CN105505354A

CN105505354A - 一种高温调剖剂及其制备方法

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Publication number: CN105505354A
Application number: CN201510909301.0A
Authority: CN
Inventors: 袁立英; 陈小凯; 同松; 羊勇; 唐莹莹; 袁庆佳; 温栋良; 刘靖炜; 郑猛; 李�瑞; 马昌明; 王馨竹; 孙晔; 曹金凤; 孙铭泽
Original assignee: China Petroleum and Natural Gas Co Ltd
Current assignee: China Petroleum and Natural Gas Co Ltd
Priority date: 2015-12-10
Filing date: 2015-12-10
Publication date: 2016-04-20
Anticipated expiration: 2035-12-10
Also published as: CN105505354B

Abstract

本发明提供了一种高温调剖剂及其制备方法，以重量百分比计，制备该高温调剖剂的原料包括：2-5％三聚氰胺类物质、5-15％醛、0.5-2％增韧剂、0.05-0.2％缓凝剂、10-20％水溶性硅酸盐和余量的水。本发明提供的高温调剖剂的封堵率可达88％以上；耐温达250℃；耐矿化度最高达100000mg/L，200℃蒸汽条件下有效期可达6个月以上；成胶前调剖剂粘度为100-1000mPa·S，封堵强度可达25MPa/m，成胶时间可控制在8-24h内，能够实现油层的深部调剖。

Description

一种高温调剖剂及其制备方法

技术领域

本发明属于油田开发技术领域，具体涉及一种高温调剖剂及其制备方法。

背景技术

随着辽河油田稠油区块吞吐轮次的增加，地层压力低，亏空较严重，汽窜突出，采油速度低，稠油区块处于低效开采状态，受地层非均质等多种因素影响，开采过程中蒸汽重力超覆，吸汽剖面不均，井间汽窜等问题，严重降低了稠油热采效率，影响采收率的提高。

目前，稠油井高温调剖剂主要有常规水泥等颗粒类堵剂、高温有机冻胶、热固性树脂、凝胶颗粒堵剂、泡沫类堵水剂等类型。其中常规水泥等颗粒类堵剂存在粒径大、无选择性，易造成储层伤害的缺点；高温有机冻胶价格偏高；热固性树脂无选择性、固化速度对温度非常敏感，可控性差；凝胶颗粒堵剂无法注入地层深部；泡沫类堵水剂封堵强度太低、地层适应性差。

发明内容

为克服上述问题，本发明的目的是提供一种高温调剖剂。

本发明的另一目的是提供上述高温调剖剂的制备方法。

为达到上述目的，本发明提供了一种高温调剖剂，以重量百分比计，制备高温调剖剂的原料包括：2-5％三聚氰胺类物质、5-15％醛、0.5-2％增韧剂、0.05-0.2％缓凝剂、10-20％水溶性硅酸盐和余量的水。

本发明提供的高温调剖剂，利用三聚氰胺和醛缩聚反应生成的三聚氰胺树脂，其具有较高的化学活性，很高的胶接强度，热稳定性高，低温固化能力强，抗剪切性能好，固化速度快。

本发明提供的高温调剖剂，可适用于多种油井，优选为用于稠油井。

本发明中的高温调剖剂，对于稀油油藏，高温指90℃以上；对于稠油油藏，高温指200℃以上。

在上述高温调剖剂中，优选地，以重量百分比计，制备高温调剖剂的原料包括：2.5-4％三聚氰胺类物质、8-12％醛、1-1.5％增韧剂、0.1-0.15％缓凝剂、12-18％水溶性硅酸盐和余量的水。

在上述高温调剖剂中，优选地，所述三聚氰胺类物质包括三聚氰胺和苯代三聚氰胺中的一种或两种的组合。

在上述高温调剖剂中，优选地，所述醛包括甲醛和乌洛托品中的一种或两种的组合。所述甲醛为质量浓度37-40％的甲醛溶液。

在上述高温调剖剂中，优选地，所述增韧剂包括对甲苯磺酰胺和邻苯二甲酸二辛酯中的一种或两种的组合。

在上述高温调剖剂中，优选地，所述缓凝剂包括乙二胺四甲叉膦酸钙、乙二胺四甲叉膦酸钠和乙二胺五甲叉膦酸中的一种或几种的组合。

在上述高温调剖剂中，优选地，所述水溶性硅酸盐包括硅酸钠或硅酸钾。进一步优选地，所述水溶性硅酸盐的模数为2.5-3.3，密度为1.3-1.4g/cm³。

本发明另外提供了一种上述高温调剖剂的制备方法，该方法包括以下步骤：

将三聚氰胺类物质、增韧剂、缓凝剂、醛和水溶性硅酸盐加入水中，搅拌混合后得到高温调剖剂。

在上述高温调剖剂的制备方法中，优选地，该方法是先将三聚氰胺类物质、增韧剂和缓凝剂加入到水中，在50-200r/min下搅拌20-30min后再加入醛和水溶性硅酸盐，搅拌混合后得到高温调剖剂。

在上述高温调剖剂的制备方法中，优选地，所述水为温度在50℃以上的热水。水可以用清水或油田污水。

本发明提供的高温调剖剂的封堵率可达88％以上，耐温达250℃，耐矿化度最高达100000mg/L，200℃蒸汽条件下有效期可达6个月以上；成胶前调剖剂粘度为100-1000mPa·S，封堵强度可达25MPa/m，成胶时间可控制在8-24h内，能够实现油层的深部调剖。该高温调剖剂具有良好的流动性、耐温性、长期有效性，制备简单，成本低廉等特点，而且成胶时间可调，封堵能力强，适应油藏类型广，不易污染地层，能够进入地层深部，有效解决普通稠油井吸汽剖面不均，井间汽窜等生产难题。

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高温调剖剂，以重量百分比计，制备高温调剖剂的原料包括：

三聚氰胺：2％；

甲醛：5％；

甲苯磺酰胺：0.5％；

乙二胺四甲叉膦酸钙：0.05％；

硅酸钠：10％；模数3.5，密度2.4g/cm³；

余量为油田污水。

具体制备过程为：

(1)将三聚氰胺、甲苯磺酰胺和乙二胺四甲叉膦酸钙加入到50℃以上油田污水中，充分搅拌溶解20-30min，搅拌速度为50-200r/min，得到混合溶液；

(2)向上述混合溶液中依次加入甲醛(质量浓度为37-40％的甲醛溶液)和硅酸钠，继续搅拌30min后得到高温调剖剂。

实施例2

苯代三聚氰胺：5％；

甲醛：15％；

邻苯二甲酸二辛酯：2％；

乙二胺四甲叉膦酸钠：0.2％；

硅酸钾：20％；模数3.5，密度2.4g/cm³；

余量为油田污水。

具体制备过程为：

(1)将苯代三聚氰胺、邻苯二甲酸二辛酯和乙二胺四甲叉膦酸钠加入到50℃以上油田污水中，充分搅拌溶解20-30min，搅拌速度为50-200r/min，得到混合溶液；

(2)向上述混合溶液中依次加入甲醛(质量浓度为37-40％的甲醛溶液)和硅酸钾，继续搅拌30min得到高温调剖剂。

将上述制备的调剖剂进行岩心单管模拟实验，考察岩心用调剖剂处理前后的渗透率变化情况。

将上述制备的调剖剂进行岩心单管模拟实验，考察岩心用调剖剂处理前后的渗透率变化情况(测试情况见表1)。

表1调剖剂的封堵强度性能

岩心编号	堵前渗透率×10^-3μm²	堵后渗透率×10^-3μm²	堵塞率％
				2015-31	825.6	83.4	89.9
2015-32	913.2	103.2	88.7
				2015-33	745.3	75.2	90.0

实验结果表明，本实施例制得的高温调剖剂具有很强的地层封堵能力，有效封堵率最高可达到88％。

实施例3

三聚氰胺：3％；

甲醛：10％；

甲苯磺酰胺：1％；

乙二胺五甲叉膦酸：0.1％；

硅酸钠：15％；模数3.5，密度2.4g/cm³；

余量为油田污水。

具体制备过程为：

(1)将三聚氰胺、甲苯磺酰胺和乙二胺五甲叉膦酸加入到50℃以上油田污水中，充分搅拌溶解20-30min，搅拌速度50-200r/min，得到混合溶液；

(2)向上述混合溶液中依次加入甲醛(质量浓度为37-40％的甲醛溶液)和硅酸钠，继续搅拌30min得到高温调剖剂。

将上述制备的高温调剖剂进行岩心单管模拟实验，考察其对地层封堵强度。表2反映高温调剖剂的封堵强度情况。凝胶的封堵强度可以用突破压力来描述。测定程序如下：①岩心饱和水；②以一定的流量注入一定量的调剖剂，测试流程为可加外压、有恒温水浴的常规流程；③把注入调剖剂的岩心放在密闭容器中，在设定温度的恒温水浴中放置一段时间；④在温度为设定温度、相同外压的条件下，以一定的流量注水，直至岩心夹持器出口端流下第一滴液体且以后不断有液体流出，此时进口端压力表的读数为堵剂的突破压力P_t。

表2调剖剂的封堵强度

从表2中可以看出，本实施例提供的高温调剖剂的封堵强度达25MPa/m，可以满足蒸汽驱、吞吐井封窜强度要求，具有很高的封堵能力，避免了汽窜的发生。

实施例4

苯代三聚氰胺：3％；

甲醛：12％；

邻苯二甲酸二辛酯：1.2％；

乙二胺四甲叉膦酸钙：0.08％；

硅酸钠：12％；模数3.5，密度2.4g/cm³；

余量为油田污水。

具体制备过程为：

(1)将苯代三聚氰胺、邻苯二甲酸二辛酯和乙二胺四甲叉膦酸钙加入到50℃以上油田污水中，充分搅拌溶解20-30min，搅拌速度为50-200r/min，得到混合溶液；

将上述制备得到的调剖剂，静止24小时完全凝结后，对其进行耐温性能的测试实验，具体按照以下步骤进行：

将凝结的调剖剂放置于恒温箱中，每隔24小时，调节恒温箱温度，测试其耐温性能，该调剖剂高温老化试验结果如表3所示。

表3调剖剂耐温性能实验

温度，℃	100	150	200	250	300
						状态	固体	固体	固体	固体	固体
失重率(％)	0	0	1.5	25.7	45.2

上述耐温性能测试的结果表明：高温调剖剂能够耐高温达250℃以上。随着温度的升高，该调剖剂失重率增加，当温度超过250℃时，调剖剂结构发生变化，调剖剂开始高温水化。由此看出，调剖剂具有良好的耐高温性能，能够适应国内蒸汽吞吐稠油开发油藏的适用条件。

实施例5

三聚氰胺：4％；

乌洛托品：10％；

对甲苯磺酰胺：2％；

乙二胺五甲叉膦酸：0.2％；

硅酸钾：18％；模数3.5，密度2.4g/cm³；

余量为油田污水。

具体制备过程为：

(1)将三聚氰胺、对甲苯磺酰胺和乙二胺五甲叉膦酸依次加入到50℃以上油田污水中，充分搅拌溶解20-30min，搅拌速度50-200r/min，得到混合溶液；

(2)向上述混合溶液中依次加入乌洛托品和硅酸钾，继续搅拌30min后得到高温调剖剂。

将上述制备的高温调剖剂进行高温长期稳定性实验(实验温度为200℃)，表4反映高温环境对调剖剂长期稳定性影响。从表4中可以看出，调剖剂在200℃条件下，能够长期保持较强的封堵能够达6个月以上。

表4高温条件下调剖剂的稳定性能

稳定时间	一个月	二个月	三个月	四个月	五个月	六个月	七个月
								脱水率，％	0	0.5	5	9	14	19	38

实施例6

本实施例提供了高温调剖剂单管模型岩心实验。

将实施例3配制的高温调剖剂开展单管模型岩心实验，考察其耐蒸汽冲刷性能。实验参数：岩芯长度为4.8cm；岩芯渗透率：1432×10^-3μm²；孔隙体积：10.2cm³；注入蒸汽质量：102g(10PV)；注入温度：250℃；注入流量：2g/min。实验结果如表5所示。

表5调剖剂面耐蒸汽冲刷性能

注汽时间，min	5	10	20	30	40	50
							封堵率，％	92	90	88	85	81	72

实验结果表明，高温调剖剂随着蒸汽冲刷时间的延长，成胶结构被破坏，最后形成水溶液被排出，当注入蒸汽体积为10PV时，调剖剂对岩心的封堵率保持在50％以上，说明该调剖剂具有非常强的耐蒸汽冲刷能力；同时也说明堵剂在高温作用下能够降解，恢复地层渗透性。

Claims

1.一种高温调剖剂，以重量百分比计，制备高温调剖剂的原料包括：

2-5％三聚氰胺类物质、5-15％醛、0.5-2％增韧剂、0.05-0.2％缓凝剂、10-20％水溶性硅酸盐和余量的水。

2.根据权利要求1所述的高温调剖剂，其中，以重量百分比计，制备高温调剖剂的原料包括：2.5-4％三聚氰胺类物质、8-12％醛、1-1.5％增韧剂、0.1-0.15％缓凝剂、12-18％水溶性硅酸盐和余量的水。

3.根据权利要求1所述的高温调剖剂，其中，所述三聚氰胺类物质包括三聚氰胺和苯代三聚氰胺中的一种或两种的组合。

4.根据权利要求1所述的高温调剖剂，其中，所述醛包括甲醛和乌洛托品中的一种或两种的组合。

5.根据权利要求1所述的高温调剖剂，其中，所述增韧剂包括对甲苯磺酰胺和邻苯二甲酸二辛酯中的一种或两种的组合。

6.根据权利要求1所述的高温调剖剂，其中，所述缓凝剂包括乙二胺四甲叉膦酸钙、乙二胺四甲叉膦酸钠和乙二胺五甲叉膦酸中的一种或几种的组合。

7.根据权利要求1所述的高温调剖剂，其中，所述水溶性硅酸盐包括硅酸钠或硅酸钾；

优选地，所述水溶性硅酸盐的模数为2.5-3.3，密度为1.3-1.4g/cm³。

8.权利要求1-7任意一项所述的高温调剖剂的制备方法，该方法包括以下步骤：

9.根据权利要求8所述的方法，其中，该方法是先将三聚氰胺类物质、增韧剂和缓凝剂加入到水中，在50-200r/min下搅拌20-30min后再加入醛和水溶性硅酸盐，搅拌混合后得到高温调剖剂。

10.根据权利要求8或9所述的方法，其中，所述水为温度在50℃以上的热水。