳米颗粒调剖堵水的方法，使得磁性纳米材料注入地层后，通过控制空心线圈的电流有无，实现纳米磁性材料的团聚和分散，达到堵水的目的。
本发明的目的是这样实现的：用40℃～90℃的水与20℃～40℃的磁性纳米颗粒液体混合，磁性纳米颗粒液体为OP系列、吐温系列、Span系列等非离子表面活性剂与碳酸钠等无机盐的混合物。线圈磁感应强度为100～300Mt。地面工作站通过供电电缆控制线圈的磁场。给线圈通电，磁性纳米颗粒在磁场作用下，形成牢固的纳米结构，实现稳定封堵。断开线圈电流，磁性纳米颗粒在地层流体压力作用下，随地层流体返回地面，目的层解封。
本发明采用磁性纳米颗粒调剖堵水的概念，并开发了有效地控制磁场，使得在地面配制的水包磁性纳米颗粒液体注入地层后，在磁场作用下形成牢固的纳米颗粒结构，实现了调剖堵水的功能。同时，断开线圈电流后，磁性纳米颗粒返回地面，对地层无污染。
附图说明
图1为磁性纳米颗粒调剖堵水说明图。包括(1-供电电缆 2-磁性纳米颗粒液体泵 3-套管 4-电缆保护管 5-磁性纳米颗粒导流管 6-封隔器 7-锥形线圈固定器 8-空心锥形贴壁线圈 9-出射孔 10-封隔器 11-封隔器)
具体实施方式：
实施例一
本实施例适用地层温度为40℃～70℃工况，所用的磁性纳米颗粒液体组成：Fe3O4磁性纳米颗粒：30％，吐温-60：25％，OP-21：25％，Span-80：10％，碳酸钠：10％。
供电电缆电压：380V，线圈磁感应强度：100mT。
用温度为50℃～60℃的水70％与温度为20℃～30℃的磁性纳米颗粒液体30％混合，得到水包磁性纳米颗粒液体。对上述已生产的水包磁性纳米颗粒液体进行机械振荡，混合均匀。
将贴壁线圈用电缆放到目的地层后，用线圈固定器固定，然后将上述水包磁性纳米颗粒液体，用泵注入地下，进入地层后，对线圈加电。磁性纳米颗粒在径向磁场的作用下运行，形成牢固的纳米结构，可以稳定封堵5个月。5个月后，断开线圈电流，磁性纳米颗粒在地层流体压力作用下，随地层流体返回地面，目的层解封。
实施例二
本实施例适用地层温度为50℃～80℃工况，所用的磁性纳米颗粒液体组成：Fe3O4磁性纳米颗粒：20％，吐温-60：40％，OP-21：15％，Span-80：20％，碳酸钠：5％。
供电电缆电压：380V，线圈磁感应强度：150mT。
用温度为60℃～70℃的水50％与温度为30℃～40℃的磁性纳米颗粒液体50％混合，得到水包磁性纳米颗粒液体。对上述已生产的水包磁性纳米颗粒液体进行机械振荡，混合均匀。
将贴壁线圈用电缆放到目的地层后，用线圈固定器固定，然后将上述水包磁性纳米颗粒液体，用泵注入地下，进入地层后，对线圈加电。磁性纳米颗粒在径向磁场的作用下运行，形成牢固的纳米结构，可以稳定封堵6个月。6个月后，断开线圈电流，磁性纳米颗粒在地层流体压力作用下，随地层流体返回地面，目的层解封。
实施例三
本实施例适用地层温度为80℃～90℃工况，所用的磁性纳米颗粒液体组成：Fe3O4磁性纳米颗粒：40％，吐温-60：20％，OP-21：20％，Span-80：5％，碳酸钠：15％。
供电电缆电压：380V，线圈磁感应强度：120mT。
用温度为55℃～65℃的水45％与温度为35℃～45℃的磁性纳米颗粒液体55％混合，得到水包磁性纳米颗粒液体。对上述已生产的水包磁性纳米颗粒液体进行机械振荡，混合均匀。
将贴壁线圈用电缆放到目的地层后，用线圈固定器固定，然后将上述水包磁性纳米颗粒液体，用泵注入地下，进入地层后，对线圈加电。磁性纳米颗粒在径向磁场的作用下运行，形成牢固的纳米结构，可以稳定封堵7个月。7个月后，断开线圈电流，磁性纳米颗粒在地层流体压力作用下，随地层流体返回地面，目的层解封。
实施例四
本实施例适用地层温度为77℃～87℃工况，所用的磁性纳米颗粒液体组成：Fe3O4磁性纳米颗粒：35％，吐温-60：35％，OP-21：10％，Span-80：10％，碳酸钠：10％。
供电电缆电压：380V，线圈磁感应强度：115mT。
用温度为46℃～65℃的水45％与温度为35℃～45℃的磁性纳米颗粒液体55％混合，得到水包磁性纳米颗粒液体。对上述已生产的水包磁性纳米颗粒液体进行机械振荡，混合均匀。
将贴壁线圈用电缆放到目的地层后，用线圈固定器固定，然后将上述水包磁性纳米颗粒液体，用泵注入地下，进入地层后，对线圈加电。磁性纳米颗粒在径向磁场的作用下运行，形成牢固的纳米结构，可以稳定封堵8个月。8个月后，断开线圈电流，磁性纳米颗粒在地层流体压力作用下，随地层流体返回地面，目的层解封。

Claims (2)

1.本发明涉及一种利用磁性纳米颗粒进行调剖堵水的方法，其特征在于将磁性纳米材料注入地层后，通过控制空心线圈的电流有无，实现纳米磁性材料的团聚和分散，达到堵水的目的。磁性纳米颗粒调剖堵水的具体实施步骤如下：
步骤一.准备Fe3O4磁性纳米颗粒，按实际需要的位置，高压注入井壁地层中，纳米级的磁性颗粒作为调剖堵水剂；
步骤二.将一空心线圈，放入注磁性纳米颗粒的井壁位置，并可以随时人工控制线圈中电流的有无；
步骤三.通过控制电源，实现空心线圈对磁性纳米颗粒的吸附，磁性纳米颗粒的强吸附力，封堵井壁开口。断开电源时，磁性纳米颗粒随即散开，封堵的井壁开口又开启。
2.根据权利要求1所述的磁性纳米颗粒调剖堵水的方法，其特征是将磁性纳米颗粒注入井壁地层，通过人工控制线圈中电流的有无，实现磁性纳米颗粒的团聚和分散，从而实现调剖堵水。
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