CN109322637A - 一种低渗透油藏深部调驱的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种低渗透油藏深部调驱的方法，其包括：依次向油层注入柔弹性颗粒前置段塞、聚合物微球主段塞、柔弹性颗粒保护段塞，且三个段塞总注入量的体积比为1‑2:6‑8:1‑2。该发明提供了一种采用苯乙烯类柔弹性颗粒与聚丙烯酰胺聚合物微球组合的调驱方法，其中，柔弹性颗粒可以封堵油层裂缝和大孔道，聚合物微球可驱替油层剩余油，本发明采用不同调驱体系段塞组合达到封堵裂缝和大孔道、驱替原油及提高油井采收率的目的。
Description
技术领域
本发明涉及一种低渗透油藏深部调驱的方法，属于石油开采技术领域。
背景技术
我国低渗透油藏探明储量占总探明储量的70％，已成为原油开采的主要领域。低渗透油藏具有储量规模大、丰度低、储层致密、开采技术要求高等特点。在低渗透油藏注水开发过程中，由于储层非均质性及裂缝的存在，注入水不均匀推进易形成优势水流通道，或沿裂缝突进，均使油井含水不断上升，化学调剖工艺技术已成为控制油井含水上升的主要手段。
中国专利CN 103216211A公开了一种冻胶调剖剂悬浮携带吸水树脂颗粒和非水溶性固体颗粒注入裂缝的方法，CN104140801A公开了一种铝凝胶调驱剂，CN104650842A公开了一种调驱组合物及调驱方法；这些现有技术所公开的均为金属交联或酚醛交联弱凝胶，且所公开的这类方法均以弱凝胶为主剂进行调剖，但是这类方法主要存在两个弊端：一是弱凝胶体系为聚丙烯酰胺、交联剂等多组分配制后注入地下成胶，其成胶性能受油藏环境影响而难把控；二、凝胶体系因聚丙烯酰胺线性交联使得受油藏矿化度影响，产生分子链卷曲、凝胶脱水，导致措施有效期较短，不能达到改善油藏深部水驱提高采收率的目的。
因此，提供一种新的低渗透油藏深部调驱的方法已经成为本领域亟需解决的技术问题。
发明内容
为了解决上述的缺点和不足，本发明的目的在于提供一种聚合物微球。
本发明的目的还在于提供一种聚合物微球主段塞。
本发明的目的还在于提供一种低渗透油藏深部调驱的方法。
为达到上述目的，本发明提供一种聚合物微球，按所用原料的总重量为100％计，其是以18％-25％的共聚单体，0.2％-0.3％的交联剂，0.1％-0.2％的引发剂，7.5％-8.5％的分散剂，40％-45％的外相，余量水为内相，采用反相乳液聚合法合成而得。
在一具体实施方式中，优选地，所述共聚单体包括2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、丙烯酰胺、丙烯酸、丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、丙烯酸正丁酯及二季戊四醇六丙烯酸酯中的一种或几种的组合。
在一具体实施方式中，优选地，所述交联剂包括N,N-亚甲基双丙烯酰胺和/或二乙烯基苯。
在一具体实施方式中，优选地，所述引发剂包括过硫酸铵、过硫酸钠、过硫酸钾、过氧化苯甲酰及过氧化氢中的一种或几种的组合。
在一具体实施方式中，优选地，所述分散剂包括司盘60、司盘80、吐温60及吐温80中的一种或几种的组合。
在一具体实施方式中，优选地，所述外相包括白油、植物油、柴油及煤油中的一种或几种的组合。
在一具体实施方式中，优选地，该聚合物微球的初始粒径为0.1-20μm，水化膨胀倍数为5-15倍。
在一具体实施方式中，优选地，所述反相乳液聚合为在90-105℃聚合5-20min。
本发明还提供了一种聚合物微球主段塞，以该聚合物微球主段塞的总重量为100％计，其包含0.25％-5％的所述聚合物微球和95％-99.75％的水。
本发明还提供了一种低渗透油藏深部调驱的方法，其中，该方法包括：依次向油层注入柔弹性颗粒前置段塞、所述的聚合物微球主段塞及柔弹性颗粒保护段塞，且柔弹性颗粒前置段塞、聚合物微球主段塞及柔弹性颗粒保护段塞总注入量的体积比为1-2:6-8:1-2。
在一具体实施方式中，优选地，按体积计，所述柔弹性颗粒前置段塞的日注入量、柔弹性颗粒保护段塞的日注入量分别为目标调驱井日注水量的1.5-2.5倍。
在一具体实施方式中，优选地，按体积计，所述聚合物微球主段塞的日注入量为目标调驱井日注水量的1.0-1.5倍。
在一具体实施方式中，优选地，按体积计，所述柔弹性颗粒前置段塞、聚合物微球主段塞和柔弹性颗粒保护段塞的累计总注入量为目标调驱井控制的油层孔隙体积的0.1-0.3倍。
在一具体实施方式中，优选地，以所述柔弹性颗粒前置段塞的总重量为100％计，其包含0.2％-0.3％的柔弹性颗粒，0.05％-0.1％的聚丙烯酰胺及余量水。
在一具体实施方式中，优选地，按所用原料的总重量为100％计，柔弹性颗粒前置段塞中，所述柔弹性颗粒是以49.85％-49.95％的苯乙烯和49.85％-49.95％的丁二烯为主剂，0.1％-0.3％的过氧化苯甲酰为引发剂进行聚合得到胶状体，再经造粒而成。
在一具体实施方式中，优选地，柔弹性颗粒前置段塞中，所述柔弹性颗粒的粒径为3-6mm，断裂伸长率为1000％-1300％。
在一具体实施方式中，优选地，所述聚合为在80-85℃聚合反应70-100min。
在一具体实施方式中，优选地，柔弹性颗粒前置段塞中，所述聚丙烯酰胺的分子量为1000-1600万，水解度为20％-30％。
在一具体实施方式中，优选地，以所述柔弹性颗粒保护段塞的总重量为100％计，其包含0.3％-0.4％的柔弹性颗粒，0.1％-0.15％的聚丙烯酰胺及余量水。
在一具体实施方式中，优选地，按所用原料的总重量为100％计，柔弹性颗粒保护段塞中，所述柔弹性颗粒是以49.85％-49.95％的苯乙烯和49.85％-49.95％的丁二烯为主剂，0.1％-0.3％的过氧化苯甲酰为引发剂进行聚合得到胶状体，再经造粒而成。
在一具体实施方式中，优选地，柔弹性颗粒保护段塞中，所述柔弹性颗粒的粒径为3-6mm，断裂伸长率为1000％-1300％。
在一具体实施方式中，优选地，所述聚合为在80-85℃聚合反应70-100min。
在一具体实施方式中，优选地，柔弹性颗粒保护段塞中，所述聚丙烯酰胺的分子量为1000-1600万，水解度为20％-30％。
本发明所用的前置段塞和保护段塞含有苯乙烯类柔弹性颗粒，可以长效封堵油层裂缝和大孔道，扩大聚合物微球及后续注入水的波及体积。所用主体段塞含有聚合物微球，可充分发挥聚合物微球进入油层深部驱替剩余油的优势。选用聚丙烯酰胺溶液可以悬浮携带柔弹性颗粒，可以增强柔弹性颗粒的注入性。
本发明的目的是克服现有地下成胶体系存在的上述问题，提供一种低渗透油藏深部调驱的方法，能够实现大剂量注入、改善油藏深部水驱不均，最终提高采收率。
本发明的技术方案是提供了一种低渗透油藏深部调驱的方法，依次向油层注入柔弹性颗粒前置段塞、聚合物微球主段塞、柔弹性颗粒保护段塞，且三个段塞总注入量的体积比为1:8:1；
所述柔弹性颗粒前置段塞包括以下组分：按质量比计，0.2％-0.3％柔弹性颗粒，0.05％-0.1％聚丙烯酰胺，剩余为水；
所述聚合物微球主段塞包括以下组分：按质量比计，0.25％-5％聚合物微球和95％-99.75％水；
所述柔弹性颗粒保护段塞包括以下组分：按质量比计，0.3％-0.4％柔弹性颗粒，0.1％-0.15％聚丙烯酰胺，剩余为水。
所述柔弹性颗粒前置段塞和柔弹性颗粒保护段塞的日注入量按体积计为1.5-2.5倍目标调驱井日注水量。
所述聚合物微球主段塞的日注入量按体积计为1.0倍目标调驱井日注水量。
所述的柔弹性颗粒前置段塞、聚合物微球主段塞和柔弹性颗粒保护段塞的累计总注入量按体积计为0.1-0.3倍目标调驱井控制的油层孔隙体积。
所述柔弹性颗粒的制备方法如下：按质量百分比计，以49.85％-49.95％苯乙烯和49.85％-49.95％丁二烯为主剂，0.1％-0.3％过氧化苯甲酰为引发剂进行聚合得到胶状体，再经造粒而成。
所述柔弹性颗粒粒径3-6mm，断裂伸长率1000％-1300％。
所述聚合物微球的制备如下：按质量百分比计，6％-9％2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸和12％-16％丙烯酰胺为共聚单体，0.2％-0.3％N，N-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂，0.1％-0.2％过硫酸铵为引发剂，5％-5.5％司盘60、2.5％-3.0％吐温60为分散剂，40％-45％白油为外相，剩余为水，水为内相，采用反相乳液聚合法合成而得。
所述聚合物微球初始粒径为0.1-20μm，水化膨胀倍数5-15倍。
所述聚丙烯酰胺的分子量1500万，水解度20％-30％。
本发明的有益效果：
本发明所提供的低渗透油藏深部调驱的方法通过向油层依次注入柔弹性颗粒前置段塞、聚合物微球主段塞、柔弹性颗粒保护段塞达到深部封堵与调驱的目的，其中，柔弹性颗粒采用聚丙烯酰胺溶液携带，该柔弹性颗粒可以封堵油层裂缝和大孔道、扩大波及体积，所述聚合物微球可以驱替油层剩余油，选用该聚合物微球作为主体段塞，可充分发挥聚合物微球进入油层深部驱替剩余油的优势，改善油层深部水驱不均并驱替剩余油，实现提高油井采收率的目的。
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，现结合以下具体实施例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聚合物微球，按所用原料的总重量为100％计，其是以9％的2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸和16％的丙烯酰胺为共聚单体，0.3％的N,N-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂，0.2％过硫酸铵为引发剂，5.5％的司盘60、3.0％的吐温60为分散剂，45％的白油为外相，剩余为水，水为内相，采用反相乳液聚合法合成而得，其中，聚合温度为90℃，聚合反应时间20min。本实施例所制备得到的聚合物微球初始粒径为20μm，水化膨胀倍数15倍。
实施例2
本实施例提供了一种聚合物微球主段塞，以该聚合物微球主段塞的总重量为100％计，其包含3％的实施例1制备得到的聚合物微球和97％的水。
实施例3
本实施例提供了一种低渗透油藏深部调驱的方法，其包括以下步骤：
目标调驱井日注水量为20m3，控制的孔隙体积为50000m3，设计总注入量为0.1PV，即5000m3。通过注水井依次向油层注入柔弹性颗粒前置段塞、实施例2制备得到的聚合物微球主段塞、柔弹性颗粒保护段塞，各段塞日注入量依次为30m3、20m3、50m3，各段塞总注入量依次为500m3、4000m3、500m3；
其中，柔弹性颗粒前置段塞包括以下组分：按质量比计，0.25％的柔弹性颗粒，0.75％的聚丙烯酰胺(分子量1000万，水解度20％)，剩余为水；
柔弹性颗粒保护段塞包括以下组分：按质量比计，0.35％的柔弹性颗粒，0.12％的聚丙烯酰胺(分子量1000万，水解度20％)，剩余为水。
所述柔弹性颗粒的制备方法如下：按质量百分比计，以49.95％的苯乙烯和49.95％的丁二烯为主剂，0.1％的过氧化苯甲酰为引发剂进行聚合得到胶状体，其中，聚合温度85℃，聚合反应时间70min。再经造粒而成，所述柔弹性颗粒粒径为6mm，断裂伸长率为1300％。
调驱措施后，对应油井增油幅度为8％，降水幅度为12％。
实施例4
本实施例提供了一种聚合物微球，按所用原料的总重量为100％计，其是以9％的2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸和16％的丙烯酰胺为共聚单体，0.3％的N,N-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂，0.2％的过硫酸铵为引发剂，5.5％的司盘60、3.0％的吐温60为分散剂，45％的白油为外相，剩余为水，水为内相，采用反相乳液聚合法合成而得，其中，聚合温度为95℃，聚合反应时间15min。
本实施例制备得到的聚合物微球初始粒径为20μm，水化膨胀倍数15倍。
实施例5
本实施例提供了一种聚合物微球主段塞，以该聚合物微球主段塞的总重量为100％计，其包含5％的实施例4制备得到的聚合物微球和95％的水。
实施例6
本实施例提供了一种低渗透油藏深部调驱的方法，其包括以下步骤：
目标调驱井日注水量为40m3，控制的孔隙体积为60000m3，设计总注入量为0.2PV，即12000m3。通过注水井依次向油层注入柔弹性颗粒前置段塞、实施例5制备得到的聚合物微球主段塞、柔弹性颗粒保护段塞，各段塞日注入量依次为60m3、40m3、60m3，各段塞总注入量依次为1200m3、9600m3、1200m3。
其中，柔弹性颗粒前置段塞包括以下组分：按质量比计，0.3％的柔弹性颗粒，0.1％的聚丙烯酰胺(分子量为1200万，水解度为23％)，剩余为水；
柔弹性颗粒保护段塞包括以下组分：按质量比计，0.4％的柔弹性颗粒，0.15％的聚丙烯酰胺(分子量为1200万，水解度为23％)，剩余为水。
所述柔弹性颗粒的制备方法如下：按质量百分比计，以49.95％的苯乙烯和49.95％的丁二烯为主剂，0.1％的过氧化苯甲酰为引发剂进行聚合得到胶状体，其中，聚合温度83℃，聚合反应时间80min。再经造粒而成，所述柔弹性颗粒的粒径为6mm，断裂伸长率为1300％。
利用柔弹性颗粒封堵油层裂缝和大孔道、扩大波及体积，利用聚合物微球驱替油层剩余油。调驱措施后，对应油井增油幅度为9.5％，降水幅度为12.5％。
实施例7
本实施例提供了一种聚合物微球，按所用原料的总重量为100％计，其是以7.5％的2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸和14％的丙烯酰胺为共聚单体，0.25％的N,N-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂，0.15％的过硫酸铵为引发剂，5.25％的司盘60、2.75％的吐温60为分散剂，42.5％的白油为外相，剩余为水，水为内相，采用反相乳液聚合法合成而得，其中，聚合温度为100℃，聚合反应时间10min。
本实施例所制备得到的聚合物微球初始粒径为20μm，水化膨胀倍数为15倍。
实施例8
本实施例提供了一种聚合物微球主段塞，以该聚合物微球主段塞的总重量为100％计，其包含5％的实施例7制备得到的聚合物微球和95％的水。
实施例9
本实施例提供了一种低渗透油藏深部调驱的方法，其包括以下步骤：
目标调驱井日注水量为40m3，控制的孔隙体积为60000m3，设计总注入量为0.2PV，即12000m3。通过注水井依次向油层注入柔弹性颗粒前置段塞、实施例8制备得到的聚合物微球主段塞、柔弹性颗粒保护段塞，各段塞日注入量依次为60m3、40m3、60m3，各段塞总注入量依次为1200m3、9000m3、1800m3。
其中，柔弹性颗粒前置段塞包括以下组分：按质量比计，0.3％的柔弹性颗粒，0.1％的聚丙烯酰胺(分子量为1300万，水解度为24％)，剩余为水；
柔弹性颗粒保护段塞包括以下组分：按质量比计，0.4％的柔弹性颗粒，0.15％的聚丙烯酰胺(分子量为1400万，水解度为26％)，剩余为水。
所述柔弹性颗粒的制备方法如下：按质量百分比计，以49.9％的苯乙烯和49.9％的丁二烯为主剂，0.2％的过氧化苯甲酰为引发剂进行聚合得到胶状体，其中，聚合温度82℃，聚合反应时间90min。再经造粒而成，所述柔弹性颗粒的粒径为5mm，断裂伸长率为1200％。
利用柔弹性颗粒封堵油层裂缝和大孔道、扩大波及体积，利用聚合物微球驱替油层剩余油。调驱措施后，对应油井增油幅度为9.5％，降水幅度为12.5％。
实施例10
本实施例提供了一种聚合物微球，按所用原料的总重量为100％计，其是以6％的2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸和12％的丙烯酰胺为共聚单体，0.2％的N,N-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂，0.1％的过硫酸铵为引发剂，5.0％的司盘60、2.5％的吐温60为分散剂，40％的白油为外相，剩余为水，水为内相，采用反相乳液聚合法合成而得，其中，聚合温度为105℃，聚合反应时间5min。
本实施例制备得到的聚合物微球初始粒径为20μm，水化膨胀倍数为15倍。
实施例11
本实施例提供了一种聚合物微球主段塞，以该聚合物微球主段塞的总重量为100％计，其包含5％的实施例10制备得到的聚合物微球和95％的水。
实施例12
本实施例提供了一种低渗透油藏深部调驱的方法，其包括以下步骤：
目标调驱井日注水量为40m3，控制的孔隙体积为60000m3，设计总注入量为0.2PV，即12000m3。通过注水井依次向油层注入柔弹性颗粒前置段塞、实施例11制备得到的聚合物微球主段塞、柔弹性颗粒保护段塞，各段塞日注入量依次为60m3、40m3、60m3，各段塞总注入量依次为2400m3、8400m3、1200m3。
其中，柔弹性颗粒前置段塞包括以下组分：按质量比计，0.3％的柔弹性颗粒，0.1％的聚丙烯酰胺(分子量为1600万，水解度为30％)，剩余为水；
柔弹性颗粒保护段塞包括以下组分：按质量比计，0.4％的柔弹性颗粒，0.15％的聚丙烯酰胺(分子量为1600万，水解度为30％)，剩余为水。
所述柔弹性颗粒的制备方法如下：按质量百分比计，以49.85％的苯乙烯和49.85％的丁二烯为主剂，0.3％的过氧化苯甲酰为引发剂进行聚合得到胶状体，其中，聚合温度80℃，聚合反应时间100min。再经造粒而成，所述柔弹性颗粒的粒径为6mm，断裂伸长率为1300％。
利用柔弹性颗粒封堵油层裂缝和大孔道、扩大波及体积，利用聚合物微球驱替油层剩余油。调驱措施后，对应油井增油幅度为10％，降水幅度为13％。
综上所述，本发明所提供的该低渗透油藏深部调驱的方法，其注入量大，采用不同调驱体系段塞组合达到封堵裂缝和大孔道、驱替原油的目的，进而实现了提高油井采收率的目的。
以上实施例仅仅是对本发明的举例说明，并不构成对本发明的保护范围的限制，凡是与本发明相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。
Claims (19)
1.一种聚合物微球，按所用原料的总重量为100％计，其是以18％-25％的共聚单体，0.2％-0.3％的交联剂，0.1％-0.2％的引发剂，7.5％-8.5％的分散剂，40％-45％的外相，余量水为内相，采用反相乳液聚合法合成而得。
2.根据权利要求1所述的聚合物微球，其特征在于，所述共聚单体包括2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、丙烯酰胺、丙烯酸、丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、丙烯酸正丁酯及二季戊四醇六丙烯酸酯中的一种或几种的组合。
3.根据权利要求1所述的聚合物微球，其特征在于，所述交联剂包括N,N-亚甲基双丙烯酰胺和/或二乙烯基苯。
4.根据权利要求1所述的聚合物微球，其特征在于，所述引发剂包括过硫酸铵、过硫酸钠、过硫酸钾、过氧化苯甲酰及过氧化氢中的一种或几种的组合。
5.根据权利要求1所述的聚合物微球，其特征在于，所述分散剂包括司盘60、司盘80、吐温60及吐温80中的一种或几种的组合。
6.根据权利要求1所述的聚合物微球，其特征在于，所述外相包括白油、植物油、柴油及煤油中的一种或几种的组合。
7.根据权利要求1所述的聚合物微球，其特征在于，该聚合物微球的初始粒径为0.1-20μm，水化膨胀倍数为5-15倍。
8.根据权利要求1所述的聚合物微球，其特征在于，所述反相乳液聚合为在90-105℃聚合5-20min。
9.一种聚合物微球主段塞，以该聚合物微球主段塞的总重量为100％计，其包含0.25％-5％的权利要求1-8任一项所述的聚合物微球和95％-99.75％的水。
10.一种低渗透油藏深部调驱的方法，其特征在于，该方法包括：依次向油层注入柔弹性颗粒前置段塞、权利要求9所述的聚合物微球主段塞及柔弹性颗粒保护段塞，且柔弹性颗粒前置段塞、聚合物微球主段塞及柔弹性颗粒保护段塞总注入量的体积比为1-2:6-8:1-2。
11.根据权利要求10所述的低渗透油藏深部调驱的方法，其特征在于，按体积计，所述柔弹性颗粒前置段塞的日注入量、柔弹性颗粒保护段塞的日注入量分别为目标调驱井日注水量的1.5-2.5倍。
12.根据权利要求10所述的低渗透油藏深部调驱的方法，其特征在于，按体积计，所述聚合物微球主段塞的日注入量为目标调驱井日注水量的1.0-1.5倍。
13.根据权利要求10所述的低渗透油藏深部调驱的方法，其特征在于，按体积计，所述柔弹性颗粒前置段塞、聚合物微球主段塞和柔弹性颗粒保护段塞的累计总注入量为目标调驱井控制的油层孔隙体积的0.1-0.3倍。
14.根据权利要求10所述的低渗透油藏深部调驱的方法，其特征在于，以所述柔弹性颗粒前置段塞的总重量为100％计，其包含0.2％-0.3％的柔弹性颗粒，0.05％-0.1％的聚丙烯酰胺及余量水。
15.根据权利要求10所述的低渗透油藏深部调驱的方法，其特征在于，以所述柔弹性颗粒保护段塞的总重量为100％计，其包含0.3％-0.4％的柔弹性颗粒，0.1％-0.15％的聚丙烯酰胺及余量水。
16.根据权利要求14或15所述的低渗透油藏深部调驱的方法，其特征在于，按所用原料的总重量为100％计，所述柔弹性颗粒是以49.85％-49.95％的苯乙烯和49.85％-49.95％的丁二烯为主剂，0.1％-0.3％的过氧化苯甲酰为引发剂进行聚合得到胶状体，再经造粒而成。
17.根据权利要求16所述的低渗透油藏深部调驱的方法，其特征在于，所述柔弹性颗粒的粒径为3-6mm，断裂伸长率为1000％-1300％。
18.根据权利要求16所述的低渗透油藏深部调驱的方法，其特征在于，所述聚合为在80-85℃聚合反应70-100min。
19.根据权利要求14或15所述的低渗透油藏深部调驱的方法，其特征在于，所述聚丙烯酰胺的分子量为1000-1600万，水解度为20％-30％。
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