CN106044879A - 一种改善高分子调驱体系注入性的方法 - Google Patents
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Abstract
一种改善高分子调驱体系注入性的方法，其中，所述方法包括：分别测量调驱剂和油田现场污水中固体悬浮物的表面Zeta电位；当所述油田现场污水中固体悬浮物的表面Zeta电位为正以及在‑5mV～0的范围内时，在将所述调驱剂加入所述油田现场污水之前，向所述油田现场污水中加入防絮凝剂，以使最终获得的混合物中固体悬浮物的表面Zeta电位为负且其绝对值大于10mV。本申请提供的改善高分子调驱体系注入性的方法，不仅可以直接利用油田污水进行调驱配液，不需要额外增加过滤装置，而且还能够有效预防近井带堆积堵塞的问题，保证作业连续性，降低作业成本。
Description
技术领域
本申请涉及但不限于一种改善高分子调驱体系注入性的方法。
背景技术
受限于现场实际条件，调驱剂经常需要采用油田现场污水配制，油田现场污水的外观整体呈灰黄色，显微镜可观察到大量大小不一的悬浮颗粒，用该污水配制调驱剂后，由于调驱剂本身为高分子材料，污水中的固体悬浮物颗粒会和聚合物分子发生局部絮凝反应，结果悬浮物颗粒粒径明显产生团聚效应，导致在实际施工过程中，这些絮凝体会在注入井筛管、近井地带产生堆积作用，难以进入地层深部，造成注入压力不断的增加，压力达到注入限压，原设计连续注入3个月的调驱作业只能停止注入，待降压解堵后才能继续进行，为施工带来了不便。在中低渗地层甚至难以完成调驱作业。
对利用现场污水注入调驱体系压力快速上升的问题，对此问题，一般现场要在调驱前或调驱施工中利用酸化等措施进行降压解堵作业，即提供足够的升压空间来满足长时间调驱注入的要求，这种做法既增加整体成本又影响施工的连续性，最终影响施工效果。
基于降压解堵措施的问题，为保证施工的连续性，近年来部分油田在现场作业时将污水处理装置(机械过滤方法)引入调驱作业前端，保证配液用水达标，从而不会造成因絮凝问题在近井带堆积堵塞的问题，但此种做法同样增加了额外的投入，当前模块化的机械过滤装置价格较高，对于多井组或整体调驱应用具有一定的适用性，单井组调驱或海上平台限制空间应用时，凸显出成本及空间占用的问题。
另外，也考虑过利用絮凝剂对油田现场污水中的固体悬浮物颗粒进行絮凝沉淀，然而，对油田现场污水进行静置沉淀、再过滤大大增加了操作成本，操作起来也不太现实。
发明内容
本申请的目的是提供一种改善高分子调驱体系注入性的方法。
所述改善高分子调驱体系注入性的方法包括：
分别测量调驱剂和油田现场污水中固体悬浮物的表面Zeta电位；
当所述油田现场污水中固体悬浮物的表面Zeta电位为正以及在-5mV～0的范围内时，在将所述调驱剂加入所述油田现场污水之前，向所述油田现场污水中加入防絮凝剂，以使最终获得的混合物中固体悬浮物的表面Zeta电位为负且其绝对值大于10mV。
在一个实施方式中，向所述油田现场污水中加入防絮凝剂，以使最终获得的混合物中固体悬浮物的表面Zeta电位为负且其绝对值大于25mV。
在一个实施方式中，所述防絮凝剂包括铁铬木质素磺酸盐和/或聚羧酸。
在一个实施方式中，所述防絮凝剂为铁铬木质素磺酸盐。
在一个实施方式中，相对于100mg所述油田现场污水中的固体悬浮物，所述防絮凝剂的加入量为20-500ppm。
本申请提供的改善高分子调驱体系注入性的方法，不仅可以直接利用油田污水进行调驱配液，不需要额外增加过滤装置，而且还能够有效预防近井带堆积堵塞的问题，保证作业连续性，降低作业成本。
附图说明
附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是絮结反应的主要原理示意图。
图2是本申请对比例1油田现场污水的电子显微镜照片。
图3是本申请对比例1油田现场污水中悬浮颗粒表面Zeta电位测定。
图4是本申请对比例1油田现场污水配制调驱剂后体系中悬浮颗粒表面Zeta电位测定。
图5是本申请对比例1油田现场污水配制调驱剂后发生絮凝的电子显微镜照片。
图6是本申请对比例1油田现场污水配制调驱剂后的注入动态图。
图7是本申请实施例1油田现场污水中加入防絮凝剂后表面Zeta电位测定。
图8是本申请实施例1油田现场污水添加防絮凝剂后的电子显微镜照片。
图9(A)是本申请对比例1在填砂模型中注入油田现场污水加入调驱剂后进行水驱的压力变化示意图。
图9(B)是本申请实施例1在填砂模型中注入油田现场污水加入防絮凝剂和调驱剂后进行水驱的压力变化示意图。
图10是本申请实施例2在填砂模型中注入油田现场污水加入防絮凝剂和调驱剂后进行水驱的压力变化示意图。
具体实施方式
下面将通过实施例对本发明作进一步的描述，这些描述并不是对本发明内容作进一步的限定。本领域的技术人员应理解，对本发明技术特征所作的等同替换，或相应的改进，仍属于本发明的保护范围之内。
本申请提供了一种改善高分子调驱体系注入性的方法，其中，所述方法包括：分别测量调驱剂和油田现场污水中固体悬浮物的表面Zeta电位；当所述油田现场污水中固体悬浮物的表面Zeta电位为正以及在-5mV～0的范围内时，在将所述调驱剂加入所述油田现场污水之前，向所述油田现场污水中加入防絮凝剂，以使最终获得的混合物中固体悬浮物的表面Zeta电位为负且其绝对值大于10mV。
本发明的发明人通过大量的实验发现，通过在油田现场污水中加入在颗粒表面具有强吸附能力的防絮凝剂，通过改变油田现场污水中固悬物表面的荷电性质，达到防止调驱剂和固体悬浮物形成更大的絮结体，消除其带来的额外阻力的目的，保证调驱剂的顺利注入。
图1是絮结反应的主要原理图。如图1所示。横坐标代表调驱剂中固体悬浮物表面的Zeta电位值，纵坐标代表油田现场污水中固体悬浮物表面的Zeta电位值，可以看出，在调驱剂和油田现场污水中固体悬浮物表面Zeta电位值较低时，两者可能发生絮结反应(Ⅰ区)，随着固体悬浮物和调驱剂表面Zeta电位的增加，两者逐渐进入平衡状态，絮结反应受到抑制(Ⅱ区)，随着Zeta电位的继续增加，两者处于彻底的分散状态(III区)。
本申请中，最终获得的混合物中固体悬浮物的表面Zeta电位为负且其绝对值大于10mV即可有效地防止絮结反应的发生，可有效地改善高分子调驱体系的注入性。
在本申请实施方式中，向所述油田现场污水中加入防絮凝剂，只要使最终获得的混合物中固体悬浮物的表面Zeta电位为负且其绝对值大于25mV即可有效的避免絮结反应的发生。
在本申请实施方式中，所述防絮凝剂可以包括铁铬木质素磺酸盐和/或聚羧酸。
在本申请实施方式中，所述防絮凝剂可以为铁铬木质素磺酸盐。
在本申请实施方式中，相对于100mg所述油田现场污水中的固体悬浮物，所述防絮凝剂的加入量可以为20-500ppm。
在本申请实施方式中，所述调驱剂和种类和用量没有特别要求，可以是本领域技术人员已知的任意一种调驱剂。
在本申请实施方式中，所述防絮凝剂的加入温度和加入时间没有特别要求，可以直接在收集的油田现场污水中添加所述防絮凝剂。另外，所述防絮凝剂的添加形态也没有特别要求，可以直接添加，也可以在水中溶解稀释后添加。本发明没有特殊要求。
本申请提供的改善高分子调驱体系注入性的方法，通过添加合适的防絮凝剂，使得油田现场污水中的悬浮物在防絮凝剂的作用下，存在状态从絮结区向平衡区和分散区移动，达到抑制絮凝反应发生的目的。使得油田现场污水中的悬浮物能够均匀分散，避免了因絮凝导致的污堵问题。
以下实施例中所用试剂均来自商购。
油田现场污水均采用的是渤中19-4油田的现场污水。
对比例1
在室温下，渤中19-4油田现场污水的电子显微镜照片如图2所示，图2中的油田现场污水的外观整体呈灰黄色，显微镜可观察到大量大小不一的悬浮颗粒，部分粒径达到50μm左右；其悬浮颗粒表面Zeta电位测定如图3所示。图3对应的利用Zeta电位仪测定油田现场污水中固悬物表面的Zeta电位值为-4.4mV。
向上述油田现场污水中加入2000ppm的调驱剂(聚丙烯酰胺类微凝胶)。加入调驱剂的油田现场污水体系的表面的Zeta电位如图4所示，其电子显微镜照片如图5所示,从图5可以看出，固体悬浮物颗粒粒径明显产生聚团效应，粒径达到几百微米，甚至达到厘米级。图4对应的调驱体系表面Zeta电位为-25.4mV。
该油田现场污水和调驱剂中固体悬浮物中的表面Zeta电位对应于图1中絮结区I中圆点所示位置，其中，油田现场污水中固悬物表面Zeta电位为-4.4mV，调驱剂表面Zeta电位为-25.4mV的状态，可以看到两者正好处于絮结区间，两者将在接触后迅速絮结，从而容易在近井带滞留，造成调驱作业注入困难。
利用上述加入调驱剂的油田现场污水体系进行油田现场施工的曲线图如图6所示。从图6可以看出，在注入一周后，压力达到注入限压，原设计连续注入3个月的调驱作业只能停止注入，待降压解堵后继续进行。
实验室利用模拟填砂装置开展对体系的注入性改善实验，在填砂模型中注入上述加入调驱剂的油田现场污水体系，然后进行后续水驱，所得结果如图9(A)所示。在图9(A)中，横坐标PV代表模拟填砂装置的孔隙体积，从该图可以看出，在注入过程中，注入压力急剧增加并且不断的上升，不利于调驱作业。
实施例1
在室温下，向100g的渤中19-4油田现场污水中加入200ppm的防絮凝剂铁铬木质素磺酸盐(获自中海油服化学公司)，然后再加入2000ppm的聚丙烯酰胺类微凝胶调驱剂(获自盘锦海世通化工有限责任公司)。测定体系表面Zeta电位如图7所示，体系电子显微镜照片如图8所示。
如图7所示，100g油田现场污水中加入上述防絮凝剂后固体悬浮物表面Zeta电位的负电荷峰值强度增大，并向左移，平均表面Zeta电位值从最初的-4.4mV增加到-24.0mV。结合图8的电子显微镜照片，注入水中的固体悬浮颗粒从较大的聚集状态转化为均匀的分散状态，粒径也有明显的减小。在此状态下两者的共存状态基本处于分散区，可以很好的抑制絮凝反应的发生。
实验室利用模拟填砂装置开展对体系的注入性改善实验，在填砂模型中注入上述加入防絮凝剂和调驱剂的油田现场污水(渤中19-4油田)体系，然后进行后续水驱，所得结果如图9(B)所示。
对比图9(A)和9(B)可以看出，没有添加防絮凝剂的体系，注入初期，压力急剧上升，进行后续水驱后，可以看到压力持续增高，监测的最高注入压力可达到0.3MPa以上，最高阻力系数(阻力系数是注入一定体积后的压力除以初始注入压力计算得到的)达到了5以上；而加入防絮凝剂的体系，可以看到注入压力非常稳定，监测的最高注入压力在0.1MPa以下，最高阻力系数仅为1.4，且在后期压力并无明显上升的趋势，可见，防絮凝剂有效减缓了油田现场污水的污堵问题，对调驱体系注入性的效果有较好的改善。
实施例2
采用与实施例1相同的方法，不同的是，采用200ppm防絮凝剂聚羧酸(获自中海油服化学公司)。最终获得的体系中固体悬浮物表面Zeta电位为-15.2mV。
利用模拟填砂装置考察体系注入性，所得结果如图10所示。实验过程中注入压力非常稳定，最高注入压力在0.14MPa以下，最高阻力系数仅为1.75。
从上述实施例结果可以看出，本发明实施方式提供的改善高分子调驱体系注入性的方法，能够有效预防油田现场污水的絮凝情况，有效避免了近井带堆积堵塞的问题，使注水时的最高阻力系数保持在2以下，注入压力非常稳定，保证作业连续性，降低作业成本。
本申请包括但不限于以上实施例，凡是在本申请精神的原则下进行的任何等同替代或局部改进，都将视为在本申请的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种改善高分子调驱体系注入性的方法，其特征在于，所述方法包括：
分别测量调驱剂和油田现场污水中固体悬浮物的表面Zeta电位；
当所述油田现场污水中固体悬浮物的表面Zeta电位为正以及在-5mV～0的范围内时，在将所述调驱剂加入所述油田现场污水之前，向所述油田现场污水中加入防絮凝剂，以使最终获得的混合物中固体悬浮物的表面Zeta电位为负且其绝对值大于10mV。
2.如权利要求1所述的方法，其中，向所述油田现场污水中加入防絮凝剂，以使最终获得的混合物中固体悬浮物的表面Zeta电位为负且其绝对值大于25mV。
3.如权利要求1或2所述的方法，其中，所述防絮凝剂包括铁铬木质素磺酸盐和/或聚羧酸。
4.如权利要求3所述的方法，其中，所述防絮凝剂为铁铬木质素磺酸盐。
5.如权利要求1或2所述的方法，其中，相对于100mg所述油田现场污水中的固体悬浮物，所述防絮凝剂的加入量为20-500ppm。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB02 | Change of applicant information |
Address after: 100010 Chaoyangmen North Street, Dongcheng District, Dongcheng District, Beijing Applicant after: China Offshore Oil Group Co., Ltd. Applicant after: China Oilfield Services Limited Address before: 100010 Chaoyangmen North Street, Dongcheng District, Dongcheng District, Beijing Applicant before: China National Offshore Oil Corporation Applicant before: China Oilfield Services Limited |
|
| CB02 | Change of applicant information | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |