CN104962264A - 选择性可控五段塞凝胶调剖堵水剂及调剖堵水方法 - Google Patents

选择性可控五段塞凝胶调剖堵水剂及调剖堵水方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种选择性可控五段塞凝胶调剖堵水剂及调剖堵水方法，对油层的出水层位具有选择性，在封堵的油层内形成五个段塞，即油层保护及前缘驱油段塞，中等强度深部封堵凝胶段塞，挤水占位弱凝胶段塞，封口凝胶段塞，疏通油层驱油增产段塞。通过调整凝胶中各组分的比例，可有效地控制凝胶时间及凝胶强度，以适应于不同地质情况的油井，达到深部调剖堵水的目的，并具有良好的经济效益、社会效益和环境效果，宜于推广应用。

Description

选择性可控五段塞凝胶调剖堵水剂及调剖堵水方法
技术领域
本发明涉及一种用于油田开发中后期，实施稳水控油措施专用的选择性可控五段塞凝胶调剖堵水剂及调剖堵水方法，属精细化工类。
背景技术
我国多数油田储层非均质性严重，在注水开发过程中，油井含水上升的矛盾一直存在，要解决这一矛盾就必须解决两个问题，一是找准油井主要来水层段，并对来水通道实施有效封堵；二是对注入水实施大剂量调剖，从根本上解决注入水沿高渗透层、高渗透条带水窜的问题，有效地改善注水效果和油藏提高采收率。
化学调剖堵水的方法主要是向需要调剖堵水的地层中注入调剖堵水剂，在地层温度下，使调剖堵水剂发生反应形成凝胶物，以实现封堵油层出水部位或出水层。用于水井调剖的化学封堵剂称为调剖剂，用于油井堵水的化学封堵剂称为堵水剂。
对油田开发来说，对于油水层交错，层间矛盾突出的油气井，需要采用具有高度选择性的化学堵水剂。选择性堵水剂要包括以下两方面的优势：一是具有良好的选择性堵水能力；二是选择性堵水剂堵水不堵油。目前所使用的调剖堵水剂如膨润土、水泥为主的无机颗粒堵水剂存在诸多问题，主要表现在对油水的选择性差，而且对地层造成不同程度的伤害。为此在油田上迫切需要解决一种选择性可控凝胶化学调剖堵水剂和调剖堵水工艺，满足油田生产需要。
发明内容
针对上述问题，本发明提供了一种选择性可控五段塞凝胶调剖堵水剂及调剖堵水方法，对油层的出水层位具有选择性，在封堵的油层内形成五个段塞，即油层保护及前缘驱油段塞，中等强度深部封堵凝胶段塞，挤水占位弱凝胶段塞，封口凝胶段塞，疏通油层驱油增产段塞。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种选择性可控五段塞凝胶调剖堵水剂，按照下述五个段塞注入水的体积用量，以重量体积百分比(吨/立方米(T/m3))计算，包括:
(1)油层保护及前缘驱油段塞：
高分子聚丙烯酰胺阳离子 0.3-0.5％；
羧基驱油用表活剂       0.25-0.5％；
余量为水；
(2)中等强度深部封堵凝胶段塞：
(3)挤水占位弱凝胶段塞：
(4)封口凝胶段塞：
(5)疏通油层驱油增产段塞：
优选按照下述五个段塞注入水的体积用量，按重量体积百分比(吨/立方米(T/m3))计算，包括:
(1)油层保护及前缘驱油段塞：
高分子聚丙烯酰胺阳离子0.5％，
羧基驱油用表活剂0.5％，
水10m3；
(2)中等强度深部封堵凝胶段塞：
羧酸盐水预处理剂0.2％，
高分子聚丙烯酰胺阴离子0.25％，
树脂类交联剂按0.25％，
壬基酚类增强剂0.15％，
水10m3；
(3)挤水占位弱凝胶段塞：
羧酸盐水预处理剂0.1％，
高分子聚丙烯酰胺阴离子0.2％，
树脂类交联剂0.2％，
水10m3；
(4)封口段塞：
羧酸盐水预处理剂0.3％，
高分子聚丙烯酰胺阴离子0.35％，
树脂类交联剂按0.3％，
壬基酚类增强剂0.3％，
水10m3；
(5)疏通油层驱油增产段塞：
羧基盐阴离子表活剂0.5％，
烷基苯磺酸盐阴离子表活剂0.5％，
粗四甲基苯10％，
水10m3。
优选地，所述高分子聚丙烯酰胺阳离子的分子式为:分子量1000万。
优选地，所述高分子聚丙烯酰胺阴离子分子式为:分子量2500万。
优选地，所述树脂类交联剂分子量1000-1600万单位，分子式(CH2CHCH2CH)nCONH2。
优选地，所述壬基酚类增强剂为改性聚合硫酸铁，分子式[Fe 2(OH)n(SO 4)3-n/2]m。
优选地，所述羧酸盐络合剂分子式C4H8(COOH)3PO3,分子量270.13。
优选地，所述羧酸盐阴离子表活剂分子式C4H6(COONa)3Na2PO3，分子量380.13。
优选地，所述磺酸盐阴离子表活剂分子式C12H25O(CH2CH2O)7H，分子量494.7。
采用上述选择性可控五段塞凝胶调剖堵水剂的调剖堵水方法，具体步骤如下:
(1)按照上述比例将高分子聚丙烯酰胺阳离子，羧基驱油用表活剂溶于水中，搅拌均匀后注入地层，配制油层保护及前缘驱油段塞；
(2)按照上述比例将羧酸盐水预处理剂，高分子聚丙烯酰胺阴离子溶于水中搅拌均匀，全部溶解后，再加树脂类交联剂也溶于水中搅拌均匀，注入地层前再加壬基酚类增强剂，搅拌均匀后注入地层，配制中等强度深部封堵凝胶段塞；
(3)按照上述比例将羧酸盐水预处理剂，高分子聚丙烯酰胺阴离子溶于水中搅拌均匀，全部溶解后，再加树脂类交联剂也溶于水中搅拌均匀，注入地层，配制成挤水占位弱凝胶段塞；
(4)按照上述比例将羧酸盐水预处理剂，高分子聚丙烯酰胺阴离子溶于水中搅拌均匀，全部溶解后，再加树脂类交联剂也溶于水中搅拌均匀，注入地层前再加壬基酚类增强剂，搅拌均匀后注入地层，作为封口段塞，防止堵剂吐出；
(5)按照上述比例将羧基盐阴离子表活剂，烷基苯磺酸盐阴离子表活剂以及粗四甲基苯溶于水中搅拌均匀注入地层，配制疏通油层驱油增产段塞。起到疏通油层，提高驱油效果，增加油井产量的作用。
在油、水井调剖堵水向井下注入药剂时，一般用两个10-20方，带有搅拌器的配药罐，按上述五段塞方案分别配药，两台耐压20Mpa，排量5-10方的专用柱塞泵，连续向井下注药，直至施工结束。
本发明的有益效果如下：
本发明提供的选择性可控凝胶调剖堵水剂由高分子聚丙烯酰胺阳离子，高分子聚丙烯酰胺阴离子，树脂类交联剂，壬基酚类增强剂，羧酸盐水预处理剂羧基盐阴离子表活剂，烷基苯磺酸盐阴离子表活剂，粗四甲基苯和水，在五个段塞中，按一定重量配比分别制备而成。现场配置时，将八种化学药剂分时溶于两个装有一定量水的容器中，配制成选择性可控凝胶调剖堵水剂，然后交替向井下注入，配置步骤如上面所描述，形成的动态胶体凝胶时间和强度可以控制，凝胶时间和胶体强度控制方案依据油井的地层情况来决定。
由于油田地下水的性质不同，凝胶状况差异较大，本发明在使用的水中加入了羧酸盐类的水预处理剂，用于解决含离子水，酸碱度不同的水，加药后不凝胶或短时间破胶的问题，保证凝胶效果，延长油井调剖堵水的有效时间。
本发明提供的五段塞调剖堵水方法，通过吸附于岩石表面的聚合物与交联剂、增强剂、络合物的复合体系联合作用，生成高强度树脂复合动胶。由于聚合物及交联剂中具有大量的活性基团，并通过岩石吸附、动力压缩、络合交联等作用，可封堵地层孔隙及砂岩裂缝。通过调整凝胶中各组分的比例，可有效地控制凝胶时间及凝胶强度，以适应于不同地质情况的油井，达到深部调剖堵水的目的，并具有良好的经济效益、社会效益和环境效果，宜于推广应用。
具体实施方式
本发明采用的主要原料及其性能分述如下:
1、高分子聚丙烯酰胺阳离子
本发明所应用的高分子聚丙烯酰胺阳离子分子式:分子量1000万，白色小颗粒状固体，无刺激性气味，具有良好的水溶性，作为选择性堵水的引导剂，注入地下时进入出水层位。
2、高分子聚丙烯酰胺阴离子
分子式:分子量2500万，白色小颗粒状固体，无刺激性气味，具有良好的水溶性，作为凝胶剂的主要成分。
3、树脂类交联剂
分子量1000-1600万单位，分子式(CH2CH CH2CH)n CONH2外观为白色粉末，易溶于水。特别对酸性和偏酸性水中的有机悬浮物，起絮凝沉淀及固液分离作用。
4、壬基酚类增强剂
本发明所应用的是改性聚合硫酸铁，属于新型高效无机高分子材料。分子式[Fe2(OH)n(SO4)3-n/2]m，淡黄色无定型粉状固体，极易溶于水，当加入水中，能产生带正电的聚合态络合离子，对水中胶体细颗粒等杂质悬浮物作用，使之凝聚而沉淀。
5、羧酸盐水预处理剂
分子式C4H8(COOH)3PO3,分子量270.13，现场配作凝胶时，水中加入一定重量配比的羧酸盐络合剂，作为水的预处理剂，用于解决含离子水不凝胶或短时间破胶的问题，保证凝胶效果，延长凝胶时间。
6、羧酸盐阴离子表活剂
分子式C4H6(COONa)3Na2PO3，分子量380.13，属于阴离子表面活性剂，溶于水，淡白色粘稠液体，界面润湿性能良好，用于改善油层中油水界面张力。7、磺酸盐阴离子表活剂
分子式C12H25O(CH2CH2O)7H，分子量494.7，属于非离子表面活性剂，溶于水，白色膏状物，界面润湿性能良好，用于减少原油流动阻力。
8、粗四甲基苯
本发明所应用的是高效有机溶剂粗四甲基苯，属于新型高效有机高分子材料，淡黄色液体，分子式：C10H14，分子量：134.22，粗四甲基苯具备较强解堵作用，能够对受冷伤害沥青质、胶质堵塞油流通道的油井进行解堵，疏通出油通道的作用。
本发明具体实施方式由下列实施例给出:
实施例1
(1)配制油层保护及前缘驱油段塞
10方水加高分子聚丙烯酰胺阳离子50kg，羧基驱油用表活剂50kg，搅拌均匀后注入地层；
(2)配制中等强度深部封堵凝胶段塞
10方水加入羧酸盐水预处理剂20kg，高分子聚丙烯酰胺阴离子25kg，全部溶于水中搅拌均匀，加入树脂交联剂25kg，搅拌均匀，再加壬基酚增强剂15kg，搅拌均匀后注入地层；
(3)配制挤水占位弱凝胶段塞
10方水加入羧酸盐水预处理剂10kg，高分子聚丙烯酰胺阴离子20kg，全部溶于水中搅拌均匀，加入树脂交联剂20kg，搅拌均匀，搅拌均匀后注入地层；
(4)配制高强度推进封口凝胶段塞
10方水加入羧酸盐水预处理剂30kg，高分子聚丙烯酰胺阴离子35kg，全部溶于水中搅拌均匀，加入树脂交联剂30kg，搅拌均匀，再加壬基酚增强剂30kg，搅拌均匀后注入地层；
(5)配制疏通油层驱油增产段塞
10方水加入羧酸盐阴离子表活剂50kg，烷基苯磺酸盐阴离子表活剂50kg，粗四甲基苯100kg，注入地层，起到疏通油层，提高驱油效果，增加油井产量的作用。
实施例2
(1)配制油层保护及前缘驱油段塞
10方水加高分子聚丙烯酰胺阳离子30kg，羧基驱油用表活剂25kg，搅拌均匀后注入地层；
(2)配制中等强度深部封堵凝胶段塞
10方水加入羧酸盐水预处理剂30kg，高分子聚丙烯酰胺阴离子50kg，全部溶于水中搅拌均匀，加入树脂交联剂30kg，搅拌均匀，再加壬基酚增强剂10kg，搅拌均匀后注入地层；
(3)配制挤水占位弱凝胶段塞
10方水加入羧酸盐水预处理剂20kg，高分子聚丙烯酰胺阴离子25kg，全部溶于水中搅拌均匀，加入树脂交联剂50kg，搅拌均匀，搅拌均匀后注入地层；
(4)配制高强度推进封口凝胶段塞
10方水加入羧酸盐水预处理剂20kg，高分子聚丙烯酰胺阴离子50kg，全部溶于水中搅拌均匀，加入树脂交联剂20kg，搅拌均匀，再加壬基酚增强剂25kg，搅拌均匀后注入地层；
(5)配制疏通油层驱油增产段塞
10方水加入羧酸盐阴离子表活剂30kg，烷基苯磺酸盐阴离子表活剂50kg，粗四甲基苯100kg，注入地层，起到疏通油层，提高驱油效果，增加油井产量的作用。
实施例3
(1)配制油层保护及前缘驱油段塞
10方水加高分子聚丙烯酰胺阳离子40kg，羧基驱油用表活剂30kg，搅拌均匀后注入地层；
(2)配制中等强度深部封堵凝胶段塞
10方水加入羧酸盐络合剂10kg，高分子聚丙烯酰胺阴离子30kg，全部溶于水中搅拌均匀，加入树脂交联剂20kg，搅拌均匀，再加壬基酚增强剂30kg，搅拌均匀后注入地层；
(3)配制挤水占位弱凝胶段塞
10方水加入羧酸盐络合剂30kg，高分子聚丙烯酰胺阴离子50kg，全部溶于水中搅拌均匀，加入树脂交联剂30kg，搅拌均匀，搅拌均匀后注入地层；
(4)配制高强度推进封口凝胶段塞
10方水加入羧酸盐络合剂10kg，高分子聚丙烯酰胺阴离子25kg，全部溶于水中搅拌均匀，加入树脂交联剂50kg，搅拌均匀，再加壬基酚增强剂10kg，搅拌均匀后注入地层；
(5)配制疏通油层驱油增产段塞
10方水加入羧酸盐阴离子表活剂25kg，烷基苯磺酸盐阴离子表活剂50kg，粗四甲基苯100kg，注入地层，起到疏通油层，提高驱油效果，增加油井产量的作用。

Claims (10)

1.一种选择性可控五段塞凝胶调剖堵水剂，按照下述五个段塞注入水的体积用量，以重量体积百分比计算，包括:
(1)油层保护及前缘驱油段塞：
高分子聚丙烯酰胺阳离子   0.3-0.5％；
羧基驱油用表活剂         0.25-0.5％；
余量为水；
(2)中等强度深部封堵凝胶段塞：
(3)挤水占位弱凝胶段塞：
(4)封口凝胶段塞：
(5)疏通油层驱油增产段塞：
2.如权利要求1所述的选择性可控五段塞凝胶调剖堵水剂，其特征在于，包括:
(1)油层保护及前缘驱油段塞：
高分子聚丙烯酰胺阳离子0.5％，
羧基驱油用表活剂0.5％，
水10m3；
(2)中等强度深部封堵凝胶段塞：
羧酸盐水预处理剂0.2％，
高分子聚丙烯酰胺阴离子0.25％，
树脂类交联剂按0.25％，
壬基酚类增强剂0.15％，
水10m3；
(3)挤水占位弱凝胶段塞：
羧酸盐水预处理剂0.1％，
高分子聚丙烯酰胺阴离子0.2％，
树脂类交联剂0.2％，
水10m3；
(4)封口段塞：
羧酸盐水预处理剂0.3％，
高分子聚丙烯酰胺阴离子0.35％，
树脂类交联剂按0.3％，
壬基酚类增强剂0.3％，
水10m3；
(5)疏通油层驱油增产段塞：
羧基盐阴离子表活剂0.5％，
烷基苯磺酸盐阴离子表活剂0.5％，
粗四甲基苯10％，
水10m3。
3.如权利要求1所述的选择性可控五段塞凝胶调剖堵水剂，其特征在于，所述高分子聚丙烯酰胺阳离子的分子式为:分子量1000万。
4.如权利要求1所述的选择性可控五段塞凝胶调剖堵水剂，其特征在于，所述高分子聚丙烯酰胺阴离子分子式为:分子量2500万。
5.如权利要求1所述的选择性可控五段塞凝胶调剖堵水剂，其特征在于，所述树脂类交联剂分子量1000-1600万单位，分子式(CH2CHCH2CH)nCONH2。
6.如权利要求1所述的选择性可控五段塞凝胶调剖堵水剂，其特征在于，所述壬基酚类增强剂为改性聚合硫酸铁，分子式[Fe2(OH)n(SO4)3-n/2]m。
7.如权利要求1所述的选择性可控五段塞凝胶调剖堵水剂，其特征在于，所述羧酸盐络合剂分子式C4H8(COOH)3PO3，分子量270.13。
8.如权利要求1所述的选择性可控五段塞凝胶调剖堵水剂，其特征在于，所述羧酸盐阴离子表活剂分子式C4H6(COONa)3Na2PO3，分子量380.13。
9.如权利要求1所述的选择性可控五段塞凝胶调剖堵水剂，其特征在于，所述磺酸盐阴离子表活剂分子式C12H25O(CH2CH2O)7H，分子量494.7。
10.采用权利要求1-9任一所述选择性可控五段塞凝胶调剖堵水剂的调剖堵水方法，具体步骤如下:
(1)按照所述比例将高分子聚丙烯酰胺阳离子，羧基驱油用表活剂溶于水中，搅拌均匀后注入地层，配制油层保护及前缘驱油段塞；
(2)按照所述比例将羧酸盐水预处理剂，高分子聚丙烯酰胺阴离子溶于水中搅拌均匀，全部溶解后，再加树脂类交联剂也溶于水中搅拌均匀，注入地层前再加壬基酚类增强剂，搅拌均匀后注入地层，配制中等强度深部封堵凝胶段塞；
(3)按照所述比例将羧酸盐水预处理剂，高分子聚丙烯酰胺阴离子溶于水中搅拌均匀，全部溶解后，再加树脂类交联剂也溶于水中搅拌均匀，注入地层，配制成挤水占位弱凝胶段塞；
(4)按照所述比例将羧酸盐水预处理剂，高分子聚丙烯酰胺阴离子溶于水中搅拌均匀，全部溶解后，再加树脂类交联剂也溶于水中搅拌均匀，注入地层前再加壬基酚类增强剂，搅拌均匀后注入地层，作为封口段塞；
(5)按照所述比例将羧基盐阴离子表活剂，烷基苯磺酸盐阴离子表活剂以及粗四甲基苯溶于水中搅拌均匀注入地层，配制疏通油层驱油增产段塞。
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