CN103590804A - 稠油蒸汽吞吐井暂堵增能处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种稠油蒸汽吞吐井暂堵增能处理方法，该方法包括：将一种由树脂小球与碳酸氢铵混合均匀后经压制成型而制成的固体暂堵材料送入油层下部1～2米处；由隔热管内正挤入由7～12%盐酸和3～6%氢氟酸配成的土酸；完成挤酸施工后，停泵0.5～1小时；开泵挤入顶替液或增能化学助剂；完成上述施工后直接进行注汽施工。本发明的稠油蒸汽吞吐井暂堵处理方法针对性强，施工简单，多效合一，成本低廉，能带来显著增能的效果。
Description
技术领域
本发明是关于稠油吞吐开发后期为了增油而采取的一种暂堵酸化增油技术，具体是关于一种稠油蒸汽吞吐井暂堵增能处理方法，属于稠油开发技术领域。
背景技术
稠油油藏吞吐开发后期，普遍存在低效井增多、经济效益明显变差的情况；蒸汽在渗透性好的油层反复吞吐，一些油层无法有效动用；地层压力低，常常导致注汽开井后不出等矛盾。目前虽然有很多文献报导从不同角度提出了解决办法，但由于成本、技术、安全等多方面的原因，都有各自的局限性。
现有技术中用于油井的暂堵技术也是花样繁多，有用于钻井的，有用于压裂的，有用于水井的，也有用于暂堵调剖的等等。例如：申请号为00102576.7的中国专利申请公开了一种利用废旧聚烯烃制备的暂堵剂；申请号91101010.6的中国专利申请公开了一种水溶性地层暂堵剂；申请号93114648.8的中国专利申请公开了一种油田配注作业施工的暂堵技术；申请号99113250.5的中国专利申请公开了一种高温暂堵剂及其制备方法；申请号200410009408.1的中国专利申请公开了一种水溶性压裂酸化暂堵剂；申请号200510072118.6的中国专利申请公开了一种可水解高弹性修井液暂堵剂；申请号200910082151.5的中国专利申请公开了一种用于油田深部暂堵的调剖剂的制备方法；申请号200910086548.1的中国专利申请公开了一种高强度暂堵剂及其制备方法；申请号200910090931.4的中国专利申请公开了一种低渗透油田注水井酸化暂堵剂；申请号200910237814.6的中国专利申请公开了一种强度高可控破胶化学暂堵液体胶塞；申请号200910242178.6的中国专利申请公开了一种低渗透油田油层酸化用触变凝胶暂堵剂及制备和应用；申请号200910243764.2的中国专利申请公开了一种化学暂堵胶塞缓释破胶剂的制备方法；申请号201010130407.8的中国专利申请公开了一种用于中高温油气藏的暂堵剂；申请号201010134590.9的中国专利申请公开了一种水平井分段压裂用暂堵剂及其制备方法；申请号201010599287.6的中国专利申请公开了一种油水井重复压裂用暂堵转向剂及其制备方法；申请号201110033337.9的中国专利申请公开了一种高温混相暂堵封窜剂及其制备方法；申请号201110095943.3的中国专利申请公开了一种油田高含水后期油层持续稳产高效堵解联作新方法；申请号201110256819.0的中国专利申请公开了一种钻井堵漏用高分子聚合物吸水材料；申请号201110330609.1的中国专利申请公开了一种酸压暂堵剂；申请号201210028177.3的中国专利申请公开了一种漏失油井微球暂堵剂。
上述现有技术中所用的油井暂堵剂特别是用于稠油井蒸汽吞吐末期的暂堵剂中，其普遍存在用量大、效果单一、成本高等问题。
故而亟需对现有的稠油井蒸汽吞吐末期暂堵方法进行改进。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种新的稠油蒸汽吞吐井暂堵增能处理方法，针对性强，施工简单，多效合一，且成本低廉，并能带来具有显著增能效果。
为达上述目的，本发明提供了一种稠油蒸汽吞吐井暂堵增能处理方法，该方法包括：
将一种由树脂小球与碳酸氢铵混合均匀后经压制成型而制成的固体暂堵材料送入油层下部1～2米处；
由隔热管内正挤入由7～12%盐酸和3～6%氢氟酸配成的土酸，固体暂堵材料在酸的作用下逐渐解体分散，树脂小球随着酸液进入地层，封堵高渗透层；酸液转向进入低渗透层，进行选择性酸化，碳酸氢铵在酸的作用下生成气体对地层进行增能；
完成挤酸施工后，停泵0.5～1小时；
开泵挤入顶替液或其它增能化学助剂；
完成上述施工后直接进行注汽施工。
除特别注明外，本发明中所述的百分数与比例均是基于重量计。
按照本发明的方法，在注汽施工后，树脂小球会在高温高压下分解，不对油层产生伤害完成暂堵。
根据本发明的具体实施方案，本发明的稠油蒸汽吞吐井暂堵增能处理方法中，所述固体暂堵材料是由直径5～6mm的尼龙1010树脂小球与湿润的碳酸氢铵按体积比1～1.2：1混合均匀后经压制成型而制成，其为带有纵向贯通孔的圆柱体状。
优选地，所述固体暂堵材料圆柱体的外围直径与稠油蒸汽吞吐井油管相匹配，其贯通孔设置在圆柱体轴向中心，贯通孔直径5～10mm。
更优选地，所述圆柱体的外围直径50～150mm，其长度50～150mm。
此外，为便于运输和保存，可以在所述固体暂堵材料的外表面包裹一层厚度0.1～0.5mm的聚氯乙烯或聚乙烯塑料膜，具体使用该固体暂堵材料时，将塑料膜划破或撕掉即可。
根据本发明的具体实施方案，所述固体暂堵材料在制备时，可按照以下操作方法进行：
将直径5～6mm的尼龙1010树脂小球与湿润的碳酸氢铵按体积比1～1.2：1混合均匀后，注入模具中，经压制成型，制成带有纵向（圆柱体的轴向）贯通孔的圆柱体状的固体材料，即为本发明的固体暂堵材料。
上述方法中，通常情况下，湿润的碳酸氢铵含水5%～6%左右。
根据需要，本发明中所述固体暂堵材料在制备时，还包括在压制成型的圆柱体状的固体材料表面包裹一层厚度0.1～0.5mm的聚氯乙烯或聚乙烯塑料膜的过程，以便于运输或贮存，避免树脂小球解体散开。
本发明的稠油蒸汽吞吐井暂堵增能处理方法，在利用固体暂堵材料对稠油蒸汽吞吐井进行暂堵处理时，可以是将一块或多块所述固体材料装入油管中，送入地下需暂堵的部位进行暂堵。根据本发明的优选具体实施方案，固体暂堵材料的送入量为每1米厚度的油层配合0.3～1米长度的固体暂堵材料（这里所述的长度是指固体暂堵材料圆柱体的轴向长度）。
本发明中，固体暂堵材料（简称“暂堵块”或“材料块”）由主要由两部分组成：树脂小球和碳酸氢铵。树脂小球材质优选为尼龙1010（外观：洁白或微黄半透明颗粒，相对密度：1.03～1.05，熔点(℃)：200～210，含湿度(%)：≤1.5，相对粘度：1.9～2.3，拉伸强度(MPa)：≥42，静弯曲强度(MPa)：≥78，缺口冲击强度(KJ/m2)：≥20，体积电阻(Ω.cm)：1014～1015，表面电阻(Ω)：1014～1015，马丁耐热(℃)：42，热变形温度(1.81MPa，℃)：45，成型收缩率(%)：1.2～2.2）。本发明的固体暂堵材料中的碳酸氢铵在酸液的作用下溶解生成气体，从而块状的固体暂堵材料解体释放出树脂小球，树脂小球随着酸液进入地层，封堵高渗透层，酸液转向实现选择性酸化；后续注蒸汽施工时，树脂小球会在注蒸汽的高温高压环境下分解，不污染地层，实现暂堵。固体暂堵材料纵向的贯通孔的作用主要是让酸液通过，并逐渐溶化固体暂堵材料中的碳酸氢铵，使块状的固体暂堵材料解体释放树脂小球。
酸作用和热作用下的碳酸氢铵反应过程主要为：
NH4HCO3+HCl=====NH4Cl+H2O+CO2↑；
NH4HCO3==加热==NH3↑+H2O+CO2↑。
根据本发明的具体实施方案，可以是按照本领域中任何可行的方法将所述的固体暂堵材料送入所需暂堵油层下部1～2米处实施暂堵。根据本发明的优选具体实施方案，是将固体暂堵材料装入一个井下送料器中，利用井下送料器将固体暂堵材料随隔热管下入所需暂堵油层下部1～2米处（每1米厚度的油层配合0.3～1米长度的固体暂堵材料）。
本发明优选的所述井下送料器主要包括一个管体（例如可以是标准4寸1-3m短油管），管体内为容置所述固体暂堵材料的空间，管体上端设有母扣接箍，管体下端设置公扣，管体内部在接近公扣的位置焊制有一个用以承重的限位钢圈。
根据本发明的具体实施方案，所述限位钢圈外径与井下送料器管体内径相同，限位钢圈高度为5～15mm，厚度2～3mm。限位钢圈主要是用以承接其上所装填的固体暂堵材料的重量，当固体暂堵材料解体时允许酸液和树脂小球通过。
根据本发明的优选具体实施方案，所述井下送料器管体内还包括一个由热熔材质制成的限位垫圈（热熔材质限位垫圈），该限位垫圈外径与井下送料器管体内径相同，置于限位钢圈上，能用于放置固体暂堵材料时承重（即，热熔材质限位垫圈位于限位钢圈与固体暂堵材料之间），且在固体暂堵材料解体后对树脂小球的起到导流和限流作用，并在注蒸汽时熔解而不影响蒸汽的流通。所述热熔材质限位垫圈的材质可以为任何热熔后对地层无伤害或基本无伤害的材质，例如可以是尼龙66或尼龙1010。热熔材质限位垫圈的高度优选为100～200mm，热熔材质限位垫圈中间开设纵向贯穿的圆台形通孔，圆台形通孔上口径50～80mm、下口径30～50mm；优选地，通孔上缘可以倒圆形角，以便于更好地导流树脂小球。此外，根据本发明的优选方案，进一步，热熔材质限位垫圈中间的通孔内还可以填装有固化的碳酸钙块，且碳酸钙块中间设有5～10个直径为5～10mm纵向贯通孔。碳酸钙块主要是可以起到固定作用，防止树脂小球大量掉入井中，另外，碳酸钙和酸反应可以产生二氧化碳增能，但量极少，可以忽略。
根据本发明的具体实施方案，本发明的稠油蒸汽吞吐井暂堵增能处理方法中，所述的顶替液或增能化学助剂可在现场以低于20℃的清水现配现用，配好后直接在酸液后泵入地层。所述的顶替液或增能化学助剂可以采用所属领域中的常规配方。在本发明的具体实施方案中，优选采用的增能化学助剂的原料组成包括（以该化学助剂的总重量为基准）：全氟壬烯氧基苯磺酸钠0.2～0.8%、醇2～8%，硅树脂聚醚乳液0.2～0.8%，碳酸铵15-20%，余量为水。
应用本发明的稠油蒸汽吞吐井暂堵增能处理方法，其针对性强，有效利用残酸，不用返排，物尽其用，施工简单，多效合一，且成本低廉，并能带来具有显著增能效果。特别适合用于稠油井蒸汽吞吐末期的暂堵增能处理。
在本发明的一具体实施方案中，本发明的稠油蒸汽吞吐井暂堵增能处理方法可以按照以下方法进行操作：
对稠油蒸汽吞吐井进行暂堵处理；具体可以是将固体暂堵材料装入井下送料器中，一般1米油层配合0.3～1米固体暂堵材料，送料器长度不够，上部可接4寸油管补充填装，将送料器连在隔热密封头下部，计算好尺寸，随隔热管下入所需暂堵油层下部1～2米处；
由隔热管内正挤入由7～12%盐酸和3～6%氢氟酸配成的土酸，开始控制挤入速度5～10方/小时，若压力下降可以适当加快挤入速度，完成挤酸施工后，停泵0.5～1小时；
开泵挤入顶替液或增能化学助剂（化学助剂的用量为每米厚度的油层5～10方），控制挤入速度20～50方/小时；
完成施工后直接进行注汽施工（常规注蒸汽施工即可）。
本发明的有益效果：
1、固体暂堵材料定位准确，暂堵球（树脂小球）密度合理，强度高，直接作用于套管炮眼，用量少，成本低。
2、有效利用残酸，不用返排，物尽其用。
3、施工工序简单合理，多效合一。
附图说明
图1为本发明一具体实施例的稠油蒸汽吞吐井暂堵增能处理方法中所用到的一种井下送料器的结构示意图。
图2为本发明一具体实施例的稠油蒸汽吞吐井暂堵增能处理方法中所用到的固体暂堵材料的剖面结构示意图。
图3为本发明一具体实施例的稠油蒸汽吞吐井暂堵增能处理方法中所用到的热熔材质限位垫圈（未填充固体碳酸钙）的剖面结构示意图。
图4为本发明一具体实施例的稠油蒸汽吞吐井暂堵增能处理方法中所用到的热熔材质限位垫圈的俯视结构示意图。
图5为本发明一具体实施例的稠油蒸汽吞吐井暂堵增能处理方法中所用到的填充有固体碳酸钙的热熔材质限位垫圈的剖面结构示意图。
图中标号说明：
10固体暂堵材料 20管体
30限位垫圈 201母扣接箍
202公扣 203限位钢圈
101固体暂堵材料的本体 102固体暂堵材料的贯通孔
103塑料膜 1011树脂小球
1012碳酸氢铵材料 301限位垫圈本体
3011限位垫圈本体贯通孔 A倒角
302碳酸钙块 3021碳酸钙块贯通孔
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合实施例及附图对本发明的实施方式作进一步地详细描述。
实施例1
首先，请参见图1所示，为本发明的方法中所用到的一种用于输送固体暂堵材料10的井下送料器。该井下送料器主要包括一个管体20（本实施例中为标准4寸油管，长度1～3m），管体内为容置所述固体暂堵材料10的空间，管体上端设有母扣接箍201，管体下端设置公扣202，管体内部在接近公扣202的位置焊制有一个用以承重的限位钢圈203，限位钢圈高度（图中纵向）约为10mm，厚度2～3mm。
本实施例中的固体暂堵材料10，其结构参见图2所示，其主要包括由多个树脂小球1011堆叠而成的外形为圆柱体状的本体（固体暂堵材料的本体101），固体暂堵材料的本体101的轴向中心设有贯通孔（固体暂堵材料的贯通孔102）。
本实施例中，固体暂堵材料的外围直径可略小于标准4寸油管内径，单个固体暂堵材料的长度可为50～150mm不等。固体暂堵材料的贯通孔102直径约为10mm。所述的树脂小球1011是材质为尼龙1010、直径5～6mm的树脂小球；其外观：洁白或微黄半透明颗粒，相对密度：1.03～1.05，熔点(℃)：200～210，含湿度(%)：≤1.5，相对粘度：1.9～2.3，拉伸强度(MPa)：≥42，静弯曲强度(MPa)：≥78，缺口冲击强度(KJ/m2)：≥20，体积电阻(Ω.cm)：1014～1015，表面电阻(Ω)：1014～1015，马丁耐热(℃)：42，热变形温度(1.81MPa，℃)：45，成型收缩率(%)：1.2～2.2。
本实施例中，固体暂堵材料的本体101内多个树脂小球1011堆叠在相邻树脂小球之间形成堆叠空隙，该空隙内填充有碳酸氢铵材料1012。
本实施例的具有上述结构的固体暂堵材料可以按照以下方法制备得到：
将树脂小球与湿润的碳酸氢铵按体积比1.2：1混合均匀后，注入模具中，经压制成型，制成带有纵向贯通孔的圆柱体状的固体材料，即为本实施例的固体暂堵材料。所述湿润的碳酸氢铵通常含水5%～6%左右，压制成型过程中，水分可干燥蒸发掉。
本实施例中，为便于运输和保存所述固体暂堵材料，在该固体暂堵材料的外表面还包裹有一层厚度0.1～0.5mm的聚氯乙烯或聚乙烯塑料膜103。具体使用该固体暂堵材料时，将塑料膜撕掉即可。
再请参见图1所示，本实施例中的所述井下送料器管体内还包括一个热熔材质限位垫圈30，该限位垫圈30外径与井下送料器管体内径20相同，置于限位钢圈203上，能用于放置固体暂堵材料10时承重（即，热熔材质限位垫圈30位于限位钢圈203与固体暂堵材料10之间）。
本实施例中，所述限位垫圈30是材质为尼龙66或尼龙1010的垫圈，其高度约为100mm。请结合参见图3、图4所示，本实施例的限位垫圈30包括热熔材质的限位垫圈本体301，限位垫圈本体301中间开设纵向贯穿的圆台形的限位垫圈本体贯通孔3011。本实施例中，限位垫圈本体贯通孔3011上口径约为80mm、下口径约为40mm。在限位垫圈本体贯通孔上缘还设置了圆形倒角A，以便于更好地导流树脂小球。
请参见图5所示，本实施例中，热熔材质限位垫圈30中间的限位垫圈本体贯通孔3011内还填装有固化的碳酸钙块302，且碳酸钙块302中间纵向设有5～10个（图中仅显示两个）直径为5～10mm的碳酸钙块贯通孔3021。
本实施例中，应用上述井下送料器将本实施例的固体暂堵材料油层下部进行稠油蒸汽吞吐井暂堵增能处理。
处理稠油蒸汽吞吐井为锦45块某井，采油井段1004.4-1023.3m，13.6米2层，已注汽11轮，原油密度0.9526g/cm3，粘度2885mPa.s。因多轮次注汽，出现注汽后开井不出，地层能量低，决定采用暂堵酸化增能方法进行增产。
将直径约100mm、长约100mm的固体暂堵材料80个装入上述送料器中。送料器长度不够，上部可接4寸油管补充填装。
在隔热密封头下部接两根4寸油管后再接送料器，随隔热管下至1025米处（油层下部1～2米处）。
由隔热管内正挤入由约10%盐酸和约5%氢氟酸配成的土酸15方，开始控制挤入速度5方/小时，若压力20MPa、20分钟后，压力开始逐渐下降，此时加快施工速度，压力又开始回升，当压力达到50MPa，确认暂堵剂发挥作用，继续完成施工，停泵压力30MPa，停泵0.5小时。此时用18℃清水配制增能化学助剂30方，重量百分比成分如下：全氟壬烯氧基苯磺酸钠0.5%、醇5%，硅树脂聚醚乳液0.5%，碳酸铵17%，余量为水。
开泵继续挤入增能化学助剂，化学助剂的用量为每米厚度的油层10方，挤入速度30方/小时，施工压力35MPa。
完成施工后进行注汽施工。
注汽时，初期注汽压力略有升高，然后下降稳定在7.2MPa，在较上一周期下降0.8MPa，说明有新层动用。本次注汽2000方，与上一周期相同。
注汽后开井生产，日产18.2方液，3.5吨油。本井上周期刚开井时不出，焖井16天后出液，日产9.7方液，0.2吨油。通过对比，该方法获得了很好的增油效果。
Claims (10)
1.一种稠油蒸汽吞吐井暂堵增能处理方法，该方法包括：
将一种由树脂小球与碳酸氢铵混合均匀后经压制成型而制成的固体暂堵材料送入油层下部1～2米处；
由隔热管内正挤入由7～12%盐酸和3～6%氢氟酸配成的土酸，固体暂堵材料在酸的作用下逐渐解体分散，树脂小球随着酸液进入地层，封堵高渗透层；酸液转向进入低渗透层，进行选择性酸化，碳酸氢铵在酸的作用下生成气体对地层进行增能；
完成挤酸施工后，停泵0.5～1小时；
开泵挤入顶替液或其它增能化学助剂；
完成上述施工后直接进行注汽施工。
2.根据权利要求1所述的稠油蒸汽吞吐井暂堵增能处理方法，其中，所述固体暂堵材料是由直径5～6mm的尼龙1010树脂小球与湿润的碳酸氢铵按体积比1～1.2：1混合均匀后经压制成型而制成，其为带有纵向贯通孔的圆柱体状。
3.根据权利要求2所述的稠油蒸汽吞吐井暂堵增能处理方法，其中，所述固体暂堵材料圆柱体的外围直径与稠油蒸汽吞吐井油管相匹配，其贯通孔设置在圆柱体轴向中心，贯通孔直径5～10mm。
4.根据权利要求2或3所述的稠油蒸汽吞吐井暂堵增能处理方法，其中，所述圆柱体的外围直径50～150mm，其长度50～150mm。
5.根据权利要求1所述的稠油蒸汽吞吐井暂堵增能处理方法，其中，固体暂堵材料的送入量为每1米厚度的油层配合0.3～1米长度的固体暂堵材料。
6.根据权利要求1～5任一项所述的稠油蒸汽吞吐井暂堵增能处理方法，其中，是将固体暂堵材料装入一个井下送料器中，利用井下送料器将固体暂堵材料随隔热管下入所需暂堵油层下部1～2米处。
7.根据权利要求1所述的稠油蒸汽吞吐井暂堵增能处理方法，其中，所述井下送料器包括一个管体，管体内为容置所述固体暂堵材料的空间，管体上端设有母扣接箍，管体下端设置公扣，管体内部在接近公扣的位置焊制有一个用以承重的限位钢圈。
8.根据权利要求1所述的稠油蒸汽吞吐井暂堵增能处理方法，其中，所述限位钢圈外径与井下送料器管体内径相同，限位钢圈高度为5～15mm，厚度2～3mm。
9.根据权利要求7所述的稠油蒸汽吞吐井暂堵增能处理方法，其中，所述井下送料器管体内还包括一个由热熔材质制成的限位垫圈，该限位垫圈外径与井下送料器管体内径相同，置于限位钢圈上，能用于放置固体暂堵材料时承重，且在固体暂堵材料解体后对树脂小球的起到导流和限流作用，并在注蒸汽时熔解而不影响蒸汽的流通。
10.根据权利要求9所述的稠油蒸汽吞吐井暂堵增能处理方法，其中，所述热熔材质限位垫圈的材质为尼龙66或尼龙1010，高度为100～200mm，热熔材质限位垫圈中间开设纵向贯穿的圆台形通孔，圆台形通孔上口径50～80mm、下口径30～50mm；优选地，通孔上缘倒圆形角；优选地，热熔材质限位垫圈中间的通孔内填装有固化的碳酸钙块，且碳酸钙块中间设有5～10个直径为5～10mm纵向贯通孔。
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