CN102643635A - 油田地层注水增注剂 - Google Patents

Abstract

油田地层注水增注剂，应用于油田地层注水，提高油田地层注水能力。各组分重量百分比为：A、酰氯和羧酸盐复合物，7.8～24.1％；B、复合有机羧酸盐，0.5～2.0％；C、复合有机膦酸盐，0.5～2.0％；D、复合季铵盐阳离子表面活性剂溴化物或复合阴离子表面活性剂，1.5～3.0％；E、复合铁稳定剂与除氧剂，0.1～1.0％；G、其余为水，各组分重量百分比之和为百分之百。效果是：一是单井井口挤入，用量10～21吨，使用浓100％，挤入地层后不返排，随注入水进入地层深部。注水压力降低3～5MPa，注水量增加10～15％，有效期在1年以上。

Description

油田地层注水增注剂

技术领域

本发明涉及油田地层注水采油技术领域，特别涉及一种提高油田地层注水能力的注水增注剂。

背景技术

目前，注水地层在长期注水过程中，由于地层水与注入水不配伍产生沉淀(如：CaCO₃，CaSO₄、BaSO₄或FeS等)结垢、注水系统管路腐蚀产生Fe₂+和Fe₃+随注入水进入地层最后以Fe(OH)₃形式沉积在地层中堵塞地层以及长期注水造成地层水敏伤害等因素，导致注水压力过高，达不到配注。

其二，低渗透油田注水地层由于其自身渗透性差的原因，造成注水压力过高，达不到配注。两种情况下，注水量都难以达到注采平衡要求、油井产液量降低，产量下降快，这些现象已成为制约注水开油田的主要问题。

近年来，国内一些油田相继开展了降压增注试验研究：传统的压裂和酸化增注试验研究-对注水井近井地带挤注携砂压裂液和土酸，进行人工造缝和溶蚀地层岩石及地层堵塞物以扩大渗流通道，来达到降低注水压力，增加注水量的目的，但注水井深部地层在长期注水过程中受到的结垢堵塞伤害和水敏伤害无法解除，且挤入地层的工作液，最后需洗井返排到地面，费工费时。近年来开展的低渗透油田低含量表面活性剂降压增注试验研究，大庆油田公司在外围低渗透朝阳沟油田，进行了表面活性剂降压增注现场试验，见到了一定的效果。

使用表面活性剂进行降低注水压力，对高、中渗透率地层适用。对特低渗储层来说，由于其孔喉半径细小(0.3～1um)，而且孔隙中填隙物含量明显增加，导致表面活性剂体系在降低水驱注入压力方面不适用，在特低渗储层注水驱油初期注入压力很高。

发明内容

本发明的目的是：提供一种油田地层注水增注剂，提高注水能力，降低注入压力，适合包括高、中、低、特低渗透砂岩油气藏注水地层(无论新老地层)。低、特低渗透注水地层孔隙中填隙物含量明显较高，需溶蚀其填隙物，以扩大渗流通道。

本发明采用的技术方案是：油田地层注水增注剂，各组分重量百分比为：

A、酰氯和羧酸盐复合物，7.8～24.1％；

B、复合有机羧酸盐，0.5～2.0％；

C、复合有机膦酸盐，0.5～2.0％；

D、复合季铵盐阳离子表面活性剂溴化物或复合阴离子表面活性剂，1.5～3.0％；

E、复合铁稳定剂与除氧剂，0.1～1.0％；

F、其余为水，各组分重量百分比之和为百分之百。

由该体系所配制的注水地层增注剂，在地层条件下可溶蚀地层岩石孔隙填隙物、可溶蚀地层在注水过程中产生的沉淀堵塞物(CaCO₃，CaSO₄、BaSO₄、FeS或Fe(OH)₃等)以及可防止因注淡水对地层产生的水敏伤害。

(a)酰氯和羧酸盐复合物是由乙酰氯、乙酸铵和乙酸钠的混合物，重量比为，乙酰氯∶乙酸铵∶乙酸钠＝1∶1～1.96∶1.05～2.09。

(b)复合有机羧酸盐是马来酸-乙酸乙烯共聚物、膦酸丁烷-1，2，4三羧酸、聚马来酸酐或马来酸-丙烯酸共聚物中的任意两种的混合物，重量比为1∶1。

(c)复合有机膦酸盐是羟基亚乙基二膦酸、氨基三亚甲基膦酸、乙二胺四亚甲基膦酸或膦酰基羟基乙酸中的任意两种的混合物，重量比为1∶1。

(d)复合季铵盐阳离子表面活性剂溴化物是十二烷基三甲基溴化铵、十二烷基二甲基苄基溴化铵、十六烷基三甲基溴化铵或十四烷基三甲基溴化铵中的任意两种的混合物，重量比为1∶1。

(e)复合阴离子表面活性剂是十二烷基苯磺酸铵、十二烷基硫酸钠、聚异丁烯磺酸钠、壬基酚聚氧乙烯醚硫酸钠或十四烷基硫酸钠中的任意两种的混合物，重量比为1∶1。

(f)复合铁稳定剂与除氧剂是异抗坏血酸和甲醛的混合物，异抗坏血酸和甲醛的重量比为1∶1。(异抗坏血酸又称：异VC酸或D-异抗坏血酸，分子式：C₆H₈O₆)

油田地层注水增注剂的制备方法：

A、制备复合有机羧酸盐：用马来酸-乙酸乙烯共聚物、膦酸丁烷-1，2，4三羧酸、聚马来酸酐或马来酸-丙烯酸共聚物中的任意两种按重量比为1∶1混合均。

B、制备复合有机膦酸盐：用羟基亚乙基二膦酸、氨基三亚甲基膦酸、乙二胺四亚甲基膦酸或膦酰基羟基乙酸中的任意两种按重量比为1∶1混合均匀。

C、制备复合季铵盐阳离子表面活性剂溴化物：用十二烷基三甲基溴化铵、十二烷基二甲基苄基溴化铵、十六烷基三甲基溴化铵或十四烷基三甲基溴化铵中的任意两种按重量比为1∶1混合均匀。

或制备复合阴离子表面活性剂：用十二烷基苯磺酸铵、十二烷基硫酸钠、聚异丁烯磺酸钠、壬基酚聚氧乙烯醚硫酸钠或十四烷基硫酸钠中的任意两种按重量比为1∶1混合均匀。

D、制备复合铁稳定剂与除氧剂：用异抗坏血酸和甲醛按重量比为1∶1混合均匀。

E、制备酰氯和羧酸盐复合物：将乙酸钠和研细的乙酸铵置于1000L事先处理干燥的有冷却装置的搪瓷反应釜中，在搪瓷反应釜的温度在-5～8℃的条件下，向搪瓷反应釜中缓慢滴加乙酰氯，当乙酰氯加入用量的1/2时，开始搅拌搪瓷反应釜中的物质；在边搅拌情况下加入剩余的乙酰氯，乙酰氯加完后保持搪瓷反应釜的温度在-5～8℃一个小时，然后自然恢复至室温；

F、向搪瓷反应釜中加入水总量的1/2，搅拌均匀，然后依次加入复合有机羧酸盐、复合有机膦酸盐、复合季铵盐阳离子表面活性剂溴化物、复合阴离子表面活性剂和复合铁稳定剂与除氧剂，最后加入剩余水，常温、搅拌均匀，得到油田地层注水增注剂。

油田地层注水增注剂的使用方法：一种使用方法是单井井口挤入，用量10～21吨，使用浓100％，挤入地层后不返排，随注入水进入地层深部；另一种使用方法是注水系统注入，油田地层注水增注剂与水混合，混合浓度为10～15％，用量10～21吨，注入地层后随注入水进入地层深部。

组合物产品中含有能降低界面张力的表面活性剂，含有对地层注水产生的CaCO₃、Fe(OH)₃等垢物及岩石油层胶结物中绿泥石、方解石、铁方解石等矿物进行溶蚀的组分。分析组合物对岩心溶蚀后的溶液，Ca²⁺浓度达到9060mg/L(远高于注入水通过岩心后的20mg/L)，Mg²⁺浓度达到996mg/L，Fe³⁺浓度达3359mg/L，表明组合物具有良好的溶蚀能力和离子稳定能力，组合物与其溶蚀产物与地层流体具有良好的配伍性。

本发明的有益效果：本发明油田地层注水增注剂，考虑了油田注水地层结垢堵塞、水敏伤害、注入水含氧、含菌以及注水管线腐蚀等因素。注水压力降低3～5MPa，注水量增加10～15％，有效期在1年以上。

具体实施方式

实施例1：油田地层注水增注剂，各组分重量百分比为：酰氯和羧酸盐复合物，7.8％；复合有机羧酸盐，0.5％；复合有机膦酸盐，0.5％；复合季铵盐阳离子表面活性剂溴化物，1.5％；复合铁稳定剂与除氧剂，0.1％；水为89.6％，各组分重量百分比之和为百分之百。

油田地层注水增注剂制备过程：

A、制备复合有机羧酸盐：用马来酸-乙酸乙烯共聚物和膦酸丁烷-1，2，4三羧酸，按重量比为1∶1混合均。

B、制备复合有机膦酸盐：用羟基亚乙基二膦酸和氨基三亚甲基膦酸，按重量比为1∶1混合均匀。

C、制备复合季铵盐阳离子表面活性剂溴化物：用十二烷基三甲基溴化铵和十二烷基二甲基苄基溴化铵，按重量比为1∶1混合均匀。

D、制备复合铁稳定剂与除氧剂：用异抗坏血酸和甲醛按重量比为1∶1混合均匀。

E、制备酰氯和羧酸盐复合物：将乙酸钠和研细的乙酸铵置于1000L事先处理干燥的有冷却装置的搪瓷反应釜中，在搪瓷反应釜的温度在2℃的条件下，向搪瓷反应釜中缓慢滴加乙酰氯，加乙酰氯至一半时，开始搅拌搪瓷反应釜中的物质；在搅拌情况下加入剩余的乙酰氯，乙酰氯加完后保持搪瓷反应釜的温度在2℃，一个小时，然后自然恢复至室温；乙酰氯、乙酸铵与乙酸钠的重量比为1∶1.5∶1.29。

F、再向搪瓷反应釜中加入水使用总量的1/2，搅拌均匀，测定溶液的pH值。然后依次加入复合有机羧酸盐、复合有机膦酸盐、复合季铵盐阳离子表面活性剂溴化物和复合铁稳定剂与除氧剂，最后加入剩余的水，常温、搅拌均匀，得到油田地层注水增注剂。

所述的油田地层注水增注剂用于注水井增注：采用单井井口挤入，用量21吨，使用浓100％，挤入地层后不返排，随注入水进入地层深部；有效期在1年零8个月。

实施例2：油田地层注水增注剂，各组分重量百分比为：酰氯和羧酸盐复合物，12％；复合有机羧酸盐，1.9％；复合有机膦酸盐，1.6％；复合阴离子表面活性剂，2.6％；复合铁稳定剂与除氧剂，0.7％；水为81.2％。

油田地层注水增注剂制备过程：

A、制备复合有机羧酸盐：用聚马来酸酐和马来酸-丙烯酸共聚物，按重量比为1∶1混合均。

B、制备复合有机膦酸盐：用乙二胺四亚甲基膦酸和膦酰基羟基乙酸，按重量比为1∶1混合均。

C、制备复合阴离子表面活性剂：用聚异丁烯磺酸钠和十四烷基硫酸钠，按重量比为1∶1混合均。

D、制备复合铁稳定剂与除氧剂的方法与实施例1相同。

E、制备酰氯和羧酸盐复合物：将乙酸钠和研细的乙酸铵置于1000L事先处理干燥的有冷却装置的搪瓷反应釜中，在搪瓷反应釜的温度在7℃的条件下，向搪瓷反应釜中缓慢滴加乙酰氯，加乙酰氯至一半时，开始搅拌搪瓷反应釜中的物质；在搅拌情况下加入剩余的乙酰氯，乙酰氯加完后保持搪瓷反应釜的温度在7℃，一个小时，然后自然恢复至室温；乙酰氯、乙酸铵与乙酸钠的重量比为1∶1.1∶2。

F、再向搪瓷反应釜中加入水使用总量的1/2，搅拌均匀，测定溶液的pH值。然后依次加入复合有机羧酸盐、复合有机膦酸盐、复合阴离子表面活性剂和复合铁稳定剂与除氧剂，最后加入剩余的水，常温、搅拌均匀，得到油田地层注水增注剂。

所述的油田地层注水增注剂用于注水井增注方法与实施例1相同。用量18吨，注水压力降低4MPa，注水量增加15％，有效期在1年零6个月。

实施例3：油田地层注水增注剂，各组分重量百分比为：酰氯和羧酸盐复合物，20％；复合有机羧酸盐，1.3％；复合有机膦酸盐，1.1％；复合季铵盐阳离子表面活性剂溴化物，2.3％；复合铁稳定剂与除氧剂，0.8％；水为74.5％。

油田地层注水增注剂制备过程：

A、制备复合有机羧酸盐：用膦酸丁烷-1，2，4三羧酸和聚马来酸酐，按重量比为1∶1混合均。

B、制备复合有机膦酸盐：用氨基三亚甲基膦酸和乙二胺四亚甲基膦酸，按重量比为1∶1混合均。

C、制备复合季铵盐阳离子表面活性剂溴化物：用十六烷基三甲基溴化铵与十四烷基三甲基溴化铵，按重量比为1∶1混合均。

D、制备复合铁稳定剂与除氧剂的方法与实施例1相同。

E、制备酰氯和羧酸盐复合物的方法与实施例1基本相同。不同点是控制搪瓷反应釜在-5℃；乙酰氯、乙酸铵与乙酸钠的重量比为1∶1.3∶1.9。

F、与实施例1的F步骤相同。

所述的油田地层注水增注剂用于注水井增注方法与实施例1相同。用量15吨，注水压力降低5MPa，注水量增加14％，有效期在1年以上。

实施例4：油田地层注水增注剂，各组分重量百分比为：酰氯和羧酸盐复合物，24.1％；复合有机羧酸盐，0.5％；复合有机膦酸盐，0.5％；复合阴离子表面活性剂，1.5％；复合铁稳定剂与除氧剂，0.1％；水为73.3％。

油田地层注水增注剂制备过程：

A、制备复合有机羧酸盐：用聚马来酸酐和马来酸-丙烯酸共聚物，按重量比为1∶1混合均。

B、制备复合有机膦酸盐：用用羟基亚乙基二膦酸与膦酰基羟基乙酸，按重量比为1∶1混合均。、

C、制备复合阴离子表面活性剂：用十二烷基硫酸钠和聚异丁烯磺酸钠，按重量比为1∶1混合均。

D、制备复合铁稳定剂与除氧剂：的方法与实施例1相同。

E、制备酰氯和羧酸盐复合物的方法与实施例1基本相同。不同点是控制搪瓷反应釜在8℃；乙酰氯、乙酸铵与乙酸钠的重量比为1∶1.9∶1.3。

F、与实施例2的F步骤相同。

所述的油田地层注水增注剂用于注水井增注方法与实施例1相同。用量16吨，注水压力降低3MPa，注水量增加15％，有效期在1年零10个月。

Claims (8)

1.一种油田地层注水增注剂，其特征在于：各组分重量百分比为：

A、酰氯和羧酸盐复合物，7.8～24.1％；

B、复合有机羧酸盐，0.5～2.0％；

C、复合有机膦酸盐，0.5～2.0％；

D、复合季铵盐阳离子表面活性剂溴化物或复合阴离子表面活性剂，1.5～3.0％；

E、复合铁稳定剂与除氧剂，0.1～1.0％；

F、其余为水，各组分重量百分比之和为百分之百。

2.根据权利要求1所述的一种油田地层注水增注剂，其特征在于：酰氯和羧酸盐复合物是由乙酰氯、乙酸铵和乙酸钠的混合物，重量比为，乙酰氯∶乙酸铵∶乙酸钠＝1∶1～1.96∶1.05～2.09。

3.根据权利要求1所述的一种油田地层注水增注剂，其特征在于：复合有机羧酸盐是马来酸-乙酸乙烯共聚物、膦酸丁烷-1，2，4三羧酸、聚马来酸酐和马来酸-丙烯酸共聚物中的任意两种的混合物，重量比为1∶1。

4.根据权利要求1所述的一种油田地层注水增注剂，其特征在于：复合有机膦酸盐是羟基亚乙基二膦酸、氨基三亚甲基膦酸、乙二胺四亚甲基膦酸和膦酰基羟基乙酸中的任意两种的混合物，重量比为1∶1。

5.根据权利要求1所述的一种油田地层注水增注剂，其特征在于：复合季铵盐阳离子表面活性剂溴化物是十二烷基三甲基溴化铵、十二烷基二甲基苄基溴化铵、十六烷基三甲基溴化铵和十四烷基三甲基溴化铵中的任意两种的混合物，重量比为1∶1。

6.根据权利要求1所述的一种油田地层注水增注剂，其特征在于：复合阴离子表面活性剂是十二烷基苯磺酸铵、十二烷基硫酸钠、聚异丁烯磺酸钠、壬基酚聚氧乙烯醚硫酸钠和十四烷基硫酸钠中的任意两种的混合物，重量比为1∶1。

7.根据权利要求1所述的一种油田地层注水增注剂，其特征在于：复合铁稳定剂与除氧剂是异抗坏血酸和甲醛的混合物，异抗坏血酸和甲醛的重量比为1∶1。

8.根据权利要求1、2、3、4、5、6或7所述的一种油田地层注水增注剂的制备方法，其特征在于：

A、制备复合有机羧酸盐：用马来酸-乙酸乙烯共聚物、膦酸丁烷-1，2，4三羧酸、聚马来酸酐或马来酸-丙烯酸共聚物中的任意两种按重量比为1∶1混合均；

B、制备复合有机膦酸盐：用羟基亚乙基二膦酸、氨基三亚甲基膦酸、乙二胺四亚甲基膦酸或膦酰基羟基乙酸中的任意两种按重量比为1∶1混合均匀；

C、制备复合季铵盐阳离子表面活性剂溴化物：用十二烷基三甲基溴化铵、十二烷基二甲基苄基溴化铵、十六烷基三甲基溴化铵或十四烷基三甲基溴化铵中的任意两种按重量比为1∶1混合均匀；

或制备复合阴离子表面活性剂：用十二烷基苯磺酸铵、十二烷基硫酸钠、聚异丁烯磺酸钠、壬基酚聚氧乙烯醚硫酸钠或十四烷基硫酸钠中的任意两种按重量比为1∶1混合均匀；

D、制备复合铁稳定剂与除氧剂：用异抗坏血酸和甲醛按重量比为1∶1混合均匀；

E、制备酰氯和羧酸盐复合物：将乙酸钠和研细的乙酸铵置于1000L事先处理干燥的有冷却装置的搪瓷反应釜中，在搪瓷反应釜的温度在-5～8℃的条件下，向搪瓷反应釜中缓慢滴加乙酰氯，当乙酰氯加入用量的1/2时，开始搅拌搪瓷反应釜中的物质；在搅拌情况下加入剩余的乙酰氯，乙酰氯加完后保持搪瓷反应釜的温度在-5～8℃一个小时，然后自然恢复至室温；

F、向搪瓷反应釜中加入水总量的1/2，搅拌均匀，然后依次加入复合有机羧酸盐、复合有机膦酸盐、复合季铵盐阳离子表面活性剂溴化物、复合阴离子表面活性剂和复合铁稳定剂与除氧剂，最后加入剩余水，常温、搅拌均匀，得到油田地层注水增注剂。