CN110467909A - 一种有机剖面调整剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种有机剖面调整剂，由以下组分按照重量百分比组成：剖面调整剂固体颗粒25～50%，表面活性剂0.2～0.5%，分散互溶剂0.1～0.2%，水溶性调节剂1～20%，其余为水。所述剖面调整剂固体颗粒为60～80重量%天然树脂工业产品和20～40重量%多元醇在加热至260℃、聚合反应10h后的反应产物。所述天然树脂工业产品为松香、大漆、达玛树脂、紫胶中的一种。所述多元醇为丙三醇、季戊四醇、二缩二乙二醇、三羟甲基丙烷中的一种。该有机剖面调整剂为一种粒径跨度较大的淡黄色悬浮液体系，不溶于水和酸，能快速封堵射孔炮眼、大裂缝等，有效阻止入井液进入地层，对目标储层进行选择性封堵，其制备工艺简单，可控性强，适合大规模生产，具有广阔的应用前景。

Description

一种有机剖面调整剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及石油开发过程中的剖面调整及酸化领域，特别是涉及一种既可以用于调剖也可以用于酸化的剖面调整剂。
技术背景
对于注水开发油田，由于油藏平面上和纵向上的非均质性、油水粘度的差别及注采井组内部的不平衡，势必造成注入水在平面上沿生产井方向的舌进现象和在纵向上沿高渗透层的突进现象，导致注水井吸水剖面不均匀吸水，影响油气的开采效率，因此提出了注水井的剖面调整。目前已有多种剖面调整剂能实现对吸水剖面的调整，如张丽梅等人研究的新型深部定位液流转向剖面调整剂(张丽梅，张世东，刘向斌，李国，周泉，丁汝杰.新型深部定位液流转向调剖剂的研究[J].化学工程与装备，2018(11):94-95)，陈影研究的新型高分子聚合物剖面调整剂(陈影.新型高分子聚合物调剖剂合成方法研究[J].化工设计通讯，2018，44(05):143-144)，但是国内一般的剖面调整剂都存在很多问题：
(1)调剖剂封堵效果不理想且施工复杂、用量大、施工时间长、成本高；
(2)封堵选择性差，出现封堵不彻底或者彻底堵死地层的情况；
(3)传统调剖技术无法将酸化和调剖同时进行，增加了施工操作的复杂程度；
(4)调剖剂完成封堵后，残留固体悬浮物在返排溶液中，使得返排液粘度变大，不易返排，部分调剖剂排出后还会对地质环境造成危害；
(5)调剖剂不易加工，耐压性能差，强度不足等，使相关施工工艺无法达标。
发明内容
本发明的目的在于提供一种有机剖面调整剂，该剖面调整剂为一种粒径跨度较大的淡黄色悬浮液体系，不溶于水和酸，当其进入地层之后，能快速封堵射孔炮眼、大裂缝等，有效阻止入井液进入地层，对目标储层进行选择性封堵，且封堵能力强，具有较好的应用前景。
本发明的另一目的在于提供上述有机剖面调整剂的制备方法，该方法原理可靠，制备工艺简单，可控性强，适合大规模生产。
为达到以上技术目的，本发明采用以下技术方案。
一种有机剖面调整剂，由以下组分按照重量百分比组成：剖面调整剂固体颗粒25～50％，表面活性剂0.2～0.5％，分散互溶剂0.1～0.2％，水溶性调节剂1～20％，其余为水。
所述剖面调整剂固体颗粒为60～80重量％天然树脂工业产品和20～40重量％多元醇在加热至260℃、聚合反应10h后的反应产物。
所述天然树脂工业产品为松香、大漆、达玛树脂、紫胶中的一种。
所述多元醇为丙三醇、季戊四醇、二缩二乙二醇、三羟甲基丙烷中的一种。
所述表面活性剂为聚氧乙烯烷基酚醚或十二烷基苯磺酸钠。
所述分散互溶剂为异丙醇、乙二醇单丁醚、油酸钠、己烯基双硬脂酰胺中的一种。
所述水溶性调节剂为乙酸、乳酸、酒石酸、苹果酸、富马酸中的一种。
所述有机剖面调整剂的制备方法，过程如下：按配比将天然树脂工业产品与多元醇输送至反应釜中，加热至260℃，进行聚合反应10h，得到剖面调整剂固体颗粒；按配比将剖面调整剂固体颗粒溶于水中，再按配比分别向溶液中加入表面活性剂、分散互溶剂、水溶性调节剂，然后搅拌均匀，得到的悬浮液即为有机剖面调整剂。
在制备过程中加入表面活性剂，是为了提高反应产物的分散性和亲水性，有利于操作使用；加入分散互溶剂是为了将反应产物均匀分散在溶液中。
与现有剖面调整剂相比，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明所述的剖面调整剂是一种悬浮液体系，不溶于水和酸，不与地层发生反应，封堵后可用有机溶剂柴油、汽油、煤油解堵，不会对油层造成伤害；
(2)本发明施工时间短，用量少，成本低，传统方法施工一口井基本都要使用调剖剂1000吨以上，而使用本发明完成一次调剖施工只需要2吨左右的用量，大大缩短了施工时间，降低了成本；
(3)本发明不溶于酸不溶于水，既可用于注水井吸水剖面调整，也可用于酸化施工时酸液的均匀布置；
(4)本发明所述剖面调整剂粒径范围跨度大，既能封堵大孔道也能进行深度封堵，封堵选择性强；
(5)制备工艺简单，原料成本低，适合工业化生产。
附图说明
图1是地215-74井调剖前吸水剖面。
图2是地215-74井调剖后吸水剖面。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行详细说明。本发明的详细描述并非旨在限制要求保护的范围，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实例，都属于本发明的权利保护范围。
实施例1
首先取60g松香(C19H29COOH)和15g丙三醇(C3H8O3)，输送至反应釜中，加热至260℃，进行聚合反应10h，得到剖面调整剂固体颗粒；然后取该剖面调整剂固体颗粒于103.8g水溶液中，再依次加入0.8g十二烷基苯磺酸钠、0.4g乙二醇单丁醚、20g酒石酸，搅拌均匀后得到悬浮液颗粒粒径范围在30～60μm的剖面调整剂。
实施例2
首先取65g松香(C19H29COOH)和20g季戊四醇(C5H12O4)，输送至反应釜中，加热至260℃，进行聚合反应10h，得到剖面调整剂固体颗粒；然后取该剖面调整剂固体颗粒于94g水溶液中，再依次加入0.8g十二烷基苯磺酸钠、0.2g乙二醇单丁醚、20g苹果酸，搅拌均匀后得到悬浮液颗粒粒径范围在90～120μm的剖面调整剂。
实施例3
首先取80g松香(C19H29COOH)和20g三羟甲基丙烷(C6H14O3)，输送至反应釜中，加热至260℃，进行聚合反应10h，得到剖面调整剂固体颗粒；然后取该剖面调整剂固体颗粒于89.4g水溶液中，再依次加入0.4g十二烷基苯磺酸钠、0.2g异丙醇、10g苹果酸，搅拌均匀后得到悬浮液颗粒粒径范围在120～150μm的剖面调整剂。
分别在常温(25℃)和80℃条件下测量实施例1～3在水、酸、油中的溶解性。
取3.5g该剖面调整剂颗粒分别在HCl和HF中浸泡1h，测量浸泡后的剖面调整剂颗粒质量，用失重法计算微粒在两种酸溶液中的溶解性。
取3.5g该剖面调整剂颗粒分别在蒸馏水、自来水、淡盐水溶液中浸泡1h，测量浸泡后的剖面调整剂颗粒质量，用失重法分析微粒在水中的溶解性。
取5.0g该剖面调整剂颗粒分别在煤油、柴油、汽油进行溶解实验，在1h后测量浸泡后的剖面调整剂颗粒质量。
具体结果如表1～表6。
表1常温(25℃)时调剖剂酸溶性实验
表2 80℃时调剖剂酸溶性实验
表3常温(25℃)时调剖剂水溶性实验
表4 80℃时调剖剂水溶性实验
表5常温(25℃)时调剖剂油溶性实验
表6 80℃时调剖剂油溶性实验
由此可见，该剖面调整剂无论是在常温(25℃)还是在80℃条件下，在水和酸中的溶解率均为0％，在煤油、柴油、汽油中的溶解率为98％。
选取实施例1～3，分别测试其对岩心的封堵效率，具体方法如下：使用人造岩心(300×10-3μm2左右)，在80℃条件下注入剖面调整剂4PV，测其封堵效率，具体结果见表7。
表7剖面调整剂对岩心的封堵实验
注：KW—岩心正向原始水相渗透率；KW1—封堵后岩心渗透率；KW2—封堵后岩心正向水相渗透率；
X1—剖面调整剂暂堵率；X2—过基液暂堵率。
本发明已经应用于长庆油田地215-74井的分流酸化调剖施工作业，调剖效果显著，见图1、图2。从图中可以看出：施工前吸水剖面主要在地层2532.55～2539.98m，施工后吸水剖面主要在地层2527～2537m，注入剖面调整剂后堵住了2539.98m附近的地层，2532.55～2534.05m地层附近施工前不吸水，施工后反而增加吸水，吸水量由施工前3.96％增加到61.19％，说明吸水剖面得到改善。调剖剂用量为1.5吨，远远小于了以往1000吨左右的用量。
由表1～表6可知，配制该剖面调整剂颗粒的原料中多元醇的选择，无论是丙三醇、季戊四醇还是三羟甲基丙烷，所获得的剖面调整剂颗粒在酸(HCl、HF)和水(蒸馏水、自来水、盐水)中的溶解率都为0％，在煤油、柴油、汽油中的溶解率达到98％。即该剖面调整剂不溶于酸也不溶于水，可用煤油、柴油、汽油解堵。由表7可知，在使用不同制备原料时所得到的剖面调整剂粒径大小不同，使用原料为丙三醇制备出的剖面调整剂粒径最小，使用原料为三羟甲基丙烷时制备出的剖面调整剂粒径最大，使用季戊四醇作为原料时的粒径大小居中。无论该剖面调整剂的粒径偏小还是偏大，封堵效率都很好，即本产品粒径范围跨度大，封堵适应性强。同时在封堵实验中注入用量为4PV，封堵效果良好。在实际运用中，该发明已经应用于长庆油田地215-74井的分流酸化调剖施工作业，调剖效果显著，相比于以往的调剖施工，本发明的使用大大缩减了施工时间，降低了成本。

Claims (8)

1.一种有机剖面调整剂，由以下组分按照重量百分比组成：剖面调整剂固体颗粒25～50%，表面活性剂0.2～0.5%，分散互溶剂0.1～0.2%，水溶性调节剂1～20%，其余为水。
2.如权利要求1所述的一种有机剖面调整剂，其特征在于，所述剖面调整剂固体颗粒为60～80重量%天然树脂工业产品和20～40重量%多元醇在加热至260℃、聚合反应10h后的反应产物。
3.如权利要求2所述的一种有机剖面调整剂，其特征在于，所述天然树脂工业产品为松香、大漆、达玛树脂、紫胶中的一种。
4.如权利要求2所述的一种有机剖面调整剂，其特征在于，所述多元醇为丙三醇、季戊四醇、二缩二乙二醇、三羟甲基丙烷中的一种。
5.如权利要求1所述的一种有机剖面调整剂，其特征在于，所述表面活性剂为聚氧乙烯烷基酚醚或十二烷基苯磺酸钠。
6.如权利要求1所述的一种有机剖面调整剂，其特征在于，所述分散互溶剂为异丙醇、乙二醇单丁醚、油酸钠、己烯基双硬脂酰胺中的一种。
7.如权利要求1所述的一种有机剖面调整剂，其特征在于，所述水溶性调节剂为乙酸、乳酸、酒石酸、苹果酸、富马酸中的一种。
8.如权利要求1、2、3、4、5、6或7所述的一种有机剖面调整剂的制备方法，过程如下：将天然树脂工业产品与多元醇输送至反应釜中，加热至260℃，进行聚合反应10h，得到剖面调整剂固体颗粒；将剖面调整剂固体颗粒溶于水中，分别向溶液中加入表面活性剂、分散互溶剂、水溶性调节剂，然后搅拌均匀，得到的悬浮液即为有机剖面调整剂。
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