CN106634915B - 一种稠油油井聚合物解堵剂 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种稠油油井聚合物解堵剂，以质量百分比计，解堵剂包括破胶剂0.5～5.0％、清洗剂1.0～10.0％、粘土稳定剂0.1～5.0％、铁离子稳定剂0.1～5.0％、表面活性剂0.1～5.0％、缓蚀剂0.1～5.0％、杀菌剂0.1～5.0％和余量的水，破胶剂包括30～70％的破胶剂I和30～70％的破胶剂II，所述破胶剂I为过硫酸铵、硫代硫酸钠、高碘酸钾和过硫酸氢钾中的一种或多种，所述破胶剂II为过氧化钙、过硫酸钾、高碘酸钠和硫化铁中的一种或多种。本发明适用于稠油油井注聚合物而造成的堵塞问题，较常规单一氧化剂或单一酸液的解堵效果更优，本发明具有解堵效果好、抗腐蚀性强、有效期长、安全等优点。

Description

一种稠油油井聚合物解堵剂

技术领域

本发明属于油井化学技术领域，更具体地讲，涉及一种稠油油井聚合物解堵剂。

背景技术

稠油油井聚合物是指在石油的钻探、采输、水质处理及提高采收率过程中所用的一类助剂。然而随着聚合物注入量的不断增加、注入时间的延长，会造成稠油油井堵塞，随着井底堵塞物的长期聚集，大部分注聚合物井出现了注入压力急剧增加、油层吸水指数骤减等问题，严重影响聚驱效果。此外，稠油在储层和井筒中的流动性差，且易与堵塞物相互包裹形成油垢等，进一步加剧了近井地带污染，影响稠油油井产量。

目前国内外针对上述问题，一般采用强氧化剂等聚合物解堵剂降解有机高分子聚合物，其主要原理是利用强氧化剂将聚丙烯酰胺的C-C键主链彻底氧化分解，使大分子长链断裂为多个小分子短链，降低聚合物粘度并提高聚合物溶液流动性，从而解除聚合物类堵塞。近几年通过对强氧化剂类型的深入研究，总体上形成了过氧化氢、过氧化钙、次氯酸钠、稳态二氧化氯型等注聚合物井解堵剂体系。

结合稠油油井的堵塞原因和不同解堵措施的现场应用情况可知，对于仅由高分子聚合物引起的注聚合物井堵塞问题，采用单一的聚合物解堵剂可有效解堵稠油油井的堵塞。但在实际地层中，大多数稠油油井堵塞成因复杂，堵塞物大多是由不同比例的高分子聚合物、油垢、无机垢组成的稳定体系。特别是对于稠油油井堵塞，一方面堵塞物与稠油相互包裹，使得堵塞物流动性差，加剧了稠油油井的堵塞；另一方面，稠油的高粘度使得注入的解堵剂进入地层后流动困难，与堵塞物接触机率大大减小，降解堵塞物难度增大，导致单一的强氧化剂等常用解堵剂解堵措施效率低，甚至无效。

此外，目前常用的强氧化剂类解堵剂产品对管道具有较强腐蚀性，存在稳定性差的问题，长时间存放易失去活性，活性成分在地层中的释放速度不易控制，存在一定安全隐患，对胶质沥青质等有机物的解堵效果不佳并且容易对储层带来二次伤害。

发明内容

为了解决现有技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种可高效降解稠油油井聚合物并且不会造成稠油油井管具腐蚀的稠油油井聚合物解堵剂。

本发明提供了一种稠油油井聚合物解堵剂，以质量百分比计，所述解堵剂包括破胶剂0.5～5.0％、清洗剂1.0～10.0％、粘土稳定剂0.1～5.0％、铁离子稳定剂0.1～5.0％、表面活性剂0.1～5.0％、缓蚀剂0.1～5.0％、杀菌剂0.1～5.0％和余量的水；

其中，以质量百分比计，所述破胶剂包括30～70％的破胶剂I和30～70％的破胶剂II，所述破胶剂I为过硫酸铵、硫代硫酸钠、高碘酸钾和过硫酸氢钾中的一种或多种，所述破胶剂II为过氧化钙、过硫酸钾、高碘酸钠和硫化铁中的一种或多种。

根据本发明稠油油井聚合物解堵剂的一个实施例，所述清洗剂为对苯二酚、环戊基甲醚、2-甲基四氢呋喃、四氢呋喃、聚四氢呋喃、甲醇、异丙醇、正戊醇、三乙醇胺、油酸、柠檬酸和亚氯酸钠中的一种或多种。

根据本发明稠油油井聚合物解堵剂的一个实施例，所述粘土稳定剂为EDTA、NH₄Cl、四甲基氯化铵和2-氯乙基三甲基氯化铵中的一种或多种。

根据本发明稠油油井聚合物解堵剂的一个实施例，所述铁离子稳定剂为甲酸、醋酸、草酸、EDTA、羟基乙叉二磷酸和乙二胺四亚甲基膦酸中的一种或多种。

根据本发明稠油油井聚合物解堵剂的一个实施例，所述表面活性剂为α-烯基磺酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚、全氟丁基磺酸钾、全氟辛基磺酸四乙基胺、N-乙基,N-羟乙基全氟辛基磺酰胺和全氟辛基磺酸胺中的一种或多种。

根据本发明稠油油井聚合物解堵剂的一个实施例，所述缓蚀剂为十六烷基氯化吡啶、甲酰胺、丙炔醇、辛炔醇、醛酮铵、烷基三甲基氯化铵和1-聚氨乙基-2-烷基咪唑啉中的一种或多种。

根据本发明稠油油井聚合物解堵剂的一个实施例，所述杀菌剂为硫酸氢钠、二氯异氰尿酸钠和三氯异氰尿酸钠中的一种或多种。

本发明适用于稠油油井注聚合物而造成的堵塞问题，较常规单一氧化剂或单一酸液的解堵效果更优。本发明提供的稠油油井聚合物解堵剂能有效分散溶胀堵塞物、溶解堵塞物中原油组分并高效降解堵塞物，不会造成稠油油井管具腐蚀，具有解堵效果好、抗腐蚀性强、有效期长、安全等优点。

附图说明

图1示出了实验例2中的稠油油井聚合物解堵剂对不同比例的聚合物胶团的吸光度曲线图。

图2示出了实验例3中对含10％聚合物胶团的人造岩芯的复合解堵剂流动实验曲线图。

图3示出了实验例3中对含20％聚合物胶团的人造岩芯的复合解堵剂流动实验曲线图。

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

本说明书中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

下面先对本发明的稠油油井聚合物解堵剂进行详细的说明。

根据本发明的示例性实施例，以质量百分比计，所述稠油油井聚合物解堵剂包括破胶剂0.5～5.0％、清洗剂1.0～10.0％、粘土稳定剂0.1～5.0％、铁离子稳定剂0.1～5.0％、表面活性剂0.1～5.0％、缓蚀剂0.1～5.0％、杀菌剂0.1～5.0％和余量的水。

其中，粘土稳定剂和表面活性剂可以防止高分子聚合物再吸附，减少微粒运移并有效延长作业有效期；清洗剂可以安全、有效、快速地去除油井中胶质、沥青等有机质质堵塞物，同时能有效溶解聚合物堵塞物中原油，促进聚合物胶团溶胀分散；铁离子稳定剂可有效稳定地层中Fe³⁺和Fe²⁺，避免形成沉淀伤害地层；缓蚀剂可以防止或减缓解堵剂对设备及油井管柱的腐蚀作用；杀菌剂可以消除细菌(SRB、TB、TGB等)及其代谢产物对地层带来的堵塞问题。

而本发明中使用的破胶剂能够氧化降解近井地带的高分子聚合物，从而有效实现解堵的效果。具体地，以质量百分比计，上述破胶剂包括30～70％的破胶剂I和30～70％的破胶剂II；破胶剂I为过硫酸铵、硫代硫酸钠、高碘酸钾和过硫酸氢钾中的一种或多种，破胶剂II为过氧化钙、过硫酸钾、高碘酸钠和硫化铁中的一种或多种。

破胶剂I依靠其强溶解渗透性，充分溶胀复杂变性的聚合物胶团，促使胶团软化分散呈溶液状；破胶剂II在地层条件下反应形成大量活性羟基自由基，加剧堵塞物胶团分散的同时，更能促进高分子聚合物的氧化降解，实现聚合物胶团的完全降解，达到解堵增注的目的。本发明采用的破胶剂克服了单一氧化剂解堵效果欠佳的问题，对复杂变性聚合物胶团具有高效降解能力，同时与清洗剂复配后使用，可有效溶解地层中胶质沥青质等稠油重质组分，进一步提高解堵效果。

根据本发明的示例性实施例，本发明选用的清洗剂可以为对苯二酚、环戊基甲醚、2-甲基四氢呋喃、四氢呋喃、聚四氢呋喃、甲醇、异丙醇、正戊醇、三乙醇胺、油酸、柠檬酸和亚氯酸钠中的一种或多种；所选用的粘土稳定剂可以为EDTA、NH₄Cl、四甲基氯化铵和2-氯乙基三甲基氯化铵中的一种或多种；所选用的铁离子稳定剂可以为甲酸、醋酸、草酸、EDTA、羟基乙叉二磷酸和乙二胺四亚甲基膦酸中的一种或多种；所选用的表面活性剂可以为α-烯基磺酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚、全氟丁基磺酸钾、全氟辛基磺酸四乙基胺、N-乙基,N-羟乙基全氟辛基磺酰胺和全氟辛基磺酸胺中的一种或多种；所选用的缓蚀剂可以为十六烷基氯化吡啶、甲酰胺、丙炔醇、辛炔醇、醛酮铵、烷基三甲基氯化铵和1-聚氨乙基-2-烷基咪唑啉中的一种或多种；所选用的杀菌剂可以为硫酸氢钠、二氯异氰尿酸钠和三氯异氰尿酸钠中的一种或多种。

实际应用时，按上述配比配制得到本发明的稠油油井聚合物解堵剂，并且于使用时根据稠油油井的堵塞情况，将配制好的解堵剂用水稀释至需要的浓度即可。

本发明的稠油油井聚合物解堵剂可配合常规酸化解堵工艺进行，使用方法如下：

于使用时，首先采用稠油油井泵将本发明的稠油油井聚合物解堵剂注入油层，然后采用稠油油井泵将顶替液(所述顶替液主要以盐水或淡水与表面活性剂的混合液，作用是将稠油油井井筒中的解堵剂顶入地层)注入油层，之后关井4小时以上，使本发明的稠油油井聚合物解堵液充分发挥解堵作用，最后按照常规酸化流程泵注处理液(所述处理液主要为酸液，具体酸液类型根据油层储层情况而定，作用是充分溶解堵塞物中无机污垢)、后置液(所述后置液主要为盐酸或氯化铵溶液等，作用是将处理液驱离井眼附近，否则残酸中的反应产物会降低产能)和顶替液即完成解堵处理。

应理解，本发明详述的上述实施方式及以下实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，本领域的技术人员根据本发明的上述内容作出的一些非本质的改进和调整均属于本发明的保护范围。

下面结合具体实施例对本发明的稠油油井聚合物解堵剂作进一步说明。

实施例1：

本实施例的稠油油井聚合物解堵剂，按质量百分比计算，包括如下组分：破胶剂1.5％、清洗剂2.5％、粘土稳定剂0.1％、铁离子稳定剂1.0％、表面活性剂1.0％、缓蚀剂0.1％、杀菌剂0.5％和余量的水。其中，破胶剂按质量百分比计包括60％的破胶剂I和40％的破胶剂II。

具体地，破胶剂I为过硫酸铵，破胶剂II为高碘酸钠，清洗剂为四氢呋喃，粘土稳定剂为EDTA，铁离子稳定剂为羟基乙叉二磷酸，表面活性剂为α-烯基磺酸钠，缓蚀剂为十六烷基氯化吡啶，杀菌剂为二氯异氰尿酸钠。

实施例2：

本实施例的稠油油井聚合物解堵剂，按质量百分比计算，包括如下组分：破胶剂2.0％、清洗剂3.0％、粘土稳定剂1.5％、铁离子稳定剂1.5％、表面活性剂1.0％、缓蚀剂1.0％、杀菌剂1.0％和余量的水。其中，破胶剂按质量百分比计包括30％的破胶剂I和70％的破胶剂II。

具体地，破胶剂I为高碘酸钾，破胶剂II为过氧化钙，清洗剂为异丙醇，粘土稳定剂为NH₄Cl，铁离子稳定剂为乙二胺四亚甲基磷酸，表面活性剂为脂肪醇聚氧乙烯醚，缓蚀剂为醛酮铵，杀菌剂为三氯异氰尿酸钠。

实施例3：

本实施例的稠油油井聚合物解堵剂，按质量百分比计算，包括如下组分：破胶剂2％、清洗剂4％、粘土稳定剂2.0％、铁离子稳定剂2.0％、表面活性剂1.5％、缓蚀剂1.5％、杀菌剂1.5％和余量的水。其中，破胶剂按质量百分比计包括45％的破胶剂I和55％的破胶剂II。

具体地，破胶剂I为过硫酸氢钾，破胶剂II为过硫酸钾，清洗剂为2-甲基四氢呋喃，粘土稳定剂为四甲基氯化铵，铁离子稳定剂为羟基乙叉二磷酸，表面活性剂为N-乙基,N-羟乙基全氟辛基磺酰胺，缓蚀剂为甲酰胺，杀菌剂为二氯异氰尿酸钠。

实施例4：

本实施例的稠油油井聚合物解堵剂，按质量百分比计算，包括如下组分：破胶剂3.0％、清洗剂5.0％、粘土稳定剂2.0％、铁离子稳定剂1.5％、表面活性剂1.0％、缓蚀剂1.5％、杀菌剂2.0％和余量的水。其中，破胶剂按质量百分比计包括70％的破胶剂I和30％的破胶剂II。

具体地，破胶剂I为硫代硫酸钠，破胶剂II为高碘酸钠，清洗剂为油酸，粘土稳定剂为EDTA，铁离子稳定剂为草酸，表面活性剂为全氟丁基磺酸钠，缓蚀剂为烷基三甲基氯化铵，杀菌剂为硫酸氢钠。

为了验证本发明所述的稠油油井聚合物解堵剂的可行性，下面通过实验例对其进行效果验证。以下实验均以聚丙烯酰胺类聚合物为例进行的，实验仪器包括恒温水浴箱、精密电子天平、量筒、烧杯、玻璃棒、Waters凝胶色谱仪等。

实验例1：对聚合物降解性能的评价

实验步骤：

1)用量筒量取两份1体积份聚合物溶液，分别放入烧杯中并对烧杯进行标记；

2)用量筒分别量取10体积份的蒸馏水和实施例1中配制得到的解堵剂，将量取好的蒸馏水和解堵剂分别加入上述烧杯中，用玻璃棒搅拌均匀，得到两种混合溶液；

3)将上述两个烧杯置于60℃的恒温水浴箱中24h；

4)24h之后，采用凝胶渗透色谱法，分别测定两种混合液的相对分子质量的分布状况并对比分析聚合物溶液的降解情况，测得结果如下表1所示。

表1实验例1的实验结果

由表1可知：与蒸馏水相比，向聚合物溶液中加入化学解堵剂之后，聚合物溶液的数均分子量Mn明显下降说明聚合物溶液弹性下降明显；聚合物溶液的均分子量Mz明显下降说明聚合物溶液的弹性和硬度均下降明显；聚合物溶液的多分散性数值小说明聚合物分子量分布更集中。聚合物溶液的弹性和硬度均明显下降及分子量分布集中综合说明聚合物溶液分子量均明显下降，聚合物分子链断链明显。由此可见，本发明所提供的解堵剂对聚合物的降解能力显著。

实验例2：对不同配比下聚合物和稠油组成的聚合物胶团的降解性能评价

实验步骤：

1)按聚合物溶液与稠油体积比分别为1:2、1:1、2:1的比例配制聚合物胶团；

2)用精密电子天平分别称取4g上述聚合物胶团，放入烧杯中，并对每个烧杯进行标记；

3)用量筒量取0.2L实施例2配制得到的解堵剂依次加入到上述烧杯中，之后加入蒸馏水加蒸馏水定容至1L；

4)将上述烧杯置于60℃的恒温水浴箱中，于放置0.5h、1h、2h、4h后分别取1mL溶液稀释至l00mL，然后取1mL稀释溶液用紫外分光光度计分别测定波长565nm时混合溶液的吸光度A，测定结果如图1所示；

5)根据标准曲线换算出解堵剂降解聚合物胶团后所生成聚丙烯酰胺和丙烯酰胺的浓度，采用如下公式计算得本发明所述解堵剂对聚合物胶团的降解率，计算结果如表2所示。其中，降解率＝104×(吸光度A-0.1028)/(1603×聚合物胶团质量)×100％。

表2实验例2的实验结果

表2数据表明，加入解堵剂后，吸光度均上升至平稳，表明本发明的解堵剂对不同比例的聚合物胶团的降解效果均较好且降解速率快。

实验例3：对岩芯解堵效果评价

实验流程：

1)将(现场)油砂及聚合物胶团分别按照体积比为9:1、8:2均匀混合，混合后分别压制成含有10％和20％聚合物胶团的人造岩芯，测量人造岩芯的长度、直径等；

2)对上述压制的人造岩芯进行岩芯流动实验，实验条件如下：

实验仪器：LDY-VI型酸化流动实验仪

实验温度：60℃

实验围压：1～2MPa

实验排量：0.5～1mL/min

实验基液：地层水

岩芯流动实验驱替顺序：首先，正驱基液，采用LDY-VI型酸化流动实验仪测定岩芯初始渗透率K₀；其次，正驱实施例3配制得到的解堵剂，氧化降解岩芯中的聚合物胶团，解除聚合物在岩石颗粒表面的吸附滞留，溶解分散油垢；再次，正驱处理液，溶蚀岩芯中的无极垢、粘土、粉砂等无机堵塞物；最后，正驱基液，采用LDY-VI型酸化流动实验仪测定岩芯最终渗透率K。

3)采用如下公式计算得出累积孔隙体积倍数PV(孔隙体积＝岩心长度*横截面积*孔隙度)，分别得出10％和20％聚合物胶团的人造岩芯的K/K₀与累积孔隙体积倍数PV的关系曲线如图2、图3所示。其中，累积孔隙体积倍数PV＝累计流量/孔隙体积。

由图2、图3可知，本发明的解堵剂对含10％和20％聚合物胶团所压制的的人造岩芯渗透率恢复率分别为104.2％、106.7％，解堵效果良好。

实验例4：实际应用

采用本发明实施例4配制得到的解堵剂及使用方法对某稠油油井的4口注聚合物井进行现场试验，于注入前分别对4口井的注入压力、注入量进行测试，并统计结果；之后采用如下流程井注后，再次对4口井的注入压力、注入量分别进行测试并统计结果，两次的统计结果如表3所示。

其中，注聚合物井施工注入流程为：首先井注本发明的解堵剂(解堵剂的浓度根据实际情况适时配制，注入量根据实际情况量取注入)，然后暂停泵注，关井反应4小时以上，最后分别井注处理液和顶替液。

表3实验例4的实验结果

由表3可知，4口井的平均降压为5.77MPa，注入量平均增加220m³/d，吸水指数增加倍数254％～751％。由此可见，通过加入本发明提供的解堵剂，4口井的注入压力均下降明显，注入量大幅度增加，解堵增注效果显著，有效地解决了由于聚合物造成注聚合物井堵塞的问题，达到注聚合物井增注的目的，延长了运行周期。

综上所述，本发明适用于稠油油井注聚合物而造成的堵塞问题，较常规单一氧化剂或单一酸液的解堵效果更优。本发明提供的稠油油井聚合物解堵剂能有效分散溶胀堵塞物、溶解堵塞物中原油组分并高效降解堵塞物，不会造成稠油油井管具腐蚀，具有解堵效果好、抗腐蚀性强、有效期长、安全等优点。

本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。

Claims (5)

1.一种稠油油井聚合物解堵剂，其特征在于，以质量百分比计，所述解堵剂包括破胶剂0.5～5.0％、清洗剂1.0～10.0％、粘土稳定剂0.1～5.0％、铁离子稳定剂0.1～5.0％、表面活性剂0.1～5.0％、缓蚀剂0.1～5.0％、杀菌剂0.1～5.0％和余量的水；

其中，以质量百分比计，所述破胶剂包括30～70％的破胶剂I和30～70％的破胶剂II，所述破胶剂I为过硫酸铵、硫代硫酸钠、高碘酸钾和过硫酸氢钾中的一种或多种，所述破胶剂II为过氧化钙、过硫酸钾和高碘酸钠中的一种或多种；所述清洗剂为2-甲基四氢呋喃、四氢呋喃、聚四氢呋喃、甲醇、异丙醇、正戊醇和油酸中的一种或多种；所述表面活性剂为α-烯基磺酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚、全氟丁基磺酸钾、全氟辛基磺酸四乙基胺、N-乙基,N-羟乙基全氟辛基磺酰胺和全氟辛基磺酸胺中的一种或多种。

2.根据权利要求1所述的稠油油井聚合物解堵剂，其特征在于，所述粘土稳定剂为EDTA、NH₄Cl、四甲基氯化铵和2-氯乙基三甲基氯化铵中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的稠油油井聚合物解堵剂，其特征在于，所述铁离子稳定剂为甲酸、醋酸、草酸、EDTA、羟基乙叉二磷酸和乙二胺四亚甲基膦酸中的一种或多种。

4.根据权利要求1所述的稠油油井聚合物解堵剂，其特征在于，所述缓蚀剂为十六烷基氯化吡啶、甲酰胺、丙炔醇、辛炔醇、醛酮胺、烷基三甲基氯化铵和1-聚氨乙基-2-烷基咪唑啉中的一种或多种。

5.根据权利要求1所述的稠油油井聚合物解堵剂，其特征在于，所述杀菌剂为硫酸氢钠、二氯异氰尿酸钠和三氯异氰尿酸钠中的一种或多种。