CN111334263B - 一种基于老化油的自选择性堵调剂及堵水方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于老化油的自选择性堵调剂及堵水方法，属于堵水调剖领域。该堵调剂包括：前置乳化水段塞、老化油主段塞以及破乳控制段塞。其中，前置乳化水段塞包括：乳化助剂和水。老化油主段塞包括：含水率小于或等于0.5％的脱水老化油、乳化剂、稳定剂。破乳控制段塞包括：破乳控制剂和水。该自选择性堵调剂，不仅具有油水选择性，二次封堵等优点，还可以实现对废油的合理再利用，消化安全和环保隐患，可有效用于复杂油井的层内堵水，水平井堵控水治理，近井大孔道的封堵等方面，满足油井开采的需要。

Description

一种基于老化油的自选择性堵调剂及堵水方法

技术领域

本发明涉及堵水调剖领域，特别涉及一种基于老化油的自选择性堵调剂及堵水方法。

背景技术

油田堵水过程中通常采用堵水剂，根据堵水剂对油层和水层不同的堵塞作用，可分为非选择性堵水和选择性堵水，其中，选择性堵水剂利用出油层和出水层之间的性质差异进行选择性堵水，可分为表面活性剂类、泡沫类、乳化油溶树脂、乳化稠油类。以乳化油溶树脂、乳化稠油类举例来说，现有技术提供了一种油田堵水用原油乳化剂及其制备方法与应用，其以二甲胺和环氧氯丙烷为原料制备油包水乳化剂，加入到高粘度的稠油(黏度通常在1000mPa·s以上)中制成活性稠油，注入地层中与地层水混合乳化，形成油包水乳状液，同时粘度大幅度上升。

不同于稠油，老化油多为来自于自污水沉降罐上部的浮油、脱水设备内位于油水界面上的中间过渡层、乳化液以及罐底污油等，主要特点为(1)含水较高、粘度不大。一般含水率达到40-60％，黏度为200～400mPa·s(50℃)；(2)成分复杂。除油份外，常含有前期措施压裂、采油助剂等残余活性组分，如压裂液、破乳剂或降黏清蜡剂，使得乳化难度大；还含有大量机械杂质、泥沙等(特别是罐底油)，使得原油密度增大；(3)性质稳定。

目前对老化油的研究多集中在脱水集输方面，而对老化油作为主体材料进行堵水的相关研究目前还是空白，所以，如何利用老化油，使其实现堵水具有重要的意义。

发明内容

鉴于此，本发明提供一种基于老化油的自选择性堵调剂。具体而言，包括以下的技术方案：

一方面，提供了一种基于老化油的自选择性堵调剂，所述堵调剂包括：前置乳化水段塞、老化油主段塞以及破乳控制段塞；

所述前置乳化水段塞包括：乳化助剂和水；

所述老化油主段塞包括：含水率小于或等于0.5％的脱水老化油、乳化剂、稳定剂；

所述破乳控制段塞包括：破乳控制剂和水。

在一种可能的实现方式中，所述脱水老化油通过以下方法制备得到：

将预热至40-50℃的老化油加入超声波原油脱水设备中，升温至150-160℃，连续脱水，同时用蒸馏法测定脱水过程中老化油的含水率，直至所述含水率小于或等于0.5％。

在一种可能的实现方式中，所述老化油主段塞通过下述方法制备得到：

将所述脱水老化油置于反应釜中，加热至40-50℃，然后边搅拌边向所述反应釜中加入乳化剂，搅拌30-50min后，继续向所述反应釜中加入稳定剂并降温至室温，继续恒温搅拌30-50min，得到所述老化油主段塞。

在一种可能的实现方式中，按重量份计，所述老化油主段塞中，所述脱水老化油用量为167-250重量份，所述乳化剂用量为1-5重量份，所述稳定剂用量为0.05-0.3重量份。

在一种可能的实现方式中，所述乳化剂为非离子型表面活性剂和/或季铵盐型双子表面活性剂；

所述稳定剂为羟丙基甲基纤维素和/或钙基膨润土。

在一种可能的实现方式中，按重量份计，所述前置乳化水段塞中，所述乳化助剂的用量为0.5-2重量份，所述水的用量为150-170重量份。

在一种可能的实现方式中，所述乳化助剂为磷酸酯甜菜碱类和/或烷基糖苷类。

在一种可能的实现方式中，按重量份计，所述破乳控制段塞中，所述破乳控制的用量为10-40重量份，所述水的用量为150-170重量份。

在一种可能的实现方式中，所述破乳控制剂为有机碱类、无机碱类、无机盐类中的至少一种。

另一方面，提供了一种堵水方法，所述堵水方法采用上述的任一种自选择性堵调剂，所述堵水方法包括：

顺序向目标油井依次注入前置乳化水段塞和老化油主段塞，对所述目标油井进行第一次堵水；

设定时间后，继续向所述目标油井注入所述破乳控制段塞，对所述目标油井进行第二次堵水。

本发明实施例提供的技术方案的有益效果至少包括：

本发明实施例提供的基于老化油的自选择性堵调剂，可利用老化油实现对油井堵水，应用时，将前置乳化水段塞、老化油主段塞依次注入油井中，在稳定剂作用下，脱水老化油逐渐增黏形成油包水乳液，黏度显著提高，增加了水的流动阻力，同时润湿性反转，降低水相渗透率，在油井内形成第一次堵塞，克服了堵调剂进入地层后易被地层水稀释并沿高渗透层漏失的缺点。随着含水率的增加，当达到原油转相点后，油包水乳液转变成水包油乳液，乳液黏度下降，此时其与随后注入的破乳控制段塞接触混合，乳液颗粒发生聚集，相互黏结，形成二次团状物来堵塞所占空间，同时产生贾敏效应堵塞地层孔喉，实现减少产水，增产原油的目的。对于老化油主段塞来说，通过乳化剂可使脱水老化油部分乳化，满足可注入性，基于脱水老化油可溶于水，在剩余油富集区可溶解消除，但遇水增黏，在产水通道发生堵塞的特性，可实现自选择性堵调，同时对老化油进行了充分利用。可见，本发明实施例提供的自选择性堵调剂，不仅具有油水选择性，二次封堵等优点，还可以实现对废油的合理再利用，消化安全和环保隐患，可有效用于复杂油井的层内堵水，水平井堵控水治理，近井大孔道的封堵等方面，满足油井开采的需要。

具体实施方式

为使本发明的技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施方式作进一步地详细描述。

一方面，本发明实施例提供了一种基于老化油的自选择性堵调剂，该堵调剂包括：前置乳化水段塞、老化油主段塞以及破乳控制段塞。

其中，前置乳化水段塞包括：乳化助剂和水；

老化油主段塞包括：含水率小于或等于0.5％的脱水老化油、乳化剂、稳定剂；

破乳控制段塞包括：破乳控制剂和水。

本发明实施例提供的基于老化油的自选择性堵调剂，可利用老化油实现对油井堵水，应用时，将前置乳化水段塞、老化油主段塞依次注入油井中，在稳定剂作用下，脱水老化油逐渐增黏形成油包水乳液，黏度显著提高，增加了水的流动阻力，同时润湿性反转，降低水相渗透率，在油井内形成第一次堵塞，克服了堵调剂进入地层后易被地层水稀释并沿高渗透层漏失的缺点。随着含水率的增加，当达到原油转相点后，油包水乳液转变成水包油乳液，乳液黏度下降，此时其与随后注入的破乳控制段塞接触混合，乳液颗粒发生聚集，相互黏结，形成二次团状物来堵塞所占空间，同时产生贾敏效应堵塞地层孔喉，实现减少产水，增产原油的目的。对于老化油主段塞来说，通过乳化剂可使脱水老化油部分乳化，满足可注入性，基于脱水老化油可溶于水，在剩余油富集区可溶解消除，但遇水增黏，在产水通道发生堵塞的特性，可实现自选择性堵调，同时对老化油进行了充分利用。可见，本发明实施例提供的自选择性堵调剂，不仅具有油水选择性，二次封堵等优点，还可以实现对废油的合理再利用，消化安全和环保隐患，可有效用于复杂油井的层内堵水，水平井堵控水治理，近井大孔道的封堵等方面，满足油井开采的需要。

对于老化油主段塞来说，其中涉及脱水老化油，为了使其含水率顺利达到小于或等于0.5％，脱水老化油通过以下方法制备得到：

将预热至40-50℃的老化油加入超声波原油脱水设备中，升温至150-160℃，连续脱水，同时用蒸馏法测定脱水过程中老化油的含水率，直至含水率小于或等于0.5％。通过上述的超声热化学方式可对老化油实现有效脱水，其中，在连续脱水过程中，每次脱水2-3h，每次脱水完毕后用蒸馏法测定老化油的含水率，以确保含水率达到期望值。

其中，未脱水的老化油包括但不限于：油田站内污水沉降罐上部的浮油、脱水设备内位于油水界面上的中间过渡层、乳化液以及罐底污油，一般情况下，其含水率为40％～60％。

待得到脱水老化油之后，老化油主段塞通过下述方法制备得到：

将脱水老化油置于反应釜中，加热至40-50℃，然后边搅拌边向反应釜中加入乳化剂，搅拌30-50min后，继续向反应釜中加入稳定剂并降温至室温，例如25℃，继续恒温搅拌30-50min，得到老化油主段塞。

其中，乳化剂可以持续加入，其投料速率可以为3-6千克/分钟，以达到对脱水老化油部分乳化的目的，满足脱水老化油的可注入性。

本发明实施例中，按重量份计，脱水老化油用量为167-250重量份，乳化剂用量为1-5重量份，稳定剂用量为0.05-0.3重量份。

示例地，乳化剂为非离子型表面活性剂(具体用量可以为1.5-5重量份)和/或季铵盐型双子表面活性剂(具体用量可以为1.2-4重量份)；稳定剂为羟丙基甲基纤维素和/或钙基膨润土。

进一步举例来说，上述非离子型表面活性剂可以为失水山梨醇脂肪酸酯，其可以通过购买得到，例如石家庄海森化工有限公司销售的，化学纯，亲水亲油平衡值(HLB值)为4.3～4.7，季铵盐型双子表面活性剂也可以通过购买得到，例如河南道纯化工技术有限公司销售的化学纯产品，化学纯。

对于稳定剂来说，所涉及的羟丙基甲基纤维素可以为戈麦斯化工有限公司销售的化学纯产品，其具体用量可以为0.05-2重量份，所涉及的钙基膨润土可以为安吉宇宏粘土化工有限公司销售的化学纯产品，具体用量可以为0.1～0.3重量份。

对于前置乳化水段塞来说，按重量份计，乳化助剂的用量为0.5-2重量份，水的用量为150-170重量份。

示例地，乳化助剂可以为磷酸酯甜菜碱类和/或烷基糖苷类，进一步举例来说，磷酸酯甜菜碱，例如可以为十二烷基羟丙基磷酸酯甜菜碱，十四烷基二甲基羟丙基磷酸酯甜菜碱等，pH＝7±1，化学纯，可购自上海格物化工公司，具体用量可以为0.6～1.6重量份。烷基糖苷，HLB值12～14，化学纯，可购自邢台盛达助剂厂，HLB值8.0～8.6，具体用量可以为0.8～1.5重量份。

对于破乳控制段塞来说，按重量份计，破乳控制的用量为10-40重量份，水的用量为150-170重量份。

示例地，破乳控制剂为有机碱类、无机碱类、无机盐类中的至少一种。进一步举例来说，有机碱类，例如可以为羧酸钠溶液，乙醇钠溶液等，它们的质量浓度可以为0.4～0.8％，具体用量可以为12～24份；无机碱类，例如可以为碳酸氢钠溶液，氢氧化钠溶液等，它们的质量浓度可以为0.2～0.5％，具体用量可以为18～35重量份；无机盐类，例如可以为氯化镁溶液，氯化钙溶液等，它们的质量浓度可以为0.2～1.0％，具体用量可以为10～25重量份。

其中，前置乳化水段塞和破乳控制段塞中所利用的水均可选用老化油脱出水或采出分离水，以降低能耗。

基于本发明实施例提供的堵调剂，本发明实施例还提供了一种堵水方法，该堵水方法采用了本发明实施例提供的自选择性堵调剂，该堵水方法包括：

顺序向目标油井依次注入前置乳化水段塞和老化油主段塞，对目标油井进行第一次堵水。

设定时间后，继续向目标油井注入破乳控制段塞，对目标油井进行第二次堵水。

其中，上述设定时间，可以理解为是随着含水率的增加，当达到原油转相点后，油包水乳液转变成水包油乳液的时刻。

现场应用时，可以采用配液池人工加药方式，所需设备包括配液池、清水池及泵车、罐车、压力表等相关辅助设备。

现场应用时，堵水步骤可以参见以下：

(1)井下准备:起出井内原生产管柱，下通井规，通井至人工井底；下入施工管柱前，冲沙洗井至人工井底，下入光油管或带有封隔器的卡堵管柱。

(2)堵水管柱完成至设计深度，安装井口装置，连接地面管线，地面管线及井口试压25MPa。

(3)试挤清水，测不同排量、压力下的视吸水指数，确定工艺控制参数。

(4)配制前置乳化水段塞：在带有搅拌器的配液池中加入pH为6.5-7的水，启动搅拌器后加入乳化助剂，搅拌30min至溶液均匀即得到前置乳化水段塞。

(5)接施工管柱，向油井注入前置乳化水段塞。

(6)配制老化油主段塞：在配液池中配制设计量的老化油主段塞，并搅拌均匀；

(7)以正注方式和设计排量向地层注入搅拌好的老化油主段塞溶液；

(8)配制破乳控制段塞：带有搅拌器的配液池中加入PH为6.5-7的水，启动搅拌器后加入破乳控制剂，搅拌20min至溶液均匀。

(9)向地层挤注搅拌好的破乳段塞溶液。

(10)顶替清水关井候凝；

使用条件：油藏储层温度：30℃～90℃。

实验结果表明，本发明实施例提供的自选择性堵调剂，在较宽温度范围和不同水质条件下具有较好的适应性。其中，相同条件下，老化油脱水率达到99.5％以上，可乳化包进相当于自身质量150～170重量份的水，乳化掺水混合后乳状液黏度可由200mPa·s增加至1800～5200mPa·s，破乳后可使不同渗透率岩心的突破压力平均提高2～5倍以上，对砂岩岩心的封堵率达到86～92％。

以下将通过具体实施例来进一步描述本发明：

实施例1

本实施例提供了一种自选择性堵调剂，其包括以下重量份的组分：

前置乳化水段塞，包括：烷基糖苷1.0重量份，水150重量份。

老化油主段塞，包括：含水率小于0.5％的脱水老化油200重量份，失水山梨醇脂肪酸酯2重量份，羟丙基甲基纤维素0.1重量份。

破乳控制段塞，包括：羧酸钠溶液15重量份，水150重量份。

其中，老化油主段塞的制备方法如下所示：

将设计量的老化油预热至50℃，加入到原油超声热脱水装置，升温至160℃，连续脱水3h/次，用蒸馏法测含水，至含水量小于0.5％得到脱水老化油；按照配方计量分别称取脱水老化油倒入2000L搪瓷反应釜，加热反应釜温度至45℃，边搅拌边缓慢加入设计量的乳化剂(投料速率3kg/min)，约搅拌40min后继续加入设计量的稳定剂入反应釜，降低反应釜温度至25℃，继续恒温搅拌反应40min，得到老化油主段塞。

室内试验表明，本实施例提供的老化油主段塞的乳液黏度为98mPa·s，与水混合后在实验温度为40℃，乳化掺水混合后黏度增加至1880mPa·s，破乳后可使岩心的突破压力平均提高3倍以上，对砂岩岩心的封堵率达到86％。

实施例2

本实施例提供了一种自选择性堵调剂，其包括以下重量份的组分：

前置乳化水段塞，包括：磷酸酯甜菜碱1.2重量份，水160重量份。

老化油主段塞，包括：含水率小于0.5％的脱水老化油240重量份，季胺盐型双子表面活性剂3重量份，钙基膨润土0.2重量份。

破乳控制段塞，包括：氯化钙溶液16重量份，水160重量份。

其中，老化油主段塞的制备方法如下所示：

将设计量的老化油预热至40℃，加入到原油超声热脱水装置，升温至150℃，连续脱水2.5h/次，用蒸馏法测含水，至含水量小于0.5％得到脱水老化油；按照配方计量分别称取脱水老化油倒入2000L搪瓷反应釜，加热反应釜温度至50℃，边搅拌边缓慢加入设计量的乳化剂(投料速率4kg/min)，约搅拌40min后继续加入设计量的稳定剂入反应釜，降低反应釜温度至25℃，继续恒温搅拌反应40min，得到老化油主段塞。

室内试验表明，本实施例提供的老化油主段塞乳液黏度为95mPa·s，与水混合后在实验温度为60℃，掺水乳化后黏度增加至3060mPa·s，破乳后可使岩心的突破压力平均提高3倍以上，对砂岩岩心的封堵率达到90％。

实施例3：

本实施例提供了一种自选择性堵调剂，其包括以下重量份的组分：

前置乳化水段塞，包括：磷酸酯甜菜碱0.8重量份，水170重量份。

老化油主段塞，包括：含水率小于0.5％的脱水老化油180重量份，失水山梨醇脂肪酸酯4重量份，羟丙基甲基纤维素0.05重量份。

破乳控制段塞，包括：碳酸氢钠溶液20重量份，水170重量份。

其中，老化油主段塞的制备方法如下所示：

将设计量的老化油预热至45℃，加入到原油超声热脱水装置，升温至155℃，连续脱水3h/次，用蒸馏法测含水，至含水量小于0.5％得到脱水老化油；按照配方计量分别称取脱水老化油倒入2000L搪瓷反应釜，加热反应釜温度至40℃，边搅拌边缓慢加入设计量的乳化剂(投料速率5kg/min)，约搅拌40min后继续加入设计量的稳定剂入反应釜，降低反应釜温度至25℃，继续恒温搅拌反应40min。得到自选择活性老化油堵调剂。

室内试验表明，本实施例提供的老化油主段塞的乳液黏度为84～90mPa·s，与水混合后在实验温度为70℃，掺水乳化后黏度增加至4310mPa·s，破乳后可使岩心的突破压力平均提高4倍以上，对砂岩岩心的封堵率达到91％。

以上所述仅是为了便于本领域的技术人员理解本发明的技术方案，并不用以限制本发明。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种基于老化油的自选择性堵调剂，其特征在于，所述堵调剂包括：前置乳化水段塞、老化油主段塞以及破乳控制段塞；

所述前置乳化水段塞包括：乳化助剂和水；

所述老化油主段塞包括：含水率小于或等于0.5％的脱水老化油、乳化剂、稳定剂；

所述破乳控制段塞包括：破乳控制剂和水；

所述乳化助剂为磷酸酯甜菜碱类和/或烷基糖苷类；

所述破乳控制剂为有机碱类、无机碱类、无机盐类中的至少一种；

其中，所述有机碱类包括质量浓度为0.4～0.8％的羧酸钠溶液或者乙醇钠溶液；所述无机碱类包括质量浓度为0.2～0.5％的碳酸氢钠溶液或者氢氧化钠溶液；所述无机盐类包括质量浓度为0.2～1.0％的氯化镁溶液或者氯化钙溶液。

2.根据权利要求1所述的基于老化油的自选择性堵调剂，其特征在于，所述脱水老化油通过以下方法制备得到：

将预热至40-50℃的老化油加入超声波原油脱水设备中，升温至150-160℃，连续脱水，同时用蒸馏法测定脱水过程中老化油的含水率，直至所述含水率小于或等于0.5％。

3.根据权利要求1所述的基于老化油的自选择性堵调剂，其特征在于，所述老化油主段塞通过下述方法制备得到：

将所述脱水老化油置于反应釜中，加热至40-50℃，然后边搅拌边向所述反应釜中加入乳化剂，搅拌30-50min后，继续向所述反应釜中加入稳定剂并降温至室温，继续恒温搅拌30-50min，得到所述老化油主段塞。

4.根据权利要求1所述的基于老化油的自选择性堵调剂，其特征在于，按重量份计，所述老化油主段塞中，所述脱水老化油用量为167-250重量份，所述乳化剂用量为1-5重量份，所述稳定剂用量为0.05-0.3重量份。

5.根据权利要求1所述的基于老化油的自选择性堵调剂，其特征在于，所述乳化剂为非离子型表面活性剂和/或季铵盐型双子表面活性剂；

所述稳定剂为羟丙基甲基纤维素和/或钙基膨润土。

6.根据权利要求1所述的基于老化油的自选择性堵调剂，其特征在于，按重量份计，所述前置乳化水段塞中，所述乳化助剂的用量为0.5-2重量份，所述水的用量为150-170重量份。

7.根据权利要求1所述的基于老化油的自选择性堵调剂，其特征在于，按重量份计，所述破乳控制段塞中，所述破乳控制的用量为10-40重量份，所述水的用量为150-170重量份。

8.一种堵水方法，其特征在于，所述堵水方法采用权利要求1-7任一项所述的自选择性堵调剂，所述堵水方法包括：

顺序向目标油井依次注入前置乳化水段塞和老化油主段塞，对所述目标油井进行第一次堵水；

设定时间后，继续向所述目标油井注入所述破乳控制段塞，对所述目标油井进行第二次堵水。