CN108624310A

CN108624310A - 一种单液法硅酸盐堵水剂及制法

Info

Publication number: CN108624310A
Application number: CN201810616811.2A
Authority: CN
Inventors: 牛全宇; 于洋; 邓宏超; 杜林�; 孙敬文
Original assignee: Jilin Petroleum Group Xingye Petrochemical Technology Service Co Ltd
Current assignee: Jilin Petroleum Group Xingye Petrochemical Technology Service Co Ltd
Priority date: 2018-06-15
Filing date: 2018-06-15
Publication date: 2018-10-09

Abstract

本发明提供一种单液法硅酸盐堵水剂及制法。堵水剂的原料和质量百分比为水玻璃50%‑55%，固化剂3%‑4%，降滤剂1.5%‑2%，增强剂1.5%‑2%，增稠剂0.2%‑0.3%，水为余量。制备的堵水剂成本为TP910堵水剂成本的76%，为酚醛树脂类堵水剂成本的10.56%。堵水效果好：30℃温度条件下，最高承受压力20MPa。60℃温度条件下，最高承受压力22MPa。80℃温度条件下，最高承受压力25MPa。生产方法有多种选择，会使实际生产和使用均有时间可调节；并且，得到的堵水剂体系稳定。现场操作简单：将配制好的堵水剂用罐车运到施工现场，作业施工过程直接将堵水剂泵入地层。生成的胶体除强度大之外，形状稳定，收缩形变较小，可实现长期封堵渗水层的目标。

Description

一种单液法硅酸盐堵水剂及制法

技术领域

本发明涉及油田化学技术领域，具体涉及一种单液法硅酸盐堵水剂及制法。

背景技术

油田开发中后期，注入水沿高渗透层突进，低渗透油层反复人工压裂，油层各沉积单元水淹程度严重。油井含水上升，油井过早水淹。过去油田常用双液堵水法。使用两种不同的化学药剂工作液，以隔离液隔开，交替注入地层，在地层中推移一定距离，两种化学药剂工作液接触并发生物理、化学等作用而产生封堵物质。在地层中两种化学药剂不可能全部接触，部分化学药剂被浪费，使封堵效果变差，而两种化学药剂若在注入初期接触，会影响堵剂注入量。

目前已经研制的单液法水玻璃堵水剂采用模数2.8-3.2、浓度40%的水玻璃和浓度25%的固化剂（有机酰胺）溶液按2:1的体积配成。20℃凝固时间10h以上，30℃5小时左右，45℃1.5小时左右。此法适用于低温地层，对于中高温地层不适用。并且反应温度大于40℃的条件下，反应时间大幅缩短，不利于现场施工。（参考文献，高淑贤，赵学昌，冯永才，周望。大庆近期开发的单液法化学堵水技术[J].油田化学，1994（3），262—265.）。

发明内容

为了解决现有技术存在的问题，本发明提供一种单液法硅酸盐堵水剂及制法。本发明所要解决的技术问题在于提供一种适合30-80℃、耐水性良好、反应时间满足现场施工要求的堵水剂。

本发明提供的单液法硅酸盐堵水剂，原料和质量百分比如下：水玻璃50%-55%，固化剂3%-4%，降滤剂1.5%-2%，增强剂1.5%-2%，增稠剂0.2%-0.3%，水为余量；所述的固化剂为甲酰胺，降滤剂为膨润土，增强剂为氢氧化钠，增稠剂黄原胶，水玻璃为模数3.1-3.4的水玻璃。

制备步骤和条件如下：按配比称量原料，在制备器中加入水、增强剂、降滤剂，在磁力搅拌器上搅拌0.5小时，搅拌器转速为200r/min；然后将水玻璃加入制备器中，搅拌器转速为200r/min，制备器中出现旋涡后增加入稠剂，搅拌0.5小时，边搅拌边加入固化剂，加完固化剂后在搅拌0.5小时，得到一种单液法硅酸盐堵水剂。

或者，制备器中出现旋涡后加入增稠剂，搅拌0.5小时，得到的料液存储待用，在小于或等于7天的任意时间，在制备器中加入得到的料液，边搅拌边加入固化剂，加完固化剂后在搅拌0.5小时，得到一种单液法硅酸盐堵水剂。这样，会使实际生产和使用均有时间可调节。

使用方法：得到的一种单液法硅酸盐堵水剂，用罐车储运，在现场直接施工。

本发明提供的单液法硅酸盐堵水剂的机理：单液法硅酸盐堵剂泵入欲封堵层后，在地层条件下堵水剂发生反应或与地层岩石、水等接触发生物理、化学反应而形成具有封堵能力的物质。从试剂注入到反应完全，该堵水剂状态经历了从溶液、乳状液、溶胶到高强度固体的变化。

将该堵水剂注入地层中，水玻璃和固化剂充分混合后在地层内互相反应，生成不溶于水的水合硅酸盐胶结物而封堵出水层。反应简式如下：

Na₂SiO₃+RCONH₂+H₂O→H₂SiO₃+RCOONa+NH₃↑

水玻璃遇酸形成单硅酸，单硅酸缩合成网格结构的空隙中充满液体呈凝胶状的多硅酸。加石英砂或硅粉可提高强度，加聚合物增加粘度有助于悬浮固体，提高处理效果。碱性凝胶是将酸加入到硅酸钠中制成。酸能引发硅酸钠发生凝胶，称为固化剂。

有益效果：（1）成本低：本发明制备的单液法硅酸盐堵水剂成本为950元/吨，油田现场实际应用的堵水剂TP910堵水剂成本为1250元/吨，酚醛树脂类堵水剂成本为9000元/吨。本发明制备的单液法硅酸盐堵水剂成本为TP910堵水剂成本的76%，为酚醛树脂类堵水剂成本的10.56%。

（2）堵水效果好：通过压力封堵实验，30℃温度条件下，在Φ25mm ，长30cm岩心管中形成的胶体，最高承受压力20MPa。60℃温度条件下，在Φ25mm ，长30cm岩心管中形成的胶体，最高承受压力22MPa。80℃温度条件下，在Φ25mm ，长30cm岩心管中形成的胶体，最高承受压力25MPa。

（3）生产方法有多种选择，会使实际生产和使用均有时间可调节；并且，得到的堵水剂体系稳定，不加固化剂的情况下，体系配制完成后常温下一周内不发生质变，一周后加入固化剂，依然形成封堵，效果同刚配置完之后使用一样。

（4）现场操作简单：将配制好的堵水剂用罐车运到施工现场，作业施工过程直接将堵水剂泵入地层。

（5）生成的胶体除强度大之外，形状稳定，收缩形变较小，可实现长期封堵渗水层的目标。

具体实施方式

实施例1：一种单液法硅酸盐堵水剂及制法，原料和质量百分比如下：模数为3.1-3.4的水玻璃50%，乙酸乙酯4%，降滤剂2%，氢氧化钠2%，增稠剂0.3%，水为余量。

按配比，在制备器中加入水、氢氧化钠、降滤剂，在磁力搅拌器上搅拌0.5小时，搅拌器转速为200r/min；将水玻璃加入制备器中，搅拌器转速为200r/min，制备器中出现旋涡后加入增稠剂，搅拌0.5小时，边搅拌边加入乙酸乙酯，加完后搅拌0.5小时，得到一种单液法硅酸盐堵水剂。

本实施例制备的堵水剂，经过检测，堵水剂的粘度为60mpa·s。放入30℃水浴中观察反应时间，4.5h形成胶体，48h胶体可达到最终强度。

本实施例制备的堵水剂，压力封堵实验：取长度30cm、直径25mm的填砂管，装入润湿的细沙，装填紧密。将堵水剂缓缓推入填砂管，当出口端有堵水剂流出时，停止泵入。将填砂管两端密封严实，放入30℃恒温水浴中。经过4.5h，取出岩心管，测量渗透率。测得：单位面积最高承受压力20MPa。

实施例2：一种单液法硅酸盐堵水剂及制法，原料和质量百分比如下：模数为3.1-3.4的水玻璃52.5%，甲酰胺3.5%，降滤剂1.75%，氢氧化钠1.75%，增稠剂0.25%，水为余量。

按配比，在制备器中加入水、氢氧化钠、降滤剂，在磁力搅拌器上搅拌0.5小时，搅拌器转速为200r/min；将水玻璃加入制备器中，搅拌器转速为200r/min，制备器中出现旋涡后加入增稠剂，搅拌0.5小时，边搅拌边加入甲酰胺，加完后搅拌0.5小时，得到一种单液法硅酸盐堵水剂。

本实施例制备的堵水剂，经过检测，堵水剂的粘度为60mpa·s，

放入60℃水浴中观察反应时间，4h形成胶体。48h胶体可达到最终强度。

使用方法同实施例1。

本实施例制备的堵水剂，压力封堵实验：取长度30cm、直径25mm的填砂管，装入润湿的细沙，装填紧密。将堵水剂缓缓推入填砂管，当出口端有堵水剂流出时，停止泵入。将填砂管两端密封严实，放入温度60℃恒温水浴中。经过4h，取出岩心管，测量渗透率。测得：单位面积最高承受压力22MPa。

实施例3：一种单液法硅酸盐堵水剂及制法，原料和质量百分比如下：模数为3.1-3.4的水玻璃55%，甲酰胺3%，降滤剂1.5%，氢氧化钠1.5%，增稠剂0.2%，水为余量。

本实施例制备的堵水剂，经过检测，堵水剂的粘度为90mpa·s。放入80℃水浴中观察反应时间，3h形成胶体。48h胶体达到最终强度。

使用方法同实施例1。

本实施例制备的堵水剂，压力封堵实验：压力封堵实验：取长取30cm、直径25mm的填砂管，装入润湿的细沙，装填紧密。将堵水剂缓缓推入填砂管，当出口端有堵水剂流出时，停止泵入。将填砂管两端密封严实，放入温度80℃恒温水浴中。经过3h，取出岩心管，测量渗透率。测得：单位面积最高承受压力25MPa。

Claims

1.一种单液法硅酸盐堵水剂，其特征在于，原料和质量百分比如下：水玻璃50%-55%，固化剂3%-4%，降滤剂1.5%-2%，增强剂1.5%-2%，增稠剂0.2%-0.3%，水为余量；所述的固化剂为甲酰胺，降滤剂为膨润土，增强剂为氢氧化钠，增稠剂黄原胶，水玻璃为模数3.1-3.4的水玻璃。

2.如权利要求1所述的一种单液法硅酸盐堵水剂，其特征在于，原料和质量百分比如下：水玻璃50%，乙酸乙酯4%，降滤剂2%，氢氧化钠2%，增稠剂0.3%，水为余量。

3.如权利要求1所述的一种单液法硅酸盐堵水剂，其特征在于，原料和质量百分比如下：水玻璃52.5%，甲酰胺3.5%，降滤剂1.75%，氢氧化钠1.75%，增稠剂0.25%，水为余量。

4.如权利要求1所述的一种单液法硅酸盐堵水剂，其特征在于，原料和质量百分比如下：水玻璃55%，甲酰胺3%，降滤剂1.5%，氢氧化钠1.5%，增稠剂0.2%，水为余量。

5.如权利要求1所述的一种单液法硅酸盐堵水剂，其特征在于，其制法的步骤和条件如下：按配比称量原料，在制备器中加入水、增强剂、降滤剂，在磁力搅拌器上搅拌0.5小时，搅拌器转速为200r/min；然后将水玻璃加入制备器中，搅拌器转速为200r/min，制备器中出现旋涡后加入增稠剂，搅拌0.5小时，边搅拌边加入固化剂，加完固化剂后在搅拌0.5小时，得到一种单液法硅酸盐堵水剂。

6.如权利要求5所述的一种单液法硅酸盐堵水剂及制法，其特征在于，其步骤和条件如下：所述的制备器中出现旋涡后加入增稠剂，搅拌0.5小时，得到的料液存储待用；在小于或等于7天的任意时间内，在制备器中加入得到的料液，边搅拌边加入固化剂，加完固化剂后在搅拌0.5小时，得到一种单液法硅酸盐堵水剂。