CN102653673B - 一种能生物降解的暂堵剂 - Google Patents

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Abstract

本发明属于油田化工领域,涉及一种能生物降解的暂堵剂,其是将井筒内地层砂通过化学制剂封堵炮眼冲到地面的一种化工药品,特别涉及应用在油田油水井冲砂中的一种能降解的冲砂生物暂堵剂。该暂堵剂主要由生物降解剂、有机膨胀材料和增稠剂组成,能在很短时间内便可迅速降解,不易造成油层污染、堵塞油流通道、卡泵等现象的发生;其粒径可调,水化膨胀初始时间短,在地层温度下膨胀速度快,对地层漏失量大的油井,容易暂堵,可避免漏失现象发生。

Description

一种能生物降解的暂堵剂
技术领域
本发明属于油田化工领域,涉及将井筒内地层砂通过化学制剂封堵炮眼冲到地面的一种化工药品,特别涉及应用在油田油水井冲砂中的一种能降解的冲砂生物暂堵剂。
背景技术
目前,现场主要采用沥青粉末暂堵剂和泡沫暂堵剂进行暂堵冲砂,这些暂堵剂在技术上存在溶解速度低、漏失量大、油层污染重、施工控制不平稳、成功率低、投产后易卡泵,使油井冲砂不返液问题还没得以彻底解决。例如,当暂堵剂为油溶型的暂堵剂时,在高含水率和稠油粘度比较大的情况下,这种油溶型的暂堵剂很难在短时间内溶解,易造成油层污染、堵塞油流通道,从而发生卡泵等现象;当暂堵剂为粉末状的暂堵剂时,在地层温度下该粉末状的暂堵剂膨胀速度慢,对地层漏失量大的油井,不易进行暂堵,而发生有全部漏失的现象。
发明内容
为克服上述现有技术中暂堵剂的缺陷,本发明提供一种生物降解暂堵剂用以解决油井冲砂时,因暂堵剂而污染油层、漏失量大、冲砂液返不到地面,为油井下步生产留下隐患等问题。
本发明的暂堵剂含有生物降解剂、有机膨胀材料和增稠剂;或者该暂堵剂由生物降解剂、有机膨胀材料和增稠剂组成,其中,以重量百分比计,所述生物降解剂为黄豆和玉米的颗粒混合物,用量为60重量%至85重量%,该颗粒混合物中,黄豆和玉米的重量比例为1∶2至2∶1,颗粒粒径为出砂粒径的2至3倍。
本发明通过将化学剂和生物降解剂有效地结合在一起,制成降解时间可控的暂堵颗粒,其在地层条件下能迅速膨胀封堵采油射孔井段,冲砂时能将井筒内砂排到地面,同时该暂堵剂颗粒在地层条件下一定时间内可完全降解,避免了暂堵剂对地层污染及卡泵事故的发生。
具体实施方式
在本发明的能生物降解的暂堵剂的一个技术方案中,以重量百分比计:所述生物降解剂为黄豆和玉米的颗粒混合物,用量为60重量%至85重量%;所述有机膨胀材料为聚丙烯酰胺,用量为5重量%至20重量%;所述增稠剂为羧甲基纤维素或羧甲基纤维素钠,用量为5重量%至20重量%。
在本发明的能生物降解的暂堵剂的另一个技术方案中,以重量百分比计:所述黄豆和玉米的颗粒混合物的用量为70重量%至80重量%;所述聚丙烯酰胺的用量为10重量%至15重量%;所述羧甲基纤维素或羧甲基纤维素钠的用量为10重量%至15重量%。
在上述能生物降解的暂堵剂的技术方案中,所述黄豆和玉米的颗粒混合物是黄豆和玉米的重量比例为1∶2至2∶1,例如重量比例为1∶1至1∶2的黄豆和玉米的颗粒混合物,或重量比例为1∶1.5的黄豆和玉米的颗粒混合物。所述黄豆和玉米的颗粒混合物的颗粒粒径为出砂粒径的2至3倍。例如,颗粒粒径为0.4mm至1.0mm的所述黄豆和玉米的颗粒混合物,或平均颗粒粒径为0.8mm的黄豆和玉米的颗粒混合物。
在上述能生物降解的暂堵剂的技术方案中,所述聚丙烯酰胺的分子量为600万至1300万,例如分子量为900-1100万的聚丙烯酰胺。
在本发明的能生物降解的暂堵剂的一个具体的技术方案中,所述黄豆和玉米的颗粒混合物的平均颗粒粒径为0.8mm,黄豆和玉米的重量比例为1∶1.5,所述颗粒混合物的用量为75重量%;所述聚丙烯酰胺的用量为10重量%;所述羧甲基纤维素或羧甲基纤维素钠的用量为15重量%。
本发明的能生物降解的暂堵剂具有如下特征:
(1)密度(30℃):0.85g/cm3至1.00g/cm3
(2)最大膨胀倍数>2倍;
(3)初始降解时间2小时,最终降解时间24小时(50℃无氧自然降解);
(4)适宜温度30℃至120℃。
本发明的生物降解暂堵剂将化学剂和生物降解剂有效地结合在一起,制成降解时间可控的暂堵颗粒,其在地层条件下能迅速膨胀封堵采油射孔井段;冲砂时能将井筒内砂排到地面,同时该暂堵剂颗粒在地层条件下一定时间内可完全降解,避免了暂堵剂对地层污染及卡泵事故的发生。
本发明的能生物降解的暂堵剂为降解型的暂堵剂,因此,其在地层条件下能在很短时间内便可迅速降解;本发明的生物降解暂堵剂也为颗粒状的暂堵剂,其在地层温度下无论地层漏失量大小,均能容易暂堵,无漏失现象发生。例如,在高含水和稠油粘度比较大的情况下,本发明的生物降解暂堵剂能在很短时间内便可迅速降解,不易造成油层污染、堵塞油流通道、卡泵等现象的发生;本发明的能降解的冲砂生物暂堵剂的粒径可调,水化膨胀初始时间短,在地层温度下膨胀速度快,对地层漏失量大的油井,容易暂堵,可避免漏失现象发生。
油井冲砂不返,主要是油井出细粉砂地层漏失严重所致,如果冲砂暂堵剂颗粒太大,其反应时间长,降解速度慢,同时颗粒之间接触不严密,形成桥状,冲砂时会有一部分冲砂液和细粉砂通过缝隙流失进地层内,油井内细粉砂不能全部冲出,当油井生产时细粉砂反吐出地层,影响油井生产;如果冲砂暂堵剂颗粒太小,因地层高渗透通道较大,大量暂堵剂会随着冲砂液漏失进入地层内,无法对地层漏失起到暂堵作用。为此,需选择适合地层漏失暂堵的颗粒,才能起到暂堵冲砂作用。一般情况下,暂堵剂是根据出砂粒径的大小判断油层出砂通道大小,暂堵剂颗粒选择应为砂粒粒径的2-3倍,才能起到暂堵又不能渗入到油层深部。因此,在本发明的暂堵剂中,根据油井平均出砂粒径0.25mm至0.33mm,将黄豆和玉米加工成0.4mm至1.0mm的颗粒,例如平均颗粒粒径是0.8mm的颗粒。
选择暂堵剂,不仅要求暂堵剂的生物特性,即膨胀倍数要大,而且还要求有一定的强度,不能污染地层,又要能在短时间内降解。为此,本发明通过选择黄豆和玉米颗粒可以实现上述要求。
本发明首次将黄豆和玉米的混合物应用到冲砂上,当黄豆和玉米的混合物的重量占暂堵剂总重量的60重量%至85重量%的情况下,在冲砂时,暂堵剂能起到瞬间暂堵的作用。当砂粒被冲出后,一部分暂堵剂被水携带冲出,而留下的暂堵剂可在24小时内充分降解,从而达到不影响油井生产的目的。
本发明的生物降解暂堵剂主要应用于油水井冲砂,适用于油井为无污染的各种砂岩油层的油井冲砂。现场应用,能有效地解决了漏失油井冲砂不返问题,具有用量小、成本低、暂堵性能好、降解速度快、成功率高、施工简便等特点。
下面通过实施例具体地说明本发明,但本发明并不仅限于这些实施例。
实施例
将黄豆和玉米加工成约0.8mm的颗粒,并按下表1的重量比例混合得到黄豆和玉米的颗粒混合物。
再将黄豆和玉米的颗粒混合物与聚丙烯酰胺、羧甲基纤维素按照下表1的配方重量百分比混合,搅拌均匀,得到能生物降解的暂堵剂。
现场施工时,在泵车和井口之间加一投料器,将上述制备的能生物降解的暂堵剂通过投料器用热污水送到井下(其中暂堵剂与热污水的重量比一般为1∶25,热污水的温度为55-65℃,该热污水是采用联合站加热处理原油脱离出来的热污水),冲砂时暂堵剂对炮眼进行封堵,使井内砂子冲出。施工后,多次从井口取样分析,确认,施工后24小时,暂堵剂已全部降解。
表1、暂堵剂的配方
Figure BDA0000128902680000041
上述配方中:
聚丙烯酰胺:分子量为1000万,购自盘锦四友联合化工厂
羧甲基纤维素:分子量7万,购自青州市清泉纤维素厂
现场试验结果见如下表2和3.
表2、同一油井冲砂效果对比表
Figure BDA0000128902680000051
注:返出液百分比=返出液量/冲砂液量×%
表3、不同井冲砂效果对比表
Figure BDA0000128902680000061
现场实施的上述油井出砂粒度中值0.31mm。通过同一口井不同时间和不同井的现场实施对比可以看到,暂堵剂组成及粒径大小不同,对冲砂效果影响较大,暂堵剂A由于其颗粒较大,在井内膨胀较慢,未实现对炮眼漏失通道快速封堵,暂堵效果不理想,部分冲砂液有漏失现象;暂堵剂C,由于其粒径较小,漏失较重,没有起到暂堵作用。暂堵剂B虽然也有少量漏失,但其能实现快速暂堵作用,将井筒内砂冲出,通过调整暂堵剂粒径大小,对冲砂起到了意想不到的效果。
在一采油厂应用本发明的能生物降解的暂堵剂B暂堵冲砂1356井次,油井出口返液1293井次,成功率由原来的58.2.%提高到95.6%,效果明显。

Claims (8)

1.一种能生物降解的暂堵剂,该暂堵剂含有生物降解剂、有机膨胀材料和增稠剂;或者该暂堵剂由生物降解剂、有机膨胀材料和增稠剂组成,其中,以重量百分比计,所述生物降解剂为黄豆和玉米的颗粒混合物,用量为60重量%至85重量%,该颗粒混合物中,黄豆和玉米的重量比例为1:2至2:1,颗粒粒径为出砂粒径的2至3倍。
2.如权利要求1所述的能生物降解的暂堵剂,其中,所述有机膨胀材料为聚丙烯酰胺,用量为5重量%至20重量%;所述增稠剂为羧甲基纤维素或羧甲基纤维素钠,用量为5重量%至20重量%。
3.如权利要求2所述的能生物降解的暂堵剂,其中,所述聚丙烯酰胺的分子量为600万至1300万。
4.如权利要求3所述的能生物降解的暂堵剂,其中,所述聚丙烯酰胺的分子量为900-1100万。
5.如权利要求2至4任意一项所述的能生物降解的暂堵剂,其中,所述黄豆和玉米的颗粒混合物的颗粒粒径为0.4mm至1.0mm。
6.如权利要求5所述的能生物降解的暂堵剂,其中,在所述黄豆和玉米的颗粒混合物中,所述黄豆和玉米的重量比例为1:1至1:2。
7.如权利要求6所述的能生物降解的暂堵剂,其中,所述黄豆和玉米的颗粒混合物的用量为70重量%至80重量%;所述聚丙烯酰胺的用量为10重量%至15重量%;所述羧甲基纤维素或羧甲基纤维素钠的用量为10重量%至15重量%。
8.如权利要求6所述的能生物降解的暂堵剂,其中,所述黄豆和玉米的颗粒混合物中,平均颗粒粒径为0.8mm,黄豆和玉米的重量比例为1:1.5,所述颗粒混合物的用量为75重量%;所述聚丙烯酰胺的用量为10重量%;所述羧甲基纤维素或羧甲基纤维素钠的用量为15重量%。
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