CN105441050B

CN105441050B - 一种功能桥粒暂堵剂及其制备方法

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Publication number: CN105441050B
Application number: CN201510764763.8A
Authority: CN
Inventors: 李玉梅
Original assignee: Songyuan Marine Petroleum Technology Co Ltd
Current assignee: Songyuan Marine Petroleum Technology Co Ltd
Priority date: 2015-11-11
Filing date: 2015-11-11
Publication date: 2017-03-08
Anticipated expiration: 2035-11-11
Also published as: CN105441050A

Abstract

本发明提供了一种功能桥粒暂堵剂及其制备方法。以该功能桥粒暂堵剂的总质量为100％计，该功能桥粒暂堵剂的原料组成包括：45wt％‑58wt％的水，0.2wt％‑0.4wt％的碳酸钠，0.05wt％‑0.1wt％的氢氧化钠，0.1wt％‑0.2wt％的甲醇，0.1wt％‑0.2wt％的辛烷，0.3wt％‑0.5wt％的D‑葡萄糖醛酸，0.04wt％‑0.1wt％的十二烷基硫酸钠，1.3wt％‑1.7wt％的聚阴离子纤维素，0.2wt％‑0.4wt％的羧甲基纤维素，0.2wt％‑0.5wt％的甲基叔丁基醚，40wt％‑50wt％的甲酸钾，该功能桥粒暂堵剂中各原料的质量百分比之和为100％。本发明还提供了上述功能桥粒暂堵剂的制备方法。本发明的功能桥粒暂堵剂属于集屏蔽暂堵、保护油气层、防漏、堵漏为一体的油气层暂堵剂。

Description

一种功能桥粒暂堵剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种暂堵剂及其制备方法，特别涉及一种功能桥粒暂堵剂及其制备方法，属于油田开采技术领域。

背景技术

水平井由于具有多方面的优势，在各油田中得到了广泛的应用。但是，由于水平井生产段长，地层非均质性强，油水粘度差异大等因素，导致产液剖面不均匀，边底水或注入水局部突破，含水上升，潜力段仍存在大量的剩余油。因此，进行水平井控水就变得尤为重要。但是由于地层的非均质性，在化学堵水施工过程中，会不可避免造成堵剂进入潜力段、伤害储层。因此，辅助暂堵成为降低储层伤害，提高封堵效果的有效手段之一。在注入高强度地层堵剂封堵高渗出水段前，先注暂堵剂，进入相对低渗潜力段的暂堵剂在含油部位端面形成堵塞，保证后续注入的地层堵剂进入相对高渗的出水段；地层堵剂注入结束后，油层暂堵剂降解，低渗潜力段恢复生产。

近几年来，CO₂-EOR技术发展迅速。将CO₂注入油层，不仅能大幅提高采收率，而且可达到CO₂减排的目的，满足油藏高效开发和环保的双重要求。但是在注CO₂开发非均质油藏的过程中，层间和平面上的油气界面常常不是均匀推进的，容易沿高渗透层形成优势的窜流通道，发生气窜，影响开采效果。为了获得更好的开采效果，可以在注入CO₂前先注入暂堵剂，封堵高渗透层位，使CO₂能够更多的进入渗透率低的油层，解放剩余油。

由于油气层各层孔隙度、渗透率在横向、纵向、层内、层间不均质程度高，储层孔喉对渗透率的贡献率呈多峰状分布，采用原有屏蔽暂堵方法利用单一粒子群进行屏蔽暂堵油气层保护体系配方设计必然导致暂堵不完全、暂堵效果差。

目前对于非均质油藏的储层保护技术主要是多级粒子架桥充填封堵漏失通道，该技术是基于储层孔喉渗透率贡献率的多峰分布理论，采用与储层孔喉渗透率贡献率分布相匹配的多级架桥暂堵粒子对储层进行逐级暂堵屏蔽的储层保护技术。但是由于漏失通道的非均质性和漏失裂缝孔隙分布的宽泛性，漏失通道的大小、形态，只能利用测量手段测定其归属某一范围，而不能精确测量每一个通道的大小和形态。因此，现有的架桥暂堵材料并不能全面封堵地层；另外，同一漏失地层，同一井眼的不同压力系统，柔性封堵材料和非柔性封堵材料封堵强度的要求不同，从而导致封堵低效。

为了更好地保护油气层，有必要研制一种跟地层漏失通道匹配范围广、封堵性能好、返排彻底的暂堵剂。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种功能桥粒暂堵剂及其制备方法，该功能桥粒暂堵剂是一种粒度分布广，具有封漏快捷、使用高效、施工方便，集屏蔽暂堵、保护油气层、防漏、堵漏为一体的油气层暂堵剂。

为了实现上述目的，本发明提供了一种功能桥粒暂堵剂，以该功能桥粒暂堵剂的总质量为100％计，该功能桥粒暂堵剂的原料组成包括：45wt％-58wt％的水，0.2wt％-0.4wt％的碳酸钠，0.05wt％-0.1wt％的氢氧化钠，0.1wt％-0.2wt％的甲醇，0.1wt％-0.2wt％的辛烷，0.3wt％-0.5wt％的D-葡萄糖醛酸，0.04wt％-0.1wt％的十二烷基硫酸钠，1.3wt％-1.7wt％的聚阴离子纤维素，0.2wt％-0.4wt％的羧甲基纤维素，0.2wt％-0.5wt％的甲基叔丁基醚，40wt％-50wt％的甲酸钾，该功能桥粒暂堵剂中各原料的质量百分比之和为100％。

在本发明提供的上述功能桥粒暂堵剂中，优选地，采用的辛烷为工业辛烷。

在本发明提供的上述功能桥粒暂堵剂中，优选地，采用的聚阴离子纤维素的取代度为0.9-1.4。

本发明还提供了上述功能桥粒暂堵剂的制备方法，该制备方法包括以下步骤：

步骤一：向水中依次加入碳酸钠、氢氧化钠、甲醇、辛烷、D-葡萄糖醛酸、十二烷基硫酸钠、聚阴离子纤维素、羧甲基纤维素、甲基叔丁基醚，搅拌，得到混合溶液；

步骤二：向所述混合溶液中加入甲酸钾，搅拌，得到所述功能桥粒暂堵剂。

本发明提供的上述功能桥粒暂堵剂的制备方法中，优选地，所述步骤一中的搅拌时间为70min-90min。

本发明提供的上述功能桥粒暂堵剂的制备方法中，优选地，所述步骤二中的搅拌时间为15min-20min。

本发明提供的上述功能桥粒暂堵剂的制备方法中，优选地，所述步骤一和步骤二是在常温下进行的。

本发明提供的上述功能桥粒暂堵剂可以用于水平井控水和二氧化碳气驱强化采油。

本发明提供的功能桥粒暂堵剂具体进行封堵时，可以不动管柱笼统注入，功能桥粒暂堵剂注入时直接用泵车注入井筒后使用修井液将暂堵剂顶替进入油层即可。

本发明提供的功能桥粒暂堵剂对存在大漏失通道的地层进行封堵时，在压差及温度作用下，暂堵剂粒子流动速率大于水溶液速率，并且体积越来越大，在漏失通道快速架桥，分解了液柱压力，小一级的暂堵剂粒子继续变形进入变窄的喉道或架桥或充填，封堵大漏失通道。同时，由于流动速度降低，体系粘度增大，封堵地层。

本发明提供的功能桥粒暂堵剂封堵裂缝或孔喉半径接近暂堵剂粒子半径的地层时，首先通过贾敏效应，实现增阻，接着低压引起暂堵剂粒子向低压区移动、堆积，大量的粒子聚集在一起行成叠加效应，封堵地层。

本发明提供的功能桥粒暂堵剂应用在低孔低渗地层中时，功能桥粒暂堵剂依靠低剪切速率下的高粘度，在井壁形成粘膜效应，骤增流体进入地层时的阻力，使工作液侵入地层速度降低，实现地层封堵，封堵原理如图1所示。

本发明提供的功能桥粒暂堵剂是一种粒度分布广，几乎适合所有地层的可变形架桥粒子，可根据储层油气储渗空间的大小和产状，自行调节结构或形状，在漏失通道快速架桥，最大限度地占据储层储渗空间，减少作业流体及颗粒进入地层，而且能同时在亲油表面和亲水表面铺展，返排容易彻底，不伤害油气层，是一种具有封漏快捷、使用高效、施工方便等特点，且集屏蔽暂堵、保护油气层、防漏、堵漏为一体的油气层暂堵剂。

附图说明

图1为本发明的功能桥粒暂堵剂的封堵原理图；

图2为实施例3的注入油相时入口压力随时间变化曲线；

图3为实施例3的正向注入功能桥粒暂堵剂储层保护液时入口压力随时间变化曲线；

图4为实施例3的功能桥粒暂堵剂的承压能力曲线；

图5为实施例4的功能桥粒暂堵剂的承压曲线；

图6为实施例5的注入油相时入口压力随时间变化曲线；

图7为实施例5的注入油相时渗透率随时间变化曲线；

图8为实施例5的反向注入功能桥粒暂堵剂时入口压力随时间变化曲线；

图9为实施例5的破胶后注入油相时入口压力随时间变化曲线；

图10为实施例5的破胶后注入油相时渗透率随时间变化曲线。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，现对本发明的技术方案进行以下详细说明，但不能理解为对本发明的可实施范围的限定。

实施例1

本实施例提供了一种功能桥粒暂堵剂，以该功能桥粒暂堵剂的总质量为100％计，该功能桥粒暂堵剂的原料组成包括：57.36wt％的水，0.2wt％的碳酸钠，0.1wt％的氢氧化钠，0.1wt％的甲醇，0.2wt％的工业辛烷，0.3wt％的D-葡萄糖醛酸，0.04wt％的十二烷基硫酸钠，1.3wt％的聚阴离子纤维素，0.2wt％的羧甲基纤维素，0.2wt％的甲基叔丁基醚(MTBE)，40wt％的甲酸钾。

本实施例还提供了上述功能桥粒暂堵剂的制备方法，该制备方法包括以下步骤：

常温下，将水加入混合容器中搅拌，向混合容器中依次加入碳酸钠、氢氧化钠、甲醇、工业辛烷、D-葡萄糖醛酸、十二烷基硫酸钠、聚阴离子纤维素、羧甲基纤维素、甲基叔丁基醚(MTBE)，搅拌70min后，得到混合溶液；

向混合溶液中加入甲酸钾，搅拌15min，得到功能桥粒暂堵剂。

实施例2

实施例提供了一种功能桥粒暂堵剂，以该功能桥粒暂堵剂的总质量为100％计，该功能桥粒暂堵剂的原料组成包括：46.05wt％的水，0.4wt％的碳酸钠，0.05wt％的氢氧化钠，0.2wt％的甲醇，0.1wt％的工业辛烷，0.5wt％的D-葡萄糖醛酸，0.1wt％的十二烷基硫酸钠，1.7wt％的聚阴离子纤维素，0.4wt％的羧甲基纤维素，0.5wt％的甲基叔丁基醚，50wt％的甲酸钾。

常温下，将水加入混合容器中搅拌，将碳酸钠、氢氧化钠、甲醇、工业辛烷、D-葡萄糖醛酸、十二烷基硫酸钠、聚阴离子纤维素、羧甲基纤维素、甲基叔丁基醚按顺序依次加入混合容器中搅拌90分钟后，得到混合溶液；

向上述混合溶液中加入甲酸钾，搅拌20分钟，即得到功能桥粒暂堵剂。

实施例3

本实施例中对实施例1中的功能桥粒暂堵剂进行了在地层中的封堵能力测试，用到的实验原料如表1所示，具体步骤如下：

将岩心抽真空用标准盐水饱和48h以上；

将原油正向注入岩心，打回压；

正向注入本实施例的功能桥粒暂堵剂，打回压，出口有功能桥粒暂堵剂出现时停止注入，记录入口压力变化情况；

正向注入标准盐水，泵选择低排量0.05mL/min，打回压，记录入口压力和出液情况。

表1

标准盐水	矿化度为20000mg/L
		原油	80℃下密度0.81g/cm³、粘度为3.0mPa·s
岩心	气测渗透率22.2md

实验结果如图2、图3、图4以及表2所示，注入油相时入口压力随时间变化曲线如图2所示，注入功能桥粒暂堵剂储层保护液时入口压力随时间变化曲线如图3所示，功能桥粒暂堵剂承压能力曲线如图4所示。

从图2可以看出，注入油相时入口压力维持在0.12-0.13MPa；从图3可以看出，有功能桥粒暂堵剂流出入口压力达到0.86MPa；从图4可以看出，功能桥粒暂堵剂的最高承压为4.89MPa。

表2

注入过程	泵排量	总注入量	总注入体积
				正向注入原油	0.2mL/min	72mL	56PV
正向注入功能桥粒暂堵剂储层保护液	0.2mL/min	2.2mL	1.6PV
				正向注入标准盐水	0.05mL/min	9.8mL	6.2PV

实施例4

本实施例对实施例2的功能桥粒暂堵剂进行了承压能力测试，具体包括以下步骤：

实验采用1m长、40目的砂填砂管，渗透率为1046mD，进行驱替实验。

(1)把暂堵液放入容器中，开始正驱暂堵液，观察压力；

(2)把正驱后的填砂管调头，开始反驱暂堵液，观察压力和渗透率，并记录压力达到的最大值。

实验结果如图5所示，实施例2的功能桥粒暂堵剂的正向承压最高可以达到32MPa，反向承压最高可达13MPa。

实施例5

本实施例对实施例1的功能桥粒暂堵剂进行了储层伤害实验，实验材料如表3所示，具体包括以下步骤：

岩心抽真空用标准盐水饱和48h以上；

将原油正向注入岩心，打回压，测定油相渗透率；

反向注入实施例1的功能桥粒暂堵剂储层保护液，打回压，记录入口压力变化和出液情况；

将岩心在温度80℃、压力2MPa条件下放置148h进行破胶；

破胶后将原油正向注入岩心，打回压，测定破胶后油相渗透率。

表3

标准盐水	矿化度为20000mg/L
		原油	80℃下密度0.81g/cm³、粘度为3.0mPa·s
岩心	气测渗透率41.1md

结果如图6、图7、图8、图9、图10和表4所示。注入油相时入口压力随时间变化曲线如图6所示；注入油相时渗透率随时间变化曲线如图7所示；注入功能桥粒暂堵剂时入口压力随时间变化曲线如图8所示；破胶后注入油相时入口压力随时间变化曲线如图9所示；破胶后注入油相时渗透率随时间变化曲线如图10所示。

从图6-图10可以看出注入功能桥粒暂堵剂前岩心油相渗透率2.59md，入口注入压力保持在0.12MPa；注入功能桥粒暂堵剂破胶后岩心油相渗透率5.30md，入口注入压力最高0.19MPa，最后稳定在0.11MPa。

表4

注入过程	泵排量	总注入量	总注入体积
				正向注入原油	0.2mL/min	45mL	36PV
反向注入功能桥粒暂堵剂	0.2mL/min	5.7mL	4.3PV
				破胶后正向注入原油	0.2mL/min	50mL	39PV

以上实施例说明，本发明提供的功能桥粒暂堵剂的封堵效果好，不伤害油气层，是一种可以同时实现屏蔽暂堵、保护油气层，集防漏、堵漏为一体的油气层暂堵剂。

Claims

1.一种功能桥粒暂堵剂，以该功能桥粒暂堵剂的总质量为100％计，该功能桥粒暂堵剂的原料组成包括：45wt％-58wt％的水，0.2wt％-0.4wt％的碳酸钠，0.05wt％-0.1wt％的氢氧化钠，0.1wt％-0.2wt％的甲醇，0.1wt％-0.2wt％的辛烷，0.3wt％-0.5wt％的D-葡萄糖醛酸，0.04wt％-0.1wt％的十二烷基硫酸钠，1.3wt％-1.7wt％的聚阴离子纤维素，0.2wt％-0.4wt％的羧甲基纤维素，0.2wt％-0.5wt％的甲基叔丁基醚，40wt％-50wt％的甲酸钾，该功能桥粒暂堵剂中各原料的质量百分比之和为100％。

2.根据权利要求1所述的功能桥粒暂堵剂，其中，所述辛烷为工业辛烷。

3.根据权利要求1所述的功能桥粒暂堵剂，其中，所述聚阴离子纤维素的取代度为0.9-1.4。

4.一种权利要求1-3任一项所述的功能桥粒暂堵剂的制备方法，该制备方法包括以下步骤：

5.根据权利要求4所述的功能桥粒暂堵剂的制备方法，其中，所述步骤一中的搅拌时间为70min-90min。

6.根据权利要求4所述的功能桥粒暂堵剂的制备方法，其中，所述步骤二中的搅拌时间为15min-20min。

7.根据权利要求4所述的功能桥粒暂堵剂的制备方法，其中，所述步骤一和步骤二是在常温下进行的。

8.权利要求1-3任一项所述的功能桥粒暂堵剂在水平井控水、二氧化碳气驱强化采油中的应用。