CN110982503A - 一种溶解聚合物微球复合解堵酸及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种溶解聚合物微球复合解堵酸及其制备方法和应用。该复合解堵酸的原料组成包括：20.0％‑25.0％的壬基酚聚氧乙烯醚硫酸钠，10.0％‑20.0％的聚氧乙烯月桂酸酯LAE‑4，15.0％‑20.0％的羟基乙酸，14.0％‑18.0％的三乙四胺六乙酸，5.0％‑8.0％的乙二醇丁醚和余量的水。本发明还提供了上述复合解堵酸的制备方法。本发明的溶解聚合物微球复合解堵酸可直接用于储层酸化施工工艺，可以也可通过加药装置注入注水管线，添加量为注水体积的0.5％以上。该复合解堵酸在可有效溶解过量的聚合物微球同时还能起到溶垢、降低油水界面张力的作用，最终达到消除聚合物微球堵塞、降压、增产的目的。

Description

一种溶解聚合物微球复合解堵酸及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及一种溶解聚合物微球复合解堵酸，尤其涉及一种可以溶解聚合物微球、溶垢、降压的复合解堵酸，属于石油开采技术领域。
背景技术
随着油田进行开采中后期，油井含水持续升高，为提高注水井波及系数，降低油井含水，近年来部分油田开始大面积推广聚合物微球堵水调剖剂，部分油田措施后由于注水压力高导致欠注井增多。部分井施工前注水压力平均14.3Mpa，施工期间压力爬升到平均20.6Mpa或以上，在采取清水顶替措施无效。且从注水井返排上来的聚合物微球，无法用酸(盐酸、土酸、多氢酸等)、碱(氢氧化钠、单乙醇胺、氢氧化钾)、氧化剂(次氯酸、二氧化氯、过硫酸铵等)、有机溶剂(苯、甲苯、四氯化碳等)、盐(氯化铵、氯化钾、氯化钠等)等物质溶解。
发明内容
为了实现上述技术目的，本发明提供了一种溶解聚合物微球复合解堵酸，可直接用于储层酸化施工，也可通过加药装置注入注水管线，添加量为注水体积的0.5％以上。在溶解聚合物微球的同时还能起到溶垢、防垢的作用，最终达到消除地层聚合物微球堵塞、降压、增产的目的。
本发明提供了一种溶解聚合物微球复合解堵酸，该复合解堵酸的总质量为100％计，该溶解聚合物微球复合解堵酸的原料组成包括：20.0％-25.0％的壬基酚聚氧乙烯醚硫酸钠，10.0％-20.0％的聚氧乙烯月桂酸酯LAE-4，15.0％-20.0％的羟基乙酸，14.0％-18.0％的三乙四胺六乙酸，5.0％-8.0％的乙二醇丁醚和余量的水，该注水井复合解堵酸各原料的质量百分比之和为100％。
在本发明的溶解聚合物微球复合解堵酸中，优选地，该溶解聚合物微球复合解堵酸注入后，聚合物微球的溶解率可达95％以上，在60℃条件下，2小时的岩心的溶蚀率为24.3％，界面张力为8.9×10-3mN/m。
在上述本发明的溶解聚合物微球复合解堵酸中，优选地，该溶解聚合物微球复合解堵酸的原料组成中含有20.0％-25.0％的壬基酚聚氧乙烯醚硫酸钠，是一种阴离子表面活性剂，其有效含量为50％，1％水溶液pH值为4，易溶于水，可有效提高溶胀后的聚合物微球在水中的溶解度，起到增溶作用。
在上述本发明的溶解聚合物微球复合解堵酸中，优选地，该溶解聚合物微球复合解堵酸的原料组成中含有10.0％-20.0％的聚氧乙烯月桂酸酯LAE-4，其有效含量为99％，皂化值为145～155mgKOH/g，可提高聚合物微球在水中的分散性，有效提高壬基酚聚氧乙烯醚硫酸钠的溶解速率。
在上述本发明的溶解聚合物微球复合解堵酸中，优选地，该溶解聚合物微球复合解堵酸的原料组成中含有15.0％-20.0％的羟基乙酸，其有效含量为99％，可有效清除地层的碳酸钙垢、氢氧化铁等无机垢，并与钙、铁等离子形成螯合物，有效抑制该类物质形成二次沉淀。
在上述本发明的溶解聚合物微球复合解堵酸中，优选地，该溶解聚合物微球复合解堵酸的原料组成中含有14.0％-18.0％的三乙四胺六乙酸，其有效含量为50％，可与聚合物微球中的金属离子性能稳定的螯合物，降低聚合物微球的稳定性。
在上述本发明的溶解聚合物微球复合解堵酸中，优选地，该溶解聚合物微球复合解堵酸的原料组成中含有5.0％-8.0％的乙二醇丁醚，其有效含量为99％，可有效提高聚合物微球产品中白油在水中的互溶性。
本发明还提供了溶解聚合物微球复合解堵酸的制备方法，该制备方法包括以下步骤：
在室温条件下，向反应釜中依次加入羟基乙酸、三乙四胺六乙酸、乙二醇丁醚和水，搅拌30分钟后，加入壬基酚聚氧乙烯醚硫酸钠和聚氧乙烯月桂酸酯LAE-4，再搅拌30分钟后，得到所述溶解聚合物微球复合解堵酸。
本发明的上述溶解聚合物微球复合解堵酸可直接用于储层酸化施工工艺，可以也可通过加药装置注入注水管线，添加量为注水体积的0.5％以上使用，也可以根据需要适量增加。直接用于储层酸化施工，可清除地层滞留的聚合物微球堵塞物，同时可以溶解注入水与地层水不配伍造成的碳酸盐堵塞物，并与钙、铁等离子形成螯合物，有效抑制该类物质形成二次沉淀；预防储层水敏、速敏的发生，降低油水的界面张力至8.9×10-3mN/m，有效降低毛细管阻力，增加它在地层孔隙中的移动速度，避免粘土矿物遇水膨胀、运移给地层造成的伤害。
本发明的溶解聚合物微球复合解堵酸在加入浓度为0.5％(酸液体积)时，可缓慢溶解地层滞留的聚合物微球，在注入3天后，注水压力明显下降，并可缓慢溶解注入水与地层水不配伍造成的碳酸盐堵塞物，并与Ca2+、Mg2+、Ba2+、Sr2+、Fe3+形成螯合物，有效抑制该类物质形成二次沉淀。
本发明的溶解聚合物微球复合解堵酸可直接用于储层酸化施工，也可通过加药装置注入注水管线，添加量为注水体积的0.5％以上使用。
本发明的溶解聚合物微球复合解堵酸可直接用于储层酸化施工工艺，也可通过加药装置注入注水管线，添加量为注水体积的0.5％以上使用，可清除地层滞留的聚合物微球堵塞物，同时可以溶解注入水与地层水不配伍造成的碳酸盐堵塞物，并与钙、铁等离子形成螯合物，有效抑制该类物质形成二次沉淀。
本发明的溶解聚合物微球复合解堵酸在加入浓度为0.5％时，可有效缓解注水开发过程中的粘土膨胀，起到防膨、缩膨的作用，其中，防膨率大于80％，缩膨率大于60％。
本发明的溶解聚合物微球复合解堵酸是一种溶解聚合物微球、溶垢、缩膨、降低界面张力的复合解堵酸，在注水开发过程中，可直接用于储层酸化施工工艺，也可通过加药装置注入注水管线使用，可清除地层滞留的聚合物微球堵塞物，同时可以溶解注入水与地层水不配伍造成的碳酸盐堵塞物，并与钙、铁等离子形成螯合物，有效抑制该类物质形成二次沉淀；预防储层水敏、速敏的发生，降低油水的界面张力至8.9×10-3mN/m，有效降低毛细管阻力，增加它在地层孔隙中的移动速度，避免粘土矿物遇水膨胀、运移给地层造成的伤害，有效降低注水井注入压力，进一步提高注水效率。
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溶解聚合物微球复合解堵酸，该注水井复合解堵酸的原料组成包括：20.0％的壬基酚聚氧乙烯醚硫酸钠，10.0％的聚氧乙烯月桂酸酯LAE-4，15.0％的羟基乙酸，14.0％的三乙四胺六乙酸，5％的乙二醇丁醚和余量的水。
上述溶解聚合物微球复合解堵酸是通过以下步骤制备得到的：
在室温条件下，向反应釜中依次加入羟基乙酸、三乙四胺六乙酸、乙二醇丁醚和水，搅拌30分钟后，加入壬基酚聚氧乙烯醚硫酸钠和聚氧乙烯月桂酸酯LAE-4，再搅拌30分钟后，得到所述溶解聚合物微球复合解堵酸。
在室内对本实施例的上述溶解聚合物微球复合解堵酸的微球溶解率、溶垢率、油水界面张力、防膨率进行测试，实验数据如下。
(1)微球溶解率的测定
将滤纸烘干、干燥之后称量记为m1，准备好过滤装置，铺设滤纸，称量1.00g的聚合物微球记为m2，装入有编号的塑料烧杯，将10.0克溶解聚合物微球复合解堵酸倒入塑料烧杯中，将酸液放入60℃水浴中，反应2h后，立刻过滤，干燥，称量记为m3，记录整理数据，计算出溶蚀率：
Figure BDA0002276593990000041
(2)溶垢率的测定
将滤纸烘干、干燥之后称量记为m1，准备好过滤装置，铺设滤纸，称量1.00g的岩粉记为m2，装入有编号的塑料烧杯，将10.0克聚合物微球复合解堵酸倒入塑料烧杯中，将酸液放入60℃水浴中，反应2h后，立刻过滤，干燥，称量记为m3，记录整理数据，计算出溶蚀率：
Figure BDA0002276593990000042
(3)界面张力的测定
按照SY/T 5370-1999《表面及界面张力测定方法》对界面张力进行测试，温度为60℃，转速为5000r/min，使用注入水和对应区块原油进行界面张力测试。
(4)防膨率测试
防膨性能的评价依照Y/T 5971-94《注水用粘土稳定剂性能评价方法》石油行业标准进行测试。
聚合物微球复合解堵酸性能测试结果：
性能指标 单位 检测结果
微球溶解率 ％ 96.78
溶垢率 ％ 24.87
界面张力 nN/m 8.9×10<sup>-3</sup>
防膨率 ％ 94.2
将本实施例的上述聚合物微球复合解堵酸，对长庆油田2口注入聚合物微球导致欠注的注水井进行施工，实施效果见表1。
表1长庆油田现场施工数据
Figure BDA0002276593990000051
施工结果表明，本实施例的上述聚合物微球复合解堵酸之后，能有效解除注水井地层聚合物微球形成的堵塞，改善地层流体流通状况，提高注水井注水能力，降低注入压力，具有很好的实际应用价值。
实施例2
本实施例提供了一种溶解聚合物微球复合解堵酸，该复合解堵酸的原料组成包括：25.0％的壬基酚聚氧乙烯醚硫酸钠，20.0％的聚氧乙烯月桂酸酯LAE-4，20.0％的羟基乙酸，18.0％的三乙四胺六乙酸，8.0％的乙二醇丁醚和余量的水。
上述溶解聚合物微球复合解堵酸是通过以下步骤制备得到的：
在室温条件下，向反应釜中依次加入羟基乙酸、三乙四胺六乙酸、乙二醇丁醚和水，搅拌30分钟后，加入壬基酚聚氧乙烯醚硫酸钠和聚氧乙烯月桂酸酯LAE-4，再搅拌30分钟后，得到所述溶解聚合物微球复合解堵酸。
在室内对本实施例的上述溶解聚合物微球复合解堵酸的微球溶解率、溶垢率、油水界面张力、防膨率进行测试，实验数据如下。
(1)微球溶解率的测定
将滤纸烘干、干燥之后称量记为m1，准备好过滤装置，铺设滤纸，称量1.00g的聚合物微球记为m2，装入有编号的塑料烧杯，将10.0克溶解聚合物微球复合解堵酸倒入塑料烧杯中，将酸液放入60℃水浴中，反应2h后，立刻过滤，干燥，称量记为m3，记录整理数据，计算出溶蚀率：
Figure BDA0002276593990000052
(2)溶垢率的测定
将滤纸烘干、干燥之后称量记为m1，准备好过滤装置，铺设滤纸，称量1.00g的岩粉记为m2，装入有编号的塑料烧杯，将10.0克聚合物微球复合解堵酸倒入塑料烧杯中，将酸液放入60℃水浴中，反应2h后，立刻过滤，干燥，称量记为m3，记录整理数据，计算出溶蚀率：
Figure BDA0002276593990000061
(3)界面张力的测定
按照SY/T 5370-1999《表面及界面张力测定方法》对界面张力进行测试，温度为60℃，转速为5000r/min，使用注入水和对应区块原油进行界面张力测试。
(4)防膨率测试
防膨性能的评价依照Y/T 5971-94《注水用粘土稳定剂性能评价方法》石油行业标准进行测试。
聚合物微球复合解堵酸性能测试结果：
性能指标 单位 检测结果
微球溶解率 ％ 98.79
溶垢率 ％ 27.12
界面张力 nN/m 7.6×10<sup>-3</sup>
防膨率 ％ 96.4
将本实施例的上述聚合物微球复合解堵酸，对长庆油田2口注入聚合物微球导致欠注的注水井进行施工，实施效果见表2。
表2长庆油田现场施工数据
Figure BDA0002276593990000062
施工结果表明，本实施例的上述聚合物微球复合解堵酸之后，能有效解除注水井地层聚合物微球形成的堵塞，改善地层流体流通状况，提高注水井注水能力，降低注入压力，具有很好的实际应用价值。

Claims (9)

1.一种溶解聚合物微球复合解堵酸，其特征在于，该溶解聚合物微球复合解堵酸的总质量为100％计，该溶解聚合物微球复合解堵酸的原料组成包括：20.0％-25.0％的壬基酚聚氧乙烯醚硫酸钠，10.0％-20.0％的聚氧乙烯月桂酸酯LAE-4，15.0％-20.0％的羟基乙酸，14.0％-18.0％的三乙四胺六乙酸，5.0％-8.0％的乙二醇丁醚和余量的水，该注水井复合解堵酸各原料的质量百分比之和为100％。
2.根据权利要求1所述的复合解堵酸，其特征在于，该溶解聚合物微球复合解堵酸的原料组成中含有20.0％-25.0％的壬基酚聚氧乙烯醚硫酸钠，是一种阴离子表面活性剂，其有效含量为50％，1％水溶液pH值为4-7，易溶于水。
3.根据权利要求1所述的复合解堵酸，其特征在于，该溶解聚合物微球复合解堵酸的原料组成中含有10.0％-20.0％的聚氧乙烯月桂酸酯LAE-4，其有效含量为99％，皂化值为145～155mgKOH/g。
4.根据权利要求1所述的复合解堵酸，其特征在于，该溶解聚合物微球复合解堵酸的原料组成中含有15.0％-20.0％的羟基乙酸，其有效含量为99％。
5.根据权利要求1所述的复合解堵酸，其特征在于，该溶解聚合物微球复合解堵酸的原料组成中含有14.0％-18.0％的三乙四胺六乙酸，其有效含量为50％。
6.根据权利要求1所述的复合解堵酸，其特征在于，该溶解聚合物微球复合解堵酸的原料组成中含有5.0％-8.0％的乙二醇丁醚，其有效含量为99％。
7.权利要求1-6任一项所述的溶解聚合物微球复合解堵酸的制备方法，其特征在于，该制备方法包括以下步骤：
在室温条件下，向反应釜中依次加入羟基乙酸、三乙四胺六乙酸、乙二醇丁醚和水，搅拌30分钟后，加入壬基酚聚氧乙烯醚硫酸钠和聚氧乙烯月桂酸酯LAE-4，再搅拌30分钟后，得到所述溶解聚合物微球复合解堵酸。
8.权利要求1-6任一项所述的溶解聚合物微球复合解堵酸的应用，其特征在于，该溶解聚合物微球复合解堵酸用于聚合物微球堵水措施后，引起注水井压力升高、欠注的解堵。
9.根据权利要求8所述的溶解聚合物微球复合解堵酸的应用，其特征在于，该溶解聚合物微球复合解堵酸可直接用于储层酸化施工，也可通过加药装置注入注水管线，添加量为注水体积的0.5％以上使用。
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