CN108048056B - 一种封窜体系及其制备方法与应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种封窜体系及其制备方法与应用。所述封窜体系包括第一子封窜体系和第二子封窜体系，以重量份数计，第一子封窜体系的原料组成包括：0.05‑0.35份Na2SO3、0.2‑0.5份阳离子聚丙烯酰胺、0.1‑0.5份聚氧乙烯醚、0.2‑1.0份油泥、0.05‑0.3份酚醛树脂交联剂、0.05‑0.1份C6H4(NH2)2和100份水；以重量份数计，所述第二子封窜体系的原料组成包括：1.0‑3.0份十七烷基二甲基甜菜碱、0.01‑0.1份脂肪酸二乙醇酰胺、0.5‑1.5份聚氧乙烯脂肪酰胺和100份水。本发明提供的封窜体系具有粘度高、耐温性能好、气泡性能优异等一些列优点，能够有效实现火山岩地层的深部封堵。
Description
技术领域
本发明涉及一种封窜体系及其制备方法与应用，属于采油技术领域。
背景技术
火山岩是指火山爆发喷出地面的岩浆，由于温度和压力的迅速下降，发生了化学变化和物理变化，所以变成了火山岩。火山岩在构造力下容易碎裂，所以有大量的次生空隙。目前我国大部分火山岩油藏采用注水开发，但是效果不理想。研究表明，注气是改善火山油藏开发效果的有效方法，但气体极易沿着大裂缝突进形成气窜，从而导致注气驱油失去效果。
目前针对注气井封窜主要采用注泡沫的方法，主要是利用泡沫对地层孔喉的封堵作用而迫使气体转向，达到防治气窜的目的，其优点在于对地层伤害较小，具有驱油的作用。经过一定时期后泡沫消泡自然解堵。但是一般泡沫强度低，耐温性，不适合高温和裂缝型的火山岩油藏。
因此有必要针对火山岩油藏研制一种封窜剂，在地层裂缝中起到封堵作用，提高注入气体的驱油效率。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种封窜体系。该封窜剂可以实现火山岩地层深部的封堵。
为达到上述目的，本发明提供了一种封窜体系，所述封窜体系包括第一子封窜体系和第二子封窜体系，其中，
以重量份数计，所述第一子封窜体系的原料组成包括：0.05-0.35份Na2SO3、0.2-0.5份阳离子聚丙烯酰胺、0.1-0.5份聚氧乙烯醚、0.2-1.0份油泥、0.05-0.3份酚醛树脂交联剂、0.05-0.1份C6H4(NH2)2和100份水；
以重量份数计，所述第二子封窜体系的原料组成包括：1.0-3.0份十七烷基二甲基甜菜碱、0.01-0.1份脂肪酸二乙醇酰胺、0.5-1.5份聚氧乙烯脂肪酰胺和100份水。
在本发明提供的封窜体系中，第一自封窜体系固化后的粘度可达15000mpa·s且能够耐受135℃的高温，适用于火山岩油藏的封窜，其携带的油泥颗粒能够可以填充火山岩油藏中的裂缝结构，对后续注入的第二子封窜体系能够形成一定阻力，大大提高封窜效果。而由超低界面张力的表面活性剂复配得到的第二封窜子体系具有更强的发泡能力，火山岩油藏是一种缝洞发育油藏，本发明提供的第二子封窜体系中的表面活性剂组份在通过缝洞结构时有助于起泡，充分的泡沫能够对后续的注气起到了显著的封堵作用。
在上述封窜体系中，所述油泥主要是指油田在生产过程中，由于原油开采、储存、集输、加工、以及原油采出液处理过程中产生的污泥，主要分为：落地油泥、清罐油泥、浮选浮渣等。
在上述封窜体系中，优选地，所述阳离子聚丙烯酰胺的重均分子量为(1.0-6.5)×106。
在上述封窜体系中，优选地，所述油泥是经过干燥处理后得到的油泥(即干燥油泥)。
本发明提供的技术方案对脂肪酸二乙醇酰胺和聚氧乙烯脂肪酰胺中的脂肪族的碳数没有特别限定。
本发明还提供了一种上述封窜体系的制备方法，该方法包括：
配制第一子封窜体系：向水中依次加入Na2SO3、阳离子聚丙烯酰胺、聚氧乙烯醚、油泥、酚醛树脂交联剂和C6H4(NH2)2，加入过程中确保各组分充分溶解，得到第一子封窜体系；
配制第二子封窜体系；向水中依次加入十七烷基二甲基甜菜碱、聚氧乙烯脂肪酰胺和脂肪酸二乙醇酰胺，混合后得到第二子封窜体系。
在上述方法中，优选地，配制第一子封窜体系包括以下过程：
将水和Na2SO3加入容器中，以100-150r/min的速度搅拌至充分溶解；
向所述容器中加入阳离子聚丙烯酰胺，搅拌至充分溶解，搅拌过程中，控制搅拌速度逐渐由100r/min升至300r/min；在搅拌过程中，搅拌速度可以根据实际情况动态控制，以避免溶液中出现鱼眼；
向所述容器中加入聚氧乙烯醚，以250-350r/min，优选为300r/min的速度搅拌至混合均匀；
向所述容器中加入油泥，以350-400r/min的速度搅拌至混合均匀；
向所述容器中加入酚醛树脂交联剂，以250-350r/min，优选为300r/min的速度搅拌至充分溶解；
向所述容器中加入C6H4(NH2)2，以250-350r/min，优选为300r/min的速度搅拌至充分溶解，得到第一子封窜体系。
在上述方法中，优选地，配制第二子封窜体系包括以下过程：
向容器中依次加入水、十七烷基二甲基甜菜碱、聚氧乙烯脂肪酰胺和脂肪酸二乙醇酰胺，混合均匀得到第二子封窜体系。
本发明另外还提供了上述封窜体系在火山岩油藏注气井封窜中的应用，应用过程包括：
向火山岩地层中注入第一子封窜体系，控制注入排量为10-20m3/h；
待所述第一子封窜体系注入完毕后，间隔24-48h，向所述火山岩地层中注入第二子封窜体系，控制注入流量为4-10m3/h，完成对火山岩油藏注汽井的封窜。
在上述应用中，第一子封窜体系采用15m3/h的注入排量，能够在短时间内在地层内部形成桥架作用，可以提高封堵强度；当第一子封窜体系在地层内固化形成屏障后，需要降低第二子封窜体系的注入排量才能使其很好地注入地层。
在上述应用中，优选地，向火山岩地层中注入第一子封窜体系时，所述第一子封窜体系在配制结束后，需静置塑化预定时间，然后再将其注入所述火山岩地层中。
在上述应用中，将第一子封窜体系静置塑化后再注入火山岩地层中，所述第一子封窜体系能够更好地在地层内进行固化，从而对第二子封窜体系形成更大的阻力，使其在地层中波及到更广的范围。
在上述应用中，优选地，所述预定时间为20-45min，更优选为30min。
本发明的有益效果：
1)本发明提供的技术方案通过调整封窜体系的药剂浓度、段塞用量，同时通过控制反应速度和反应时间，有效实现了火山岩地层的深部封堵。
2)本发明提供的封窜体系包含两个子封窜体系，其中，第一子封窜体系采用凝胶携带油泥颗粒的配方，其固化后的粘度可达15000mpa·s，耐温温度可达135℃，适合火山岩油藏的封窜，体系中携带的油泥颗粒可以填充火山岩油藏中的裂缝结构，对后续注入的第二子封窜体系能够形成一定阻力，大幅提高封窜效果。
3)本发明提供给的封窜体系中的第二子封窜体系由超低界面张力的表面活性剂复配而成，具有更强的发泡能力，其在通过缝洞结构时有助于起泡，丰富的泡沫能够对后续的注气起到有效封堵的作用。
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封窜体系及其在火山岩油藏注气井封窜中的应用。
本实施例选用火山岩油藏气驱注入井小22-15-27井作为实验油藏，油层埋深3138-3163m，3个层，厚度25m，其中主力层为16#小层，厚度20.3m，渗透率35mD，孔隙度15.4％。原始压力31.5MPa，目前压力25.3MPa，目前地层温度100℃。
小15-27井组共有8口生产井，目前开井5口，(其中小23C气窜关，小16-26气窜间开，小14-28、小12-28高含水关，)；在使用火山岩油藏注气井封窜剂前的该井注气压力为10MPa，措施前井组日产油仅0.9吨，日产液72.7方，含水98.8％，注入气体地下利用率30％。
本实施例提供的封窜体系包括第一子封窜体系和第二自封窜体系，其中，
以重量份数计，所述第一子封窜体系的原料组成包括：0.2份Na2SO3、0.3份阳离子聚丙烯酰胺、0.25份聚氧乙烯醚、0.8份油泥、0.15份酚醛树脂交联剂、0.05份C6H4(NH2)2和100份水；
以重量份数计，所述第二子封窜体系的原料组成包括：2.0份十七烷基二甲基甜菜碱、0.1份椰子油脂肪酸二乙醇酰胺、1.0份聚氧乙烯脂肪酰胺和100份水。
本实施例提供的封窜体系的配制和注入过程如下：
配制第一子封窜体系，具体过程如下所述：
向配液罐中加入100重量份的水；
将0.2重量份的Na2SO3加入上述配液罐中，搅拌5分钟，直至全部溶解，搅拌速度为100r/min；
将0.3重量份的阳离子聚丙烯酰胺加入上述配液罐中，搅拌10-15分钟，直至全部溶解，搅拌过程中控制搅拌速度由100r/min逐渐升至300r/min；
将0.25重量份的聚氧乙烯醚加入上述配液罐中，搅拌5分钟，搅拌速度为300r/min；
将0.8重量份的干燥油泥加入上述配液罐中，搅拌5分钟，搅拌速度为350r/min；
将0.15重量份的酚醛树脂交联剂加入上述配液罐中，搅拌5分钟，直至全部溶解，搅拌速度为300r/min；
将0.05重量份的C6H4(NH2)2加入上述配液罐中，搅拌5分钟，直至全部溶解，搅拌速度为300r/min，得到第一子封窜体系。
上述第一子封窜体系在配制结束后静止塑化30分钟，然后使用柱塞泵将其注入火山岩地层中，控制注入排量为16m3/h；
配制第二子封窜体系，配制过程具体如下：
在配液罐中依次加入100重量份的水、2.0重量份的十七烷基二甲基甜菜碱、1.0重量份的聚氧乙烯脂肪酰胺和0.1重量份的椰子油脂肪酸二乙醇酰胺，混合均匀后得到第二子封窜体系；
在第一子封窜体系注入结束后停止施工24h，然后采用柱塞泵将第二子封窜体系注入上述火山岩地层中，控制注入排量为4.5m3/h。
经本实施例的潜山裂缝性油藏用封窜剂封堵后，油井的注气压力达到15MPa，井组日产油提升至8t/d，注入气体地下利用率提升至46％。由此可见，本实施例的封窜剂明显提高了注入气体的驱油效率。
实施例2
本实施例提供了一种封窜体系及其在火山岩油藏注气井封窜中的应用。
本实施例选用火山岩油藏气驱注入井小25-12-13井组位于小25块中部，共有油井8口，含油面积0.32km2，油层厚度107.6m，孔隙度11.8％，渗透率0.994×10-3μm2，地层温度96℃。岩心观察可见火山岩储层缝洞发育，最大宽度达2mm，一般宏观缝洞孔隙在1％左右。
小25-12-13井组在使用火山岩油藏注气井封窜剂前的该井注气压力为6MPa，气窜方向1个，措施前井组日产油仅1.3吨，日产液89方，含水98.5％，注入气体地下利用率26％。
本实施例提供的封窜体系包括第一子封窜体系和第二自封窜体系，其中，
以重量份数计，所述第一子封窜体系的原料组成包括：0.3份Na2SO3、0.5份阳离子聚丙烯酰胺、0.45份聚氧乙烯醚、1.0份油泥、0.2份酚醛树脂交联剂、0.1份C6H4(NH2)2和100份水；
以重量份数计，所述第二子封窜体系的原料组成包括：3.0份十七烷基二甲基甜菜碱、0.1份椰子油脂肪酸二乙醇酰胺、1.5份聚氧乙烯脂肪酰胺和100份水。
本实施例提供的封窜体系的配制和注入过程如下：
配制第一子封窜体系，具体过程如下所述：
向配液罐中加入100重量份的水；
将0.3重量份的Na2SO3加入上述配液罐中，搅拌5分钟，直至全部溶解，搅拌速度为100r/min；
将0.5重量份的阳离子聚丙烯酰胺加入上述配液罐中，搅拌10-15分钟，直至全部溶解，搅拌过程中控制搅拌速度由100r/min逐渐升至300r/min；
将0.45重量份的聚氧乙烯醚加入上述配液罐中，搅拌5分钟，搅拌速度为300r/min；
将1.0重量份的干燥油泥加入上述配液罐中，搅拌5分钟，搅拌速度为350r/min；
将0.2重量份的酚醛树脂交联剂加入上述配液罐中，搅拌5分钟，直至全部溶解，搅拌速度为300r/min；
将0.1重量份的C6H4(NH2)2加入上述配液罐中，搅拌5分钟，直至全部溶解，搅拌速度为300r/min，得到第一子封窜体系。
上述第一子封窜体系在配制结束后静止塑化40分钟，然后使用柱塞泵将其注入火山岩地层中，控制注入排量为18m3/h；
配制第二子封窜体系，配制过程具体如下：
在配液罐中依次加入100重量份的水、3.0重量份的十七烷基二甲基甜菜碱、1.5重量份的聚氧乙烯脂肪酰胺和0.1重量份的椰子油脂肪酸二乙醇酰胺，混合均匀后得到第二子封窜体系；
在第一子封窜体系注入结束后停止施工24h，然后采用柱塞泵将第二子封窜体系注入上述火山岩地层中，控制注入排量为5.0m3/h。
经本实施例的潜山裂缝性油藏用封窜剂封堵后，小12-13井组实施泡沫封窜有效期内较注气阶段注入压力提高5MPa；有效期内油井未发生气窜，见效率100％，措施后井组日产18.7t，日增油7.4吨，有效期152天，共增油1221吨。
对比例1
本对比例提供了一种火山岩油藏的封窜方法。
本对比例选用火山岩油藏气驱注入井小22-15-27井2016年进行的封窜实验，采用常规的氮气泡沫封窜剂，共36天。阶段累计注气518595方，累注液1676方，气液比2:1。日注气1.4万方，日注十二烷基磺酸钠泡沫液40方，油压8MPa,套压3MPa，浓度0.5％。累注气335.2万方。试验36天，注入压力、产量没有明显变化，封窜效果不佳。
测试例1
本测试例对实施例1中的第二子封窜体系和其他常规封窜剂进行了发泡能力测试(测试过程可以参照洗涤剂发泡力的测定(Ross-Miles法)Gs/T 13 173.6一91)，测试结果如表1所示。
表1发泡能力对比实验
从表1可以看出，与常规的封窜剂相比，本发明提供的第二子封窜体系具有更强的发泡能力。
表2封窜剂体系封堵性能测定结果
| 岩心编号 | 实验温度/℃ | 岩心长度/m | 岩心水相渗透率/μm<sup>2</sup> | 突破时间/h |
| 1 | 120 | 1.02 | 0.297 | 75 |
| 2 | 120 | 0.981 | 0.863 | 68 |
| 3 | 120 | 0.98 | 1.404 | 52 |
| 4 | 120 | 1.05 | 2.130 | 45 |
测试例2
本测试例测试了实施例1提供的封窜体系的封窜性能，测试过程如下所述：
在120℃条件下，向不同渗透率的人工岩心中反向挤入实施例1提供的封窜体系。注入时，先注入第一子封窜体系，间隔一段时间后再注入第二子封窜体系，关闭进出口闸门，恒温48h使其成胶。然后打开出口端，正向通入120℃蒸汽，直至出口端被蒸汽突破为止，记录蒸汽突破的时间，结果见表2。
通过表2记录的实验结果可以看出：无论是高渗透层还是中、低渗透层，该封窜剂均能起到很好的调剖、封堵作用。
Claims (10)
1.一种封窜体系，所述封窜体系包括第一子封窜体系和第二子封窜体系，其中，
以重量份数计，所述第一子封窜体系的原料组成包括：0.05-0.35份Na2SO3、0.2-0.5份阳离子聚丙烯酰胺、0.1-0.5份聚氧乙烯醚、0.2-1.0份油泥、0.05-0.3份酚醛树脂交联剂、0.05-0.1份C6H4(NH2)2和100份水；
以重量份数计，所述第二子封窜体系的原料组成包括：1.0-3.0份十七烷基二甲基甜菜碱、0.01-0.1份脂肪酸二乙醇酰胺、0.5-1.5份聚氧乙烯脂肪酰胺和100份水；
所述封窜体系用于火山岩油藏注气井封窜时，先向火山岩地层中注入第一子封窜体系，控制注入排量为10-20m3/h；待所述第一子封窜体系注入完毕后，间隔24-48h，向所述火山岩地层中注入第二子封窜体系，控制注入流量为4-10m3/h。
2.根据权利要求1所述的封窜体系，其中，所述阳离子聚丙烯酰胺的重均分子量为(1.0-6.5)×106。
3.根据权利要求1或2所述的封窜体系，其中，所述油泥是经过干燥处理后得到的油泥。
4.根据权利要求1-3任一项所述的封窜体系的制备方法，该方法包括：
配制第一子封窜体系：向水中加入Na2SO3、阳离子聚丙烯酰胺、聚氧乙烯醚、油泥、酚醛树脂交联剂和C6H4(NH2)2，加入过程中确保各组分充分溶解，得到第一子封窜体系；
配制第二子封窜体系；向水中加入十七烷基二甲基甜菜碱、聚氧乙烯脂肪酰胺和脂肪酸二乙醇酰胺，混合后得到第二子封窜体系。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，配制第一子封窜体系包括以下过程：
将水和Na2SO3加入容器中，以100-150r/min的速度搅拌至充分溶解；
向所述容器中加入阳离子聚丙烯酰胺，搅拌至充分溶解，搅拌过程中，控制搅拌逐渐由100-150r/min升至250-350r/min；
向所述容器中加入聚氧乙烯醚，以250-350r/min的速度搅拌至混合均匀；
向所述容器中加入油泥，以350-400r/min的速度搅拌至混合均匀；
向所述容器中加入酚醛树脂交联剂，以250-350r/min的速度搅拌至充分溶解；
向所述容器中加入C6H4(NH2)2，以250-350r/min的速度搅拌至充分溶解，得到第一子封窜体系。
6.根据权利要求4所述的方法，其中，配制第二子封窜体系包括以下过程：
向容器中依次加入水、十七烷基二甲基甜菜碱、聚氧乙烯脂肪酰胺和脂肪酸二乙醇酰胺，混合均匀得到第二子封窜体系。
7.一种权利要求1-3任一项所述的封窜体系在火山岩油藏注气井封窜中的应用，该应用包括以下步骤：
向火山岩地层中注入第一子封窜体系，控制注入排量为10-20m3/h；
待所述第一子封窜体系注入完毕后，间隔24-48h，向所述火山岩地层中注入第二子封窜体系，控制注入流量为4-10m3/h，完成对火山岩油藏注汽井的封窜。
8.根据权利要求7所述的应用，其中，向火山岩地层中注入第一子封窜体系时所述第一子封窜体系在配制结束后，静置塑化预定时间，然后注入所述火山岩地层中。
9.根据权利要求8所述的应用，其中，所述预定时间为20-45min。
10.根据权利要求8所述的应用，其中，所述预定时间为30min。
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