CN102618228A - 用于碎屑岩油藏水平井的堵剂、制备方法及堵水方法 - Google Patents

用于碎屑岩油藏水平井的堵剂、制备方法及堵水方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种用于碎屑岩油藏水平井的堵剂、制备方法及堵水方法。以重量份计，该堵剂包括原油100份，非离子乳化剂0.5-1.5份，阴离子表面活性剂2-4份，以及水0-40份，优选20-40份。本发明堵剂适用的油藏条件为地层温度小于120℃、地层水矿化度小于240000mg/L的碎屑岩油藏水平井。本发明堵剂能满足常规工具无法下放的特殊井筒条件和井眼轨迹的高含水油井堵水，解决水平井多段油水同出问题。

Description

用于碎屑岩油藏水平井的堵剂、制备方法及堵水方法
技术领域
本发明涉及一种堵剂及使用该堵剂进行油井堵水的方法，特别是一种适用于非均质碎屑岩油藏水平井的堵剂及使用该堵剂进行油井堵水的方法，能够满足高温高盐的油藏条件。
背景技术
碎屑岩油藏水平井开采具有增加油藏的泄油面积，提高薄油气层的动用程度等技术优势，适用范围较广，无论从油藏管理还是从经济效益的角度，都已成为石油工业中一项极富有吸引力和竞争力的技术，目前已在国内外油田广泛使用。
由于碎屑岩油藏储层物性各向上的非均质性，造成水平段产液不均，水体易从高渗和高含水饱和度通道形成突破，导致油井过早高含水，抑制原油产出，影响油藏开发效果。堵水是有效治理油井含水，延长水平井寿命，提高采收率的重要手段之一。但由于以下问题，影响了常规水平井堵水工艺的广泛摊广。
(1)找水后定点卡堵水，适应范围有限。
找水确定油水产出关系后，对于全井射开完井、筛管完井和油水同段产出井，难以通过封隔器和挤水泥等定点卡堵方式有效治理。
(2)笼统挤堵的堵剂难以与储层充分配伍，成本高昂，风险较大。
冻胶、水玻璃等常用笼统挤堵堵剂难以与储层充分配伍，可能导致敏感性伤害，需要购买大量堵剂原料，不可回收，成本较高，油水选择性有限，堵水风险较大。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有堵剂难以与储层充分配伍、不可回收、成本较高、油水选择性有限等缺陷，提供了一种用于碎屑岩油藏水平井的堵剂及堵水方法，采用油田自产原油和地层水配成不同含水的乳状液堵剂体系，原油可回收，大幅降低了堵剂费用，并且还解决了注入的堵剂与地层的配伍性问题，减少了对地层的污染。
本发明堵剂适用的油藏条件为地层温度小于120℃、地层水矿化度小于240000mg/L的碎屑岩油藏水平井。本发明用于高含水的水平井选择性堵水，能满足超深、高温、高盐、储层具有强烈非均质性的碎屑岩油藏堵水，能满足常规工具无法下放的特殊井筒条件和井眼轨迹的高含水油井堵水，解决水平井多段油水同出问题。
本发明采用油田自产原油和地层水配成不同含水的乳状液堵剂体系，利用乳状液堵剂“油溶水不溶”的强选择性，对油水相进行选择性封堵，解决了水平井因找水费用昂贵、风险大、出水位置难以确定等原因而导致目前常用堵水工艺难以推广应用问题，还可以解决水平段多段油水同出等复杂出水模式的水平井堵水问题。
利用本发明堵剂强选择性，可实现不动管柱不找水施工，通过环空或油管直接笼统注入，适应各种完井方式，解决目前堵水工艺施工复杂、作业周期长、适应范围窄的问题。
为了解决上述技术问题，本发明提供的第一技术方案是，一种用于碎屑岩油藏水平井的堵剂，以重量份计，该堵剂包括原油100份；非离子乳化剂0.5-1.5份；阴离子表面活性剂2-4份；以及水0-40份，优选20-40份。
所述原油在50℃下原油粘度为70-900mPa.s，密度0.938-0.945g/cm3。所述水优选地层水。
前述的用于碎屑岩油藏水平井的堵剂，以重量份计，该堵剂包括原油100份；非离子乳化剂0.8-1.2份；阴离子表面活性剂2.5-3.5份；以及水0-40份，优选20-40份。
前述的用于碎屑岩油藏水平井的堵剂，所述非离子乳化剂是十二烷基苯磺酸(AB)，丁苯胶乳(SBR)，环烷烃类酸，十二伯胺，十八伯胺，十四叔胺，十六叔胺，十八叔胺，油酸或油酸咪唑啉，优选油酸咪唑啉。
所述丁苯胶乳是苯乙烯与丁二烯经乳液聚合而成，苯乙烯与丁二烯的比例是(60-50)∶(40-50)。
所述环烷烃类酸是环烷烃(主要是五碳环)的羧基衍生物。石油产品精制时所分出的有机酸。
前述的用于碎屑岩油藏水平井的堵剂，所述阴离子表面活性剂为磺酸盐类化合物、油酸钙或油酸镁；所述磺酸盐类化合物是十二烷基苯磺酸钠(SDBS)或十二烷基苯磺酸钙。
前述的用于碎屑岩油藏水平井的堵剂，以重量份计，该堵剂包括原油100份；油酸咪唑啉0.5-1.5份，优选0.8-1.2份；十二烷基苯磺酸钠或十二烷基苯磺酸钙2-4份，优选2.5-3.5份；以及水0-40份，优选20-40份。
前述的用于碎屑岩油藏水平井的堵剂，以重量份计，该堵剂包括原油100份；油酸咪唑啉0.5-1.5份，优选0.8-1.2份；油酸钙或油酸镁2-4份；以及水0-40份，优选20-40份。
本发明提供的第二技术方案是，一种上述堵剂的制备方法，该方法包括：以重量份计，将非离子乳化剂0.5-1.5份和阴离子表面活性剂2-4份依次加入100原油中，加入水0-40份，优选20-40份，充分搅拌至均匀，制成乳状液堵剂。
前述的制备方法，以重量份计，该堵剂包括原油100份，非离子乳化剂0.8-1.2份，阴离子表面活性剂2.5-3.5份，以及水0-40份，优选20-40份。
前述的制备方法，所述非离子乳化剂是十二烷基苯磺酸(AB)，丁苯胶乳(SBR)，环烷烃类酸，十二伯胺，十八伯胺，十四叔胺，十六叔胺，十八叔胺，油酸或油酸咪唑啉，优选油酸咪唑啉。
前述的制备方法，所述阴离子表面活性剂为磺酸盐类化合物、油酸钙或油酸镁，所述磺酸盐类化合物是十二烷基苯磺酸钠(SDBS)或十二烷基苯磺酸钙。
本发明提供的第三技术方案是，一种对碎屑岩油藏水平井进行堵水的方法，该方法包括：采用上述的堵剂，按照6-30m3/h的排量，以每米水平段注入0.4-2.0m3堵剂的量，将所述堵剂通过油管或油套环空，注入水平井中，闷井24-72小时后，开井生产。本发明可以采用调剖泵或水泥车将堵剂通过油管或油套环空注入水平井中，优选采用700型撬装泵车将堵剂通过油管或油套环空注入水平井中。
采用本发明的技术方案，至少具有如下有益效果：采用油田自产原油和地层水配成不同含水的乳状液堵剂体系，原油可回收，大幅降低了堵剂费用，并且还解决了注入的堵剂与地层的配伍性问题，减少了对地层的污染。本发明能满足超深、高温、高盐、储层具有强烈非均质性的碎屑岩油藏堵水，能满足常规工具无法下放的特殊井筒条件和井眼轨迹的高含水油井堵水。本发明堵剂具有强选择性，可实现不动管柱不找水施工，通过环空或油管直接笼统注入，适应各种完井方式。
附图说明
图1 TK118H井堵水前后生产曲线。
具体实施方式
为充分了解本发明之目的、特征及功效，借由下述具体的实施方式，对本发明做详细说明。
本发明堵剂采用原油、非离子乳化剂和阴离子表面活性剂配伍，配成不同含水的乳状液堵剂体系，其具有强选择性，可实现不动管柱不找水施工，通过环空或油管直接笼统注入，解决了目前堵水工艺施工复杂、作业周期长、适应范围窄的问题。本发明适用的油藏条件为地层温度小于120℃、地层水矿化度小于240000mg/L的碎屑岩油藏水平井。
一种用于碎屑岩油藏水平井的堵剂，以重量份计，该堵剂包括原油100份；非离子乳化剂0.5-1.5份；阴离子表面活性剂2-4份；以及水0-40份，优选20-40份。所述原油在50℃下原油粘度为70-900mPa.s，密度0.938-0.945g/cm3。所述水优选地层水。
优选的，以重量份计，该堵剂包括原油100份；油酸咪唑啉0.5-1.5份，优选0.8-1.2份；十二烷基苯磺酸钠2-4份，优选2.5-3.5份；以及水0-40份，优选20-40份。
优选的，以重量份计，该堵剂包括原油100份；油酸咪唑啉0.5-1.5份，优选0.8-1.2份；油酸钙或油酸镁2-4份，优选2.5-3.5份；以及水0-40份，优选20-40份。
优选的，以重量份计，该堵剂包括原油100份；油酸咪唑啉0.5-1.5份，优选0.8-1.2份；十二烷基苯磺酸钙2-4份，优选2.5-3.5份；以及水0-40份，优选20-40份。
优选的，以重量份计，该堵剂包括原油100份；十二烷基苯磺酸0.5-1.5份，优选0.8-1.2份；油酸钙或油酸镁2-4份，优选2.5-3.5份；以及水0-40份，优选20-40份。
优选的，以重量份计，该堵剂包括原油100份；十二烷基苯磺酸0.5-1.5份，优选0.8-1.2份；十二烷基苯磺酸钠或十二烷基苯磺钙2-4份，优选2.5-3.5份；以及水0-40份，优选20-40份。
优选的，以重量份计，该堵剂包括原油100份；丁苯胶乳0.5-1.5份，优选0.8-1.2份；油酸镁或油酸钙2-4份，优选2.5-3.5份；以及水0-40份，优选20-40份。
优选的，以重量份计，该堵剂包括原油100份；丁苯胶乳0.5-1.5份，优选0.8-1.2份；十二烷基苯磺酸钠或十二烷基苯磺钙2-4份，优选2.5-3.5份；以及水0-40份，优选20-40份。
优选的，以重量份计，该堵剂包括原油100份；环烷烃类酸0.5-1.5份，优选0.8-1.2份；十二烷基苯磺酸钠或十二烷基苯磺钙2-4份，优选2.5-3.5份；以及水0-40份，优选20-40份。
优选的，以重量份计，该堵剂包括原油100份；环烷烃类酸0.5-1.5份，优选0.8-1.2份；油酸镁或油酸钙2-4份，优选2.5-3.5份；以及水0-40份，优选20-40份。
优选的，以重量份计，该堵剂包括原油100份；十二伯胺0.5-1.5份，优选0.8-1.2份；油酸镁或油酸钙2-4份，优选2.5-3.5份；以及水0-40份，优选20-40份。
优选的，以重量份计，该堵剂包括原油100份；十二伯胺或十八伯胺0.5-1.5份，优选0.8-1.2份；十二烷基苯磺酸钠或十二烷基苯磺钙2-4份，优选2.5-3.5份；以及水0-40份，优选20-40份。
优选的，以重量份计，该堵剂包括原油100份；十二伯胺或十八伯胺0.5-1.5份，优选0.8-1.2份；十二烷基苯磺酸钠或十二烷基苯磺钙2-4份，优选2.5-3.5份；以及水0-40份，优选20-40份。
优选的，以重量份计，该堵剂包括原油100份；十四叔胺或十六叔胺0.5-1.5份，优选0.8-1.2份；十二烷基苯磺酸钠或十二烷基苯磺钙2-4份，优选2.5-3.5份；以及水0-40份，优选20-40份。
优选的，以重量份计，该堵剂包括原油100份；十四叔胺或十六叔胺0.5-1.5份，优选0.8-1.2份；油酸镁或油酸钙2-4份，优选2.5-3.5份；以及水0-40份，优选20-40份。
优选的，以重量份计，该堵剂包括原油100份；十八叔胺或油酸0.5-1.5份，优选0.8-1.2份；油酸镁或油酸钙2-4份，优选2.5-3.5份；以及水0-40份，优选20-40份。
优选的，以重量份计，该堵剂包括原油100份；十八叔胺或油酸0.5-1.5份，优选0.8-1.2份；十二烷基苯磺酸钠或十二烷基苯磺钙2-4份，优选2.5-3.5份；以及水0-40份，优选20-40份。
一种上述堵剂的制备方法，该方法包括：以重量份计，将非离子乳化剂0.5-1.5份和阴离子表面活性剂2-4份依次加入100原油中，加入水0-40份，优选20-40份，充分搅拌至均匀，制成乳状液堵剂。
一种对碎屑岩油藏水平井进行堵水的方法，该方法包括：采用上述的堵剂，按照6-30m3/h的排量，以每米水平段注入0.4-2.0m3堵剂的量，将所述堵剂通过油管或油套环空，稳定注入水平井中，闷井24-72小时后，开井生产。本发明可以采用调剖泵或水泥车将堵剂通过油管或油套环空注入水平井中，优选采用700型撬装泵车将堵剂通过油管或油套环空注入水平井中。
下面通过具体的实施例来阐述本发明，本领域技术人员应当理解的是，这不应被理解为对本发明权利要求范围的限制。
以下实施例中所用的原料的来源和型号如下表1：
表1
  原料/试剂名称   厂家/来源   型号
  十二烷基苯磺酸   山东东石公司   BS32-522953
丁苯胶乳   山东东石公司   SDSP16
环烷烃类酸   山东东石公司   ZG6
十二伯胺   山东东石公司   DPA-12
十八伯胺   山东东石公司   DPA-18
十四叔胺   山东东石公司   DMA-14
十六叔胺   山东东石公司   DMA-16
十八叔胺   山东东石公司   DMA-18
油酸   山东东石公司   SXP-D
油酸咪唑啉   山东东石公司   OAI-3
十二烷基苯磺酸钠   山东东石公司   SDBS-12
油酸钙   山东东石公司   CO-2
油酸镁   山东东石公司   MO-1
十二烷基苯磺酸钙   山东东石公司   SDBSC-12
本发明实施例使用的实验装置为海安石油科研仪器有限公司生产的PQ-II型高温高压岩心驱替装置，测定方法如下：
(1)筛选60-80目的砂子，将其洗净烘干后备用。将烘干后的砂子充填压实于填砂管中，制备人造岩心。
(2)将填砂管在恒温箱中升温并恒定在油藏温度。使用地层水以0.5ml/min正向饱和填砂管，利用达西渗透公式测定初始渗透率，使用堵头封闭后备用。
K 0 = QμL AΔP
K0-渗透率；
Q-出口端液体体积流量；
μ-地层水粘度；
L-流程长度；
A-渗流截面积；
ΔP-进出口渗流稳定压差。
(3)填砂管冷却至室温，称量饱和水之后的质量，结合填砂管初始的空管质量和填入砂子质量和室温下地层水密度，计算填砂管孔隙体积Vp。
Figure BDA0000137882670000081
Vp-孔隙体积；
m水-多孔介质中水的质量；
p水-室温下地层水密度。
(4)将填砂管在恒温箱中升温并恒定在油藏温度。以1.0ml/min速率反向注堵剂至进出口渗流压差稳定，计算阻力系数。
Figure BDA0000137882670000082
FR-阻力系数；
ΔP堵剂-堵剂注入时的进出口渗流的稳定压差；
ΔP0地层水-初始渗透率测定时进出口渗流的稳定压差。
(5)堵剂在油藏温度下完成老化后，正向注地层水，注水速率为0.5ml/min，测定堵后封堵率和封堵失效孔隙体积。封堵失效孔隙体积为封堵失效时的地层水注入孔隙体积。
E 1 = K 0 - K 1 K 0
E1-封堵率；
K0-初始渗透率；
K1-堵后地层水驱替渗透。
制备实施例
实施例1
选用在50℃下粘度为70mPa.s，密度为0.938g/cm3的原油。在100kg原油中依次加入油酸咪唑啉0.5kg，十二烷基苯磺酸钠2kg，充分搅拌至均匀分散，制成乳状液堵剂。
实施例2-41
实施例2-41采用的制备方法基本与实施例1相同，含有地层水的实施例，在完成原油和乳化剂分散后，添加地层水充分搅拌至均匀分散，详细情况见表2。
表2
Figure BDA0000137882670000091
Figure BDA0000137882670000101
效果实施例
根据上述方法，在塔河油田碎屑岩油藏温度(110-120℃)、高矿化度地层水(矿化度19×104mg/L-24×104mg/L，钙镁离子含量0.8×104mg/L-1.2×104mg/L)条件下，对实施例1-41所得堵剂进行测试，所得结果见表3。
表3
Figure BDA0000137882670000121
现场实施例
采用实施例41配方的堵剂进行现场应用29井次，有效20井次，有效率达到68.9％，已累计增油1.34×104t。这些有效井都属于油藏深、地温高(110-120℃)、地层水矿化度高(矿化度19×104mg/L-24×104mg/L，钙镁离子含量0.8×104mg/L-1.2×104mg/L)、水平段非均质性强的碎屑岩水平井，且采用堵剂进行堵塞前，碎屑岩水平井含水普遍90％以上且出水类型多样。本发明堵剂具有较强的适应性，具有大规模推广应用的潜力。
下面以TK118H井为例进行说明。TK118H井筛管完井，油层厚度17.4m，避水高度11.6m，投产后见水，后端渗透率较高，平均渗透率极差4.3，产剖表明后段是产液和产水主通道(油水同出)。采用堵剂进行堵塞前，日产液71m3，产油2.3m3，含水96％。
按照15m3/h的排量，采用700型撬装泵车，以每米水平段注入0.41m3堵剂的量，将堵剂通过油管注入水平井中，共笼统注入乳状液145m3，闷井24小时后，开井生产。
图1所示为TK118H井日度生产曲线，图1(1)纵坐标为该井日产液量，横坐标为日期，表征该井产液量随时间变化趋势；图1(2)纵坐标为该井日产油量，横坐标为日期，表征该井产油量随时间变化趋势；图1(3)纵坐标为该井日度含水率，横坐标为日期，表征该井含水率随时间变化趋势。
由图1可以看出，使用堵剂后，日产液60m3，产油11m3，含水82％，日增油13t。有效期超过221天，累计增油4588t。
从实施效果来看，采用油田自产原油和地层水配成乳状液堵剂体系，原油可回收，可以大幅度降低堵剂费用，显著提高堵水经济效益。并且还解决了注入的堵剂与地层的配伍性问题，减少了对地层的污染。
本发明堵剂适用的油藏条件为地层温度小于120℃、地层水矿化度小于240000mg/L的碎屑岩油藏水平井。本发明用于高含水的水平井选择性堵水，能满足超深、高温、高盐、储层具有强烈非均质性的碎屑岩油藏堵水，能满足常规工具无法下放的特殊井筒条件和井眼轨迹的高含水油井堵水，解决水平井多段油水同出问题。

Claims (10)

1.一种用于碎屑岩油藏水平井的堵剂，其特征在于，以重量份计，该堵剂包括原油100份；非离子乳化剂0.5-1.5份；阴离子表面活性剂2-4份；以及水0-40份，优选20-40份。
2.根据权利要求1所述的用于碎屑岩油藏水平井的堵剂，其特征在于，以重量份计，该堵剂包括原油100份；非离子乳化剂0.8-1.2份；阴离子表面活性剂2.5-3.5份；以及水0-40份，优选20-40份。
3.根据权利要求1或2所述的用于碎屑岩油藏水平井的堵剂，其特征在于，所述非离子乳化剂是十二烷基苯磺酸，丁苯胶乳，环烷烃类酸，十二伯胺，十八伯胺，十四叔胺，十六叔胺，十八叔胺，油酸或油酸咪唑啉，优选油酸咪唑啉。
4.根据权利要求1-3任一项所述的用于碎屑岩油藏水平井的堵剂，其特征在于，所述阴离子表面活性剂为磺酸盐类化合物、油酸钙或油酸镁；所述磺酸盐类化合物是十二烷基苯磺酸钠或十二烷基苯磺酸钙。
5.根据权利要求4所述的用于碎屑岩油藏水平井的堵剂，其特征在于，以重量份计，该堵剂包括原油100份；油酸咪唑啉0.5-1.5份，优选0.8-1.2份；十二烷基苯磺酸钠或十二烷基苯磺酸钙2-4份，优选2.5-3.5份；以及水0-40份，优选20-40份。
6.根据权利要求4所述的用于碎屑岩油藏水平井的堵剂，其特征在于，以重量份计，该堵剂包括原油100份；油酸咪唑啉0.5-1.5份，优选0.8-1.2份；油酸钙或油酸镁2-4份；以及水0-40份，优选20-40份。
7.一种如权利要求1-6任一项所述的堵剂的制备方法，该方法包括：以重量份计，将非离子乳化剂0.5-1.5份和阴离子表面活性剂2-4份依次加入100原油中，加入水0-40份，优选20-40份，充分搅拌至均匀，制成乳状液堵剂。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，以重量份计，该堵剂包括原油100份；非离子乳化剂0.8-1.2份；阴离子表面活性剂2.5-3.5份；以及水0-40份，优选20-40份。
9.根据权利要求7或8所述的制备方法，其特征在于，所述非离子乳化剂是十二烷基苯磺酸，丁苯胶乳，环烷烃类酸，十二伯胺，十八伯胺，十四叔胺，十六叔胺，十八叔胺，油酸或油酸咪唑啉，优选油酸咪唑啉；所述阴离子表面活性剂为磺酸盐类化合物、油酸钙或油酸镁，所述磺酸盐类化合物是十二烷基苯磺酸钠或十二烷基苯磺酸钙。
10.一种采用如权利要求1-6任一项所述的堵剂对碎屑岩油藏水平井进行堵水的方法，该方法包括：按照6-30m3/h的排量，以每米水平段注入0.4-2.0m3堵剂的量，将所述堵剂通过油管或油套环空，注入水平井中，闷井24-72小时后，开井生产。
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