CN109184617B - 调流剂颗粒连续在线生产及注入一体化装置及其方法 - Google Patents

调流剂颗粒连续在线生产及注入一体化装置及其方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及石油开发领域，公开了一种调流剂颗粒连续在线生产及注入一体化装置。该装置包括搅拌混料器(1)、挤出机(3)、切粒机(6)和注水单元(7)。还公开了一种调流剂颗粒连续在线生产及注入一体化的方法，该方法包括原材料混合、共混挤出、水下剪切造粒，实现了调流剂颗粒的生产及注入一体化，向注水井注入调流剂颗粒的同时，调流剂颗粒的制备同时进行，即生产即注入，大大缩短了调流剂生产注入时间，能够满足多井组或区域大规模调流的需要。

Description

调流剂颗粒连续在线生产及注入一体化装置及其方法
技术领域
本发明属于石油开发领域，具体地涉及一种调流剂颗粒连续在线生产及注入一体化装置及其方法。
背景技术
我国西部碳酸盐岩缝洞型油藏和裂缝型油藏较为丰富，为重要石油增储上产的领域之一。碳酸盐岩缝洞型油藏和裂缝型油藏与常规砂岩油藏差异较大，其裂缝为主要的沟通通道，裂缝尺寸较大，空间展布复杂，非均质性极强。另外油藏地层条件极为苛刻，油藏埋藏超深(井深>5000m)，超高温(温度>120℃)，常规的堵剂体系难以适应高温高盐苛刻的裂缝或缝洞地层条件，这导致缝洞型油藏提高采收率较低(<20％)。
调流剂颗粒表现出一定的优势，具有耐温耐盐性好，能够适应复杂的缝洞地层条件，越来越受到重视。目前调流剂颗粒注入工艺和方法主要分两种，针对微纳尺度的颗粒采用高压柱塞泵进行注入；针对毫米及上以颗粒需要采用混砂车及压裂增注专业设备进行注入。这两种调流剂颗粒注入方式存在以下不足：(1)不能在线注入，措施前需要停注水，再进行调驱颗粒注入，再恢复注水，这样反复会导致施工量大，工艺繁琐。(2)需要专门的注入工艺设备，特别针对大颗粒(>1mm)。普通的高压柱塞泵难以满足颗粒流体的注入要求，需要引入混砂车或其他压裂增注设备进行进入，成本较高，且易造成注入泵堵塞。(3)由于设备和人力时间成本较高，往往采用大排量高浓度注入调驱剂颗粒。这样不但造成地层局部压力异常，还容易发生近井堵塞和非目的层伤害，严重影响调流效果。(4)上述注入方式推广成本较高，难以在低油价下进行矿场大规模推广。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术中存在的调流剂颗粒不能在线生产和在线注入，工艺繁琐、施工量大，需要专门的设备且成本高的技术问题，提供一种调流剂颗粒连续在线生产及注入一体化的方法与装置，实现了调流剂颗粒的在线生产及注入一体化，可连续在线生产调流剂颗粒及在线向注水井中注入调流剂颗粒。
为了实现上述目的，本发明一方面提供一种调流剂颗粒连续在线生产及注入一体化装置，该装置包括：搅拌混料器、挤出机、切粒机和注水单元；其中，所述搅拌混料器用于对调流剂颗粒原材料进行搅拌混合；所述挤出机用于接收来自所述搅拌混料器的混合物料并对其进行挤出成型；所述切粒机用于接收来自所述挤出机的成型物料和来自所述注水单元的注入水，以对所述成型物料进行水下剪切造粒，并得到调流剂颗粒；所述注水单元用于向所述切粒机注水，提供所述水下剪切造粒用水并将所述调流剂颗粒注入注水井口。
优选地，所述装置还包括柱塞泵，所述柱塞泵用于将所述注水单元的注入水注入所述切粒机以使所述切粒机对所述成型物料进行剪切造粒，并将得到的调流剂颗粒注入注水井口。
优选地，所述挤出机的末端还设置有换网器，以调节挤出成型的物料的粒径；进一步优选地，所述换网器的网孔尺寸为0.2-20.0mm。
优选地，所述装置还包括送料器，所述送料器用于接收来自所述搅拌混料器的混合物料并将其输送至所述挤出机；进一步优选地，所述送料器为螺旋全自动送料器。
优选地，所述挤出机为双螺杆挤出机。
优选地，所述切粒机上方还设置有流量计，以计量注入所述切粒机中的注入水量。
优选地，所述注水单元还与所述注水井口相通，以向所述注水井口中进行注水。
本发明第二方面提供一种调流剂颗粒连续在线生产及注入一体化方法，该方法在上述装置中实施，包括以下步骤：
(S1)将调流剂颗粒原材料搅拌混合，得到混合物料；
(S2)将步骤(S1)中得到的混合物料挤出成型，并在注入水的作用下进行水下剪切造粒，得到调流剂颗粒，并将得到的调流剂颗粒由所述注入水注入注水井口。
优选地，步骤(S2)中，所述挤出成型得到的成型物料的粒径为0.2-20.0mm，所述挤出成型的温度为50-300℃。
优选地，步骤(S2)中，所述水下剪切造粒的水的压力为0.5-20MPa。
优选地，所述调流剂颗粒的粒径为0.2-20.0mm。
优选地，所述注入水的注入量使得水下剪切造粒后所得调流剂颗粒与所述注入水的质量比为1-30：70-99。
优选地，所述调流剂颗粒含有粘弹性主剂、选择性助溶剂、密度调节剂、膨胀剂、可选的增韧剂，以调流剂颗粒的总重量为基准，粘弹性主剂的含量为30-90重量％，选择性助溶剂的含量为3-30重量％，密度调节剂的含量为0.1-30重量％，膨胀剂的含量为1-30％，增韧剂的含量为0-10重量％；其中，所述粘弹性主剂选自聚乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯、尼龙和ABS树脂中的至少一种，所述选择性助溶剂选自C5石油树脂、C9石油树脂、松香树脂和松香改性酚醛树脂中的至少一种，所述密度调节剂为空心微珠和/或粉煤灰，所述膨胀剂选自膨胀石墨、改性淀粉、聚丙烯酰胺和交联纤维素中的至少一种，所述增韧剂为纤维和/或晶须。。
优选地，所述调流剂颗粒的密度为0.80-1.20g/cm3。
优选地，所述调流剂颗粒与所述注入水的密度差绝对值≤0.02g/cm3。
优选地，以调流剂颗粒的总重量为基准，粘弹性主剂的含量为50-75重量％，选择性助溶剂的含量为10-30重量％，密度调节剂的含量为2-8重量％，膨胀剂的含量为5-15％，增韧剂的含量为0.1-10重量％。
优选地，所述粘弹性主剂选自聚乙烯、聚苯乙烯和尼龙中的至少一种。
优选地，所述选择性助溶剂为C5石油树脂和/或C9石油树脂。
优选地，所述纤维类选自天然纤维、人造纤维(例如，可以为人造短切纤维)和合成纤维中的至少一种，所述晶须选自硫酸钙晶须、碳化硅晶须和石膏晶须中的至少一种。
优选地，所述密度调节剂为低密度材料，所述低密度材料的密度为0.2-2.9g/cm3。其中，所述空心微珠可以为空心玻璃微珠。
优选地，所述聚丙烯酰胺可以为阴离子聚丙烯酰胺，交联纤维素可以为交联羧甲基纤维素。
优选地，以溶于原油前的调流剂颗粒的总重量为基准，所述调流剂颗粒溶于原油后残渣量<30重量％。
优选地，所述调流剂颗粒的膨胀倍数是1-30。
本发明第三方面提供上述装置或方法在缝洞型油藏开采中的应用。
本发明的调流剂颗粒连续在线生产及注入一体化装置，向注水井注入调流剂颗粒的同时，调流剂颗粒在线制备同时进行，省去了调流剂颗粒的生产和运输过程，省去了传统调流过程中混砂车、储液罐、泵车等多种复杂设备，工艺简单、工艺准备时间少，施工量小、成本低，实现了即生产即注入的集成工艺，能够满足大型缝洞或裂缝型油藏区块或多井组的大剂量连续调流的需要，且该装置为可移动集成撬装装置，结构简单，便于操作，集成度高。
本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
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。
图1是本发明一种调流剂颗粒连续在线生产及注入一体化装置的结构示意图；
图2是实施例2及实施例4-6制备的调流剂颗粒注入后裂缝注入压力变化(140℃)；
附图标记说明
1、搅拌混料器；2、送料器；3、挤出机；4、换网器；5、熔体阀；6、切粒机；7、注水单元；8、柱塞泵；9、流量计；10、注水井口；11、压力表
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
本发明中，本领域技术人员应该理解的是，“调流”是指调整水流流道；“粘弹性”是指具有粘性和弹性；“粘连性高分子聚合物”是指软化后具有粘连性的高分子聚合物。“注入水”是指油田通过注水管线，经注水井注入地层的注入水，其密度一般为1.0-1.2g/cm3。本发明的装置中，各结构单元为本领域各种已知设备。
本发明提供了一种调流剂颗粒连续在线生产及注入一体化装置，如图1所示，该装置包括：搅拌混料器1、挤出机3、切粒机6和注水单元7；其中，所述搅拌混料器1用于对调流剂颗粒原材料进行搅拌混合；所述挤出机3用于接收来自所述搅拌混料器1的混合物料并对其进行挤出成型；所述切粒机6用于接收来自所述挤出机3的成型物料和来自所述注水单元7的注入水，以对所述成型物料进行水下剪切造粒，并得到调流剂颗粒；所述注水单元7用于向所述切粒机6注水，提供所述水下剪切造粒用水并将所述调流剂颗粒注入注水井口10。
本发明的装置中，所述注水单元7向切粒机6中注水，提供切粒机6水下剪切造粒用水，并将切粒机6在水下剪切造粒制备得到的调流剂颗粒携带至注水井口10，调流剂颗粒制备的同时，将调流剂颗粒注入注水井，实现了调流剂颗粒生产和注入的在线连续进行，大大缩短了调流剂颗粒生产、运输和注入的成本和时间。本发明的装置为可移动集成撬装装置，结构简单，便于操作，集成度高，在该装置中各结构单元的配合下，按设定参数完成调流剂颗粒的生产及注入，省去了人工成本和时间成本，适于油田大范围推广。
根据本发明的装置，所述注水单元7可以直接向所述切粒机6中进行注水，在注水压力不足以将获得的调流剂颗粒携带至注水井时，所述注水单元7可以通过柱塞泵8向所述切粒机6中进行注水，从而提供足够的水压。
因此，优选地，所述装置还包括柱塞泵8，所述柱塞泵8用于将注水单元7的注入水注入所述切粒机6，以使所述切粒机6对所述成型物料进行水下剪切造粒，并将得到的调流剂颗粒注入注水井口10。所述柱塞泵8可以为高压柱塞泵。优选地，所述柱塞泵8在水平高度上，位于切粒机6的上方。在柱塞泵8的作用下，制备得到的调流剂颗粒直接由注入水携带至注水井，不受调流剂颗粒大小的影响，尤其是针对大颗粒(>1mm)普通柱塞泵即可满足注入要求，工艺门槛较低，易于操作，不需要专门的注入工艺设备，成本低。
根据本发明的装置，优选地，所述挤出机3的末端还设置有换网器4，以调节挤出成型的物料的粒径。所述换网器(例如，可以为在线换网器)能够根据挤出物料直径要求，在装置工作过程中随时更换挤出网孔，所述换网器与所述装置中的其他结构单元配合完成调流剂颗粒的生产及注入，省去了人工成本和时间成本，适于油田大范围推广。进一步优选地，所述换网器4的网孔尺寸为0.2-20.0mm。
根据本发明的装置，优选地，所述装置还包括送料器2，所述送料器2用于接收来自所述搅拌混料器1的混合物料并将其输送至所述挤出机3。所述送料器与所述装置中的其他结构单元配合完成调流剂颗粒的生产及注入，省去了人工成本和时间成本，适于油田大范围推广。进一步优选地，所述送料器2为螺旋全自动送料器。
根据本发明的装置，优选地，所述挤出机3为双螺杆挤出机。所述双螺杆挤出机与所述装置中的其他结构单元配合完成调流剂颗粒的生产及注入，省去了人工成本和时间成本，适于油田大范围推广。
优选地，所述切粒机6上方还设置有流量计9，以计量注入所述切粒机6中的水量，进一步保证了切粒机6中的水注入量，并使得水下剪切造粒后所得到的调流剂颗粒与所述注入水的质量比为1-30：70-99。
本发明中按照施工要求，调流剂颗粒的生产注入结束后，注水单元7恢复向注水井注水，优选地，所述注水单元7还与所述注水井口10相通，以向所述注水井口10进行注水。
本发明的装置还可以包括阀门，例如，搅拌混料器1与送料器2、切粒机6与注水单元7、切粒机6与柱塞泵8、柱塞泵8与注水单元7、切粒机6与注水井口10之间可以设有安全阀门，换网器4与切粒机6之间可以设有熔体阀5，保证在线生产注入同步且有序连续进行。
本发明的装置还可以包括压力表11，以测定注入注水井的注入水的压力。
本发明的装置中各结构单元，例如搅拌混料器1、送料器2、挤出机3、换网器4、熔体阀5、柱塞泵8和切粒机6均集成本撬装车上，便于生产、注入设备的移动，使用时只需要将外接口与注入井相连即可满足在线连续生产、注入。
第二方面，本发明提供了一种调流剂颗粒连续在线生产及注入一体化方法，该方法可以在上述装置中实施，包括以下步骤：
(S1)将调流剂颗粒原材料搅拌混合，得到混合物料；
(S2)将步骤(S1)中得到的混合物料挤出成型，并在注入水的作用下进行水下剪切造粒，得到调流剂颗粒，并将得到的调流剂颗粒由所述注入水注入注水井口10。
本发明的方法实现了调流剂颗粒的在线生产、注入一体化，向注水井注入调流剂颗粒的同时，调流剂颗粒在线制备同时进行，省去了调流剂颗粒的生产和运输过程，综合了工艺准备时间和成本，能够满足多井组大剂量连续调流的需要；解决了传统方法注入过程中流量大造成的地层局部压力变化及生产井产量的波动影响，可以在不变注入量的情况下实现低成本平稳注入。
本发明的发明人在研究中进一步发现，挤出成型在一定温度下进行，可以将调流剂颗粒中的各组分加热混炼，从而将各组分相互分散均匀，优选地，步骤(S2)中，所述挤出成型的温度为50-300℃；优选地，步骤(S2)中，所述挤出成型得到的成型物料的粒径为0.2-20.0mm。
本发明的发明人在研究中进一步发现，水下剪切造粒在处于一定压力注入水环境下，得到的调流剂颗粒悬浮分散于注入水中，有利于调流剂颗粒由注入水携带至地层，优选地，步骤(S2)中，所述水下剪切造粒的水的压力为0.5-20MPa；优选地，所述调流剂颗粒的粒径为0.2-20.0mm。
根据本发明的方法，优选地，所述注入水在所述切粒机6中的注入量使得水下剪切造粒后所得调流剂颗粒与所述注入水的质量比为1-30：70-99，制得的调流剂颗粒可以很好地分散在注入水中，有利于将调流剂颗粒携带进入地层。
根据本发明的方法，优选地，调流剂颗粒含有粘弹性主剂、选择性助溶剂、密度调节剂、膨胀剂、可选的增韧剂，以调流剂颗粒的总重量为基准，粘弹性主剂的含量为30-90重量％，选择性助溶剂的含量为3-30重量％，密度调节剂的含量为0.1-30重量％，膨胀剂的含量为1-30％，增韧剂的含量为0-10重量％；其中，所述粘弹性主剂选自聚乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯、尼龙和ABS树脂中的至少一种，所述选择性助溶剂选自C5石油树脂、C9石油树脂、松香树脂和松香改性酚醛树脂中的至少一种，所述密度调节剂为空心微珠和/或粉煤灰，所述膨胀剂选自膨胀石墨、改性淀粉、聚丙烯酰胺和交联纤维素中的至少一种，所述增韧剂为纤维和/或晶须。
本发明制得的调流剂颗粒中各组分相互配合、协同作用，从而使得调流剂颗粒具有良好的耐温性、粘连性、膨胀性和耐矿化度，实现选择性调整地层深部优势水流流道，从而提高缝洞型油藏波及体积。
根据本发明的方法，优选地，所述调流剂颗粒的密度是0.80-1.20g/cm3，粒径0.2-20.0mm，调流剂颗粒与注入水密度相近，悬浮分散于注入水中，易携带进入地层深部；进一步优选地，所述调流剂颗粒与所述注入水的密度差绝对值≤0.02g/cm3。
根据本发明的方法，优选地，以调流剂颗粒的总重量为基准，粘弹性主剂的含量为50-75重量％，例如，可以为50重量％、60重量％、65重量％、70重量％、75重量％以及任意两点所组成的范围；选择性助溶剂的含量为10-30重量％，例如，可以为10重量％、15重量％、21重量％、26重量％、30重量％以及任意两点所组成的范围；密度调节剂的含量为2-8重量％，例如，可以为3.5重量％、4.5重量％、5.5重量％、7重量％、8重量％以及任意两点所组成的范围；膨胀剂的含量为5-15％，例如，可以为5重量％、7重量％、9重量％、10重量％、13重量％以及任意两点所组成的范围；增韧剂的含量为0.1-10重量％，例如，可以为0.5重量％、2重量％、4重量％、6重量％、8重量％以及任意两点所组成的范围。在该优选的条件下，制得的调流剂颗粒具有更优良的耐温性、粘连性、膨胀性和耐矿化度，能够进一步实现选择性调整地层深部优势水流流道，从而提高缝洞型油藏波及体积。
根据本发明的方法，术语“粘弹性主剂”是指粘连性高分子聚合物，所述粘连性高分子聚合物指软化后具有粘连性的高分子聚合物；优选地，根据地层温度选择粘弹性主剂，地层温度为100-120℃，粘连性高分子聚合物选自聚乙烯和/或聚丙烯；地层温度为120-140℃，粘连性高分子聚合物选自聚苯乙烯和/或ABS树脂；地层温度为170-190℃，粘连性高分子聚合物选自尼龙6和/或尼龙610，从而可以针对不同地层温度，使得调流剂颗粒均具有良好的粘连性。由上述粘弹性主剂与本发明调流剂颗粒中的其它组分在特定含量下配合得到的调流剂颗粒能够在地层高温条件下软化，当多个颗粒相互接触时，能够粘结在一起，形成大尺寸聚结体，通过架桥或直接封堵的形式封堵优势水流流道。
根据本发明的方法，术语“选择性助溶剂”为溶于原油的树脂，所述溶于原油的树脂是指140℃下，100g原油中溶解树脂量≥100g；优选地，根据地层温度选择树脂，地层温度为100-120℃，树脂选择松香树脂和/或C5石油树脂，地层温度为120-180℃，树脂选择C9石油树脂。由上述选择性助溶剂与本发明调流剂颗粒中的其它组分在特定含量下配合得到的调流剂颗粒能够溶于原油，不溶于水，能够选择性封堵地层深部水流流道，尤其是优势水流通道而不封堵油流流道，有利于深部调流和近井堵水。在该优选的条件下，本发明的调流剂颗粒是一种油水选择性颗粒，能够选择性封堵水流流道而不封堵油流流道，有利于深部调流和近井堵水，优选地，以溶于原油前的调流剂颗粒的总重量为基准，所述调流剂颗粒溶于原油后残渣量<30重量％，具体的在140℃下，100重量份的调流剂颗粒，溶于400重量份的原油中，溶于原油后，调流剂颗粒残渣量<30重量份。
本申请的发明人在研究中进一步发现，调流剂颗粒中含有增韧剂可以进一步提高颗粒在裂缝中封堵强度，优选地，以调流剂颗粒的总重量为基准，所述增韧剂的含量为1-5重量％；所述增韧剂可以为本领域各种增韧剂，优选地，所述增韧剂为纤维和/或晶须；更优选地，所述纤维选自天然纤维、人造纤维(例如，可以为人造短切纤维)和合成纤维中的至少一种，所述晶须选自硫酸钙晶须、碳化硅晶须和石膏晶须中的至少一种。
根据本发明的方法，所述密度调节剂的密度可以为0.2-2.9g/cm3，优选地，所述空心微珠为空心玻璃微珠，密度可以为0.2-0.8g/cm3。其中，粉煤灰的密度可以为2.5-2.7g/cm3。。所述密度调节剂可以调节调流剂颗粒的密度，制得的调流剂颗粒的密度可控，易携带进入地层。
根据本发明的方法，根据地层温度选择膨胀剂，当温度>140℃选择膨胀石墨等受热膨胀材料，当温度≤140℃选择改性淀粉、聚丙烯酰胺(例如，可以为阴离子聚丙烯酰胺)、交联纤维素(例如，可以为交联羧甲基纤维素)等吸水膨胀材料。所述膨胀剂使调流剂颗粒具有良好的膨胀性，优选地，所述调流剂颗粒的膨胀倍数可以达到1-30倍，例如，可以为1、1.5、2、5、6、10、15、25、30以及任意两点所组成的范围，所述膨胀倍数是指调流剂颗粒在高温地层条件下老化后的体积除以调流剂颗粒老化前的体积。由此可见，本发明的调流剂颗粒是一种膨胀颗粒，通过个体的膨胀可以与多个颗粒的聚结，形成大尺寸聚结体，实现油/水井深部调流，扩大水驱波及体积。
第三方面，本发明提供上述装置或方法在缝洞型油藏开采中的应用。具体的应用方法为本领域技术人员所熟知的技术。本发明所述的应用，尤其适用于高温高盐的缝洞型油藏。
以下将通过实施例对本发明进行详细描述。
以下实施例和对比例中，如无特别说明，所用的材料和设备均可通过商购获得，如无特别说明，所用的方法为本领域的常规方法。
聚苯乙烯购自山东石大油田技术服务股份有限公司，公司货号为JBYX。
C9石油树脂购自山东石大油田技术服务股份有限公司，公司货号：
SDC9。
人造短切纤维购自山东石大油田技术服务股份有限公司，公司货号为SDXW。
粉煤灰购自山东石大油田技术服务股份有限公司，公司货号为SDH。
交联羧甲基纤维素购自山东石大油田技术服务股份有限公司，公司货号为SDJW。
搅拌混料器购自清溪镇简奇机械设备厂，型号为JY-LS300。
螺旋全自动送料器购自南京科尔克挤出装备有限公司，型号为SDZSL。
双螺杆挤出机购自南京科尔克挤出装备有限公司，型号为KTE-20。
在线换网器购自南京科尔克挤出装备有限公司，型号为HWQ。
熔体阀购自南京科尔克挤出装备有限公司，型号为KELT。
切粒机购自南京科尔克挤出装备有限公司，型号为KTEQL。
柱塞泵购自常州市往复世佑高压泵阀有限公司，型号为3ZHP180。
流量计购自江苏省苏科仪表有限公司，型号为SKLD。
以下实施例和对比例中，涉及的测试方法如下：
采用质量除以体积法测定调流剂颗粒的密度，采用称重法测定颗粒的质量，采用氦气波尔定律测定颗粒的体积，密度单位为g/cm3。
采用质量除以体积法测定注入水密度，称重法测定一定体积流体质量，采用量筒测定流体体积，计算注入水的密度，单位为g/cm3；
采用油标卡尺多次测量多个调流剂颗粒的粒径，取平均值，作为调流剂颗粒的粒径，单位为mm。
用老化实验测定调流剂颗粒的耐温性，将调流剂颗粒与地层模拟水(地层模拟水指采用纯净水按地层注入水离子分析配制含有相同离子，且离子浓度与地层注入水相同的模拟水)混合密封后，置于不同地层温度条件下，老化7天后取出，观察颗粒形状、大小变化，颗粒体积大于等于老化前体系视为能耐受相应地层温度，单位为℃。
采用直接观察法测定调流剂颗粒的粘连性，将多个调流剂颗粒与地层模拟水混合密封后，置于能耐受相应地层温度下，老化7天后观察颗粒形态，如果颗粒粘连到一起，且震荡密封瓶，多个颗粒粘连体不分开视为具有粘连性。
采用老化后与老化前调流剂颗粒体积的比确定调流剂颗粒的膨胀倍数，将调流剂颗粒与地层模拟水混合密封后，置于能耐受相应地层温度下，老化7天后取出，利用氦气波尔定律测定调流剂颗粒老化后的体积和老化前调流剂颗粒体积，测定膨胀倍数。
实施例1
本实施用于说明调流剂颗粒连续在线生产及注入一体化装置。
调流剂颗粒连续在线生产及注入一体化装置，包括搅拌混料器1、送料器2为螺旋全自动送料器、挤出机3为双螺杆挤出机、换网器4为在线换网器、熔体阀5、切粒机6，注水单元7、柱塞泵8，将调流剂颗粒原材料倒入搅拌混料器1中搅拌混合；启动双螺杆挤出机，将双螺杆挤出机温度预热至粘弹性主剂溶点附近；打开搅拌混料器1出口阀门，由螺旋全自动送料器按设定速率向双螺杆挤出机喂料；调流剂颗粒原材料经过双螺杆挤出机高温混炼后通过在线换网器挤出，并通过熔体阀5进入切粒机6，由注水单元7或柱塞泵8向切粒机6腔体注水，切粒机6在注入水存在进行水下剪切造粒，得到调流剂颗粒，调流剂颗粒由来自注水单元7或柱塞泵8的注入水携带至注水井口10。
实施例2
本实施用于说明利用实施例1所述的装置进行调流剂颗粒连续在线生产及注入的方法。
(S1)取聚苯乙烯70重量份，C9石油树脂20重量份，人造短切纤维2重量份，粉煤灰3重量份，交联羧甲基纤维素5重量份，加入至搅拌混料器，启动搅拌混料器进行充分混合；
(S2)预热双螺杆挤出机至180℃，启动双螺杆挤出机；打开搅拌混料器出口，启动螺旋全自动送料器，以0.105m3/h的速率向双螺杆挤出机喂料；在线换网器网孔尺寸为3.0mm，挤出混合物料通过在线换网器后，经切粒机均匀水下剪切造粒后，形成直径3.0mm左右的调流剂颗粒，注入水在切粒机中的注入量使得水下剪切造粒后所得调流剂颗粒与所述注入水的质量比为5：95。调流剂颗粒由注入水随即携带至注水井口。注水单元中的水流量为2m3/h，注入水的压力为5MPa，注入水的密度为1.09g/cm3。调流剂颗粒按施工需求结束后，关闭所有安全阀门，打开注水单元与注水井之间的安全阀门，恢复注水。制备得到的调流剂颗粒的密度为1.09g/cm3。对调流剂颗粒的各种性能进行测定，结果见表1。
实施例3
本实施用于说明利用实施例1所述的装置进行调流剂颗粒连续在线生产及注入的方法。
采用实施例2的方法进行调流剂颗粒连续在线生产及注入，不同的是，(1)在线换网器网孔尺寸为5.0mm，调流剂颗粒的粒径为5.0mm，(2)关闭切粒机与注水单元之间的安全阀门，打开切粒机与柱塞泵、柱塞泵与注水单元之间的安全阀门，启动柱塞泵。对调流剂颗粒的各种性能进行测定，结果见表1。
实施例4
本实施用于说明利用实施例1所述的装置进行调流剂颗粒连续在线生产及注入的方法。
采用实施例2的方法进行调流剂颗粒连续在线生产及注入，不同的是，所述调流剂颗粒不含有C9石油树脂。制备得到的调流剂颗粒的密度为1.09g/cm3。对调流剂颗粒的各种性能进行测定，结果见表1。
实施例5
本实施用于说明利用实施例1所述的装置进行调流剂颗粒连续在线生产及注入的方法。
采用实施例2的方法进行调流剂颗粒连续在线生产及注入，不同的是，所述调流剂颗粒不含有粉煤灰。制备得到的调流剂颗粒的密度为1.04g/cm3。对调流剂颗粒的各种性能进行测定，结果见表1。
实施例6
本实施用于说明利用实施例1所述的装置进行调流剂颗粒连续在线生产及注入的方法。
采用实施例2的方法进行调流剂颗粒连续在线生产及注入，不同的是，所述调流剂颗粒不含有交联羧甲基纤维素。制备得到的调流剂颗粒的密度为1.09g/cm3。对调流剂颗粒的各种性能进行测定，结果见表1。
表1
样品 密度(g/cm<sup>3</sup>) 粒径(mm) 耐温性(℃) 粘连性 膨胀倍数
实施例2 1.09 3.0 140 粘连 3.2
实施例3 1.09 5.0 140 粘连 3.2
实施例4 1.08 3.0 140 粘连 3.2
实施例5 1.04 3.0 140 粘连 3.2
实施例6 1.09 3.0 140 粘连 1.0
测试例1
本测试例用于测试调流剂颗粒封堵裂缝能力。
实施例2和实施例4-6的调流剂颗粒与注入水的质量比为20:80，颗粒调流剂与注入水搅拌，搅拌后以0.5mL/min的速度将其注入高温140℃、宽宽3.5mm、高25mm、长100mm的致密砂岩裂缝，注入体积为7.0mL，静置1天后进行注模拟水，其注入压力变化见图2。由测试结果可知，本发明的调流剂颗粒具有良好的封堵裂缝能力，在高温下具有良好的封堵水流流道的作用。
由以上实施例及测试例结果表明，采用本发明的装置和方法，向注水井注入调流剂颗粒的同时，调流剂颗粒在线制备同时进行，省去了调流剂颗粒的生产和运输过程，工艺简单、工艺准备时间少，施工量小、成本低，实现了即生产即注入的集成工艺，能够满足大型缝洞或裂缝型油藏区块或多井组的大剂量连续调流的需要，且该装置为可移动集成撬装装置，结构简单，便于操作，集成度高。制备的调流剂颗粒具有良好的耐温性、粘连性、膨胀性和耐盐性，能封堵水流流道，而对油流流道影响小，能够实现选择性调整地层深部优势水流通道，适用于高温高盐缝洞型油藏。
以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (16)

1.一种调流剂颗粒连续在线生产及注入一体化装置，其特征在于，该装置包括：搅拌混料器（1）、挤出机（3）、切粒机（6）和注水单元（7）；其中，
所述搅拌混料器（1）用于对调流剂颗粒原材料进行搅拌混合；
所述挤出机（3）用于接收来自所述搅拌混料器（1）的混合物料并对其进行挤出成型；
所述切粒机（6）用于接收来自所述挤出机（3）的成型物料和来自所述注水单元（7）的注入水，以对所述成型物料进行水下剪切造粒，并得到调流剂颗粒；
所述注水单元（7）用于向所述切粒机（6）注水，提供所述水下剪切造粒用水并将所述调流剂颗粒注入注水井口（10）；
所述装置还包括柱塞泵（8），所述柱塞泵（8）用于将所述注水单元（7）的注入水注入所述切粒机（6），以使所述切粒机（6）对所述成型物料进行水下剪切造粒，并将得到的调流剂颗粒注入注水井口（10）；
所述挤出机（3）的末端还设置有换网器（4），以调节挤出成型的物料的粒径；所述换网器（4）的网孔尺寸为3-20.0mm。
2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述换网器（4）的网孔尺寸为5-20.0mm。
3.根据权利要求1或2所述的装置，其中，所述装置还包括送料器（2），所述送料器（2）用于接收来自所述搅拌混料器（1）的混合物料并将其输送至所述挤出机（3）。
4.根据权利要求3所述的装置，其中，所述送料器（2）为螺旋全自动送料器。
5.根据权利要求1或2所述的装置，其中，所述挤出机（3）为双螺杆挤出机。
6.根据权利要求1或2所述的装置，其中，所述切粒机（6）上方还设置有流量计（9），以计量注入所述切粒机（6）中的注入水量。
7.根据权利要求1或2所述的装置，其中，所述注水单元（7）还与所述注水井口（10）相通，以向所述注水井口（10）中进行注水。
8.一种调流剂颗粒连续在线生产及注入一体化方法，其特征在于，该方法在权利要求1-7中任意一项所述的装置中实施，所述方法包括以下步骤：
（S1）将调流剂颗粒原材料搅拌混合，得到混合物料；
（S2）将步骤（S1）中得到的混合物料挤出成型，并在注入水的作用下进行水下剪切造粒，得到调流剂颗粒，并将得到的调流剂颗粒由所述注入水注入注水井口（10）；步骤（S2）中，所述挤出成型得到的成型物料的粒径为3-20.0mm。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述挤出成型的温度为50-300℃。
10.根据权利要求8或9所述的方法，其中，步骤（S2）中，所述水下剪切造粒的水的压力为0.5-20MPa。
11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述调流剂颗粒的粒径为5-20.0mm。
12.根据权利要求10所述的方法，其中，所述注入水的注入量使得水下剪切造粒后所得调流剂颗粒与所述注入水的质量比为1-30：70-99。
13.根据权利要求8或9所述的方法，其中，所述调流剂颗粒含有粘弹性主剂、选择性助溶剂、密度调节剂、膨胀剂、增韧剂，以调流剂颗粒的总重量为基准，粘弹性主剂的含量为30-90%，选择性助溶剂的含量为3-30%，密度调节剂的含量为0.1-30%，膨胀剂的含量为1-30%，增韧剂的含量为0-10%；其中，所述粘弹性主剂选自聚乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯、尼龙和ABS树脂中的至少一种，所述选择性助溶剂选自C5石油树脂、C9石油树脂、松香树脂和松香改性酚醛树脂中的至少一种，所述密度调节剂为空心微珠和/或粉煤灰，所述膨胀剂选自膨胀石墨、改性淀粉、聚丙烯酰胺和交联纤维素中的至少一种，所述增韧剂为纤维和/或晶须。
14.根据权利要求8或9所述的方法，其中，所述调流剂颗粒的密度为0.80-1.20g/cm3。
15.根据权利要求14所述的方法，其中，所述调流剂颗粒与所述注入水的密度差绝对值≤0.02g/cm3。
16.权利要求1-7中任意一项所述的装置或权利要求8-15中任意一项所述的方法在缝洞型油藏开采中的应用。
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