CN111518529B - 一种无机凝胶型调剖剂及调剖方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种无机凝胶型调剖剂及调剖方法。该无机凝胶型调剖剂包括工作液Ⅰ、隔离工作液Ⅱ和工作液Ⅲ。本发明的无机凝胶型调剖剂通过交替注入的方式，几种工作液在地层中发生交联反应，每一种工作液本身可形成封堵能力，两种工作液接触后又能够发生反应，凝聚形成以油泥为骨架、具有空间网状结构的凝胶体，有效提高了化学剂的利用率和堵剂的封堵性能。本发明的无机凝胶型调剖剂适用于稠油、稀油油藏措施井深部调剖；原料易得，调剖方法简便，同时该无机凝胶型调剖剂耐温性能好，封堵能力突出，同时现场采用多段塞交替注入工艺，通过调整药剂浓度和段塞用量，能够控制反应速度和反应时间，实现地层深部调剖。
Description
技术领域
本发明涉及采油技术领域，具体涉及一种无机凝胶型调剖剂及调剖方法。
背景技术
油泥调剖技术主要是以油泥为原料，加入适当添加剂，油泥注入地层后，可以起到封堵大孔道、改善地层非均质性、提高油井产量的作用。与常规调剖技术相比，该技术将油泥进行资源化利用，具有很强的发展潜力，是一种低成本和环保型调剖新技术，目前已经形成油泥颗粒调剖剂、油泥聚合物调剖剂、油泥改性高温封口剂等系列配方，以上配方体系主要通过物理堵塞作用机理封堵地层，封堵性能有待提高，调剖有效期较短。
因此，有必要研制一种无机凝胶型油泥调剖剂配方，使油泥调剖剂由简单的物理封堵，转变为通过化学反应形成无机凝胶封堵，进而提高封堵能力，延长措施有效期。
发明内容
基于以上背景技术，本发明提供一种无机凝胶型调剖剂及调剖方法，通过交替注入的方式，几种工作液在地层中发生交联反应，每一种工作液本身可形成封堵能力，两种工作液接触后又能够发生反应，凝聚形成以油泥为骨架、具有空间网状结构的凝胶体，有效提高了化学剂的利用率和堵剂的封堵性能。
为了实现以上目的，本发明采用以下技术方案：
本发明一方面提供一种无机凝胶型调剖剂，该无机凝胶型调剖剂包括工作液Ⅰ、隔离工作液Ⅱ和工作液Ⅲ；
所述工作液Ⅰ，以重量百分比为100％计，包括以下原料组分：水玻璃7％-10％，酰胺改性淀粉共聚物1％-3％，甘油醚类0.3％-0.6％，硅土粉0.3％-0.5％，聚乙烯醇0.2％-0.4％，三乙胺0.03％-0.06％，余量为油泥溶液；
所述隔离工作液Ⅱ，以重量百分比为100％计，包括以下原料组分：月桂醇硫酸钠0.4％-0.8％，提高采收率用表面活性剂碳酰胺类0.2％-0.5％，余量为油泥溶液；
所述工作液Ⅲ，以重量百分比为100％计，包括以下原料组分：氯化铵4％-6％，蛭石粉1％-2％，吐温-80 0.4％-0.8％，邻苯二胺0.04％-0.08％，硫代硫酸钠0.03％-0.05％，余量为油泥溶液。
上述工作液Ⅰ中，优选地，所述水玻璃的模数为3-4。
优选地，工作液Ⅰ中，所述油泥溶液固相含量10％-15％，固相颗粒与地层孔喉相匹配，流体粘度小于800mPa.s。油泥中较高的固相含量有助于封堵汽窜通道和高渗透层；一定的流体粘度，保证现场正常运输、施工泵注。
优选地，工作液Ⅱ中，所述油泥溶液固相含量8％-12％，固相颗粒与地层孔喉相匹配，流体粘度小于700mPa.s。
优选地，工作液Ⅲ中，所述油泥溶液固相含量5％-10％，固相颗粒与地层孔喉相匹配，流体粘度小于600mPa.s。工作液I、II、III中的油泥固含量和流体粘度差异，使其在地层中的流动速度不一样，保证I和III可以充分接触，有效提高了化学剂的利用率和堵剂的封堵性能，如果差异太小，不能保证有效接触，影响调剖效果。
本发明另一方面提供一种使用上述无机凝胶型调剖剂的调剖方法，包括以下步骤：
1)将油泥溶液加入到配液罐A中，常温下搅拌，依次加入水玻璃、酰胺改性淀粉共聚物、甘油醚类、硅土粉、聚乙烯醇、三乙胺，搅拌均匀得到工作液Ⅰ；
2)将油泥溶液加入到配液罐B中，常温下搅拌，依次加入月桂醇硫酸钠、表面活性剂碳酰胺类加入到含有适量油泥溶液的配液罐B中，搅拌均匀得到隔离工作液Ⅱ；
3)将适量的油泥溶液加入到配液罐C中，常温下搅拌，依次加入氯化铵、蛭石粉、吐温-80、邻苯二胺、硫代硫酸钠，搅拌均匀得到工作液Ⅲ；
4)将工作液Ⅰ注入到目的层中，使其进入到地层深部，再注入隔离工作液Ⅱ，最后注入工作液Ⅲ，3种溶液在地层推进的过程中，工作液Ⅰ和工作液Ⅲ接触后反应，凝聚形成以油泥为骨架、具有空间网状结构的凝胶体，进行封堵调剖。
工作液Ⅰ和工作液Ⅲ接触后发生聚合反应，形成连续的三维网状结构，这种网状结构包住了全部液体和油泥，使胶体体系逐渐变得粘滞，失去流动性，最终形成半固体状以油泥为骨架、具有空间网状结构的凝胶体。
具体地，工作液Ⅰ中的水玻璃、酰胺改性淀粉共聚物与工作液Ⅲ中的其他组分发生交联聚合反应，提高调剖封堵性能。
具体地，工作液Ⅰ中的甘油醚类起到乳化和分散作用，提高工作液Ⅰ的悬浮分散性能，保证工作液Ⅰ可以进入到目的层深部，实现深部调剖。
具体地，工作液Ⅰ中的硅土粉可以显著提高无机凝胶调剖剂的粘结性，提高封堵强度。
具体地，工作液Ⅰ中的聚乙烯醇可以提高无机凝胶调剖剂的胶粘性能，使其固结在地层中，同时具有膨胀作用，提高工作液Ⅰ的封堵能力。
具体地，工作液Ⅰ中的三乙胺起到固化作用，可以提高无机凝胶调剖剂的封堵能力，同时具有良好的杀菌性能，提高无机凝胶调剖剂性能的稳定性，延长调剖有效期。
具体地，工作液Ⅱ中的月桂醇硫酸钠具有良好的乳化性能，可以改善无机凝胶调剖剂的驱油效果，提高采收率。
具体地，工作液Ⅱ中的提高采收率用表面活性剂碳酰胺类具有良好的洗油能力，可以提高驱油效率，显著提高调剖增油效果。
具体地，工作液Ⅲ中的氯化铵与工作液Ⅰ中的其他组分发生交联聚合反应，提高调剖封堵能力。
具体地，工作液Ⅲ中的蛭石粉具有膨胀作用，提高工作液Ⅲ的封堵能力。
具体地，工作液Ⅲ中的吐温-80具有良好的乳化和扩散能力，提高工作液Ⅲ分散悬浮性能，增加流动性，利于与前置段塞接触反应。
具体地，工作液Ⅲ中的邻苯二胺起到固化作用，可以提高无机凝胶调剖剂的封堵能力，同时具有良好的热稳定性能，提高无机凝胶调剖剂耐高温封堵性能。
具体地，工作液Ⅲ中的硫代硫酸钠起到稳定作用，延长调剖有效期。
优选地，所述工作液Ⅰ、隔离工作液Ⅱ和工作液Ⅲ的注入体积比为(4-6)：(0.6-0.9)：(3-5)。
上述制备方法中，优选地，在步骤1)中，搅拌的时间为20-30min。
上述制备方法中，优选地，在步骤2)中，搅拌的时间为10-20min。
上述制备方法中，优选地，在步骤3)中，搅拌的时间为20-30min。
本发明的无机凝胶型调剖剂适用于稠油、稀油油藏措施井深部调剖；原料易得，调剖方法简便，同时该无机凝胶型调剖剂耐温性能好，封堵能力突出，同时现场采用多段塞交替注入工艺，通过调整药剂浓度和段塞用量，能够控制反应速度和反应时间，实现地层深部调剖。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明，下面结合优选实施例对本发明做进一步的说明。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本发明的保护范围。
本发明实施例中所使用的原料如无特殊说明，均为商业购买。其中酰胺改性淀粉共聚物为沈阳永信精细化工有限公司的酰胺改性淀粉共聚物YX-1，甘油醚类为盘锦晨宇石油工程有限公司的甘油醚类CY-1，表面活性剂碳酰胺类为盘锦晨宇石油工程有限公司的表面活性剂碳酰胺类JY-Ⅰ。
实施例1
提供一种无机凝胶型调剖剂，并进行调剖。
所述无机凝胶型调剖剂包括工作液Ⅰ、隔离工作液Ⅱ和工作液Ⅲ。其中，
工作液Ⅰ，以重量百分比为100％计，制备该工作液Ⅰ的原料组分包括：
上述工作液Ⅰ中，所述水玻璃溶液模数为3.2。
上述工作液Ⅰ中，所述油泥溶液固相含量12％，固相颗粒与地层孔喉相匹配，流体粘度600-710mPa.s。油泥中较高的固相含量有助于封堵汽窜通道和高渗透层；一定的流体粘度，保证现场正常运输、施工泵注。
隔离工作液Ⅱ，以重量百分比为100％计，制备该隔离工作液Ⅱ的原料组分包括：
月桂醇硫酸钠 0.5％
表面活性剂碳酰胺类JY-Ⅰ 0.3％
余量为油泥溶液。
上述工作液Ⅱ中，所述油泥溶液固相含量8％，固相颗粒与地层孔喉相匹配，流体粘度530-620mPa.s。
工作液Ⅲ，以重量百分比为100％计，制备该工作液Ⅲ的原料组分包括：
上述工作液Ⅲ中，所述油泥溶液固相含量6％，固相颗粒与地层孔喉相匹配，流体粘度350-500mPa.s。油泥中较高的固相含量有助于封堵汽窜通道和高渗透层；一定的流体粘度差异，保证工作液Ⅲ与工作液Ⅱ在地层深处能够接触后反应。
使用以上无机凝胶型调剖剂进行调剖，包括以下步骤：
步骤一，将适量的油泥溶液加入到配液罐A中，常温下搅拌，依次加入水玻璃、酰胺改性淀粉共聚物YX-1、甘油醚类CY-1、硅土粉、聚乙烯醇、三乙胺，搅拌20分钟，得到工作液Ⅰ；
步骤二，将月桂醇硫酸钠、表面活性剂碳酰胺类JY-Ⅰ加入到含有适量油泥溶液的配液罐B中，搅拌10分钟，得到隔离工作液Ⅱ；
步骤三，将适量的油泥溶液加入到配液罐C中，常温下搅拌，依次加入氯化铵、蛭石粉、吐温-80、邻苯二胺、硫代硫酸钠，搅拌20分钟，得到工作液Ⅲ；
步骤四，将工作液Ⅰ利用泵注设备注入到目的层中，使其进入到地层深部，再注入隔离工作液Ⅱ，最后注入工作液Ⅲ，3种溶液在地层推进的过程中，工作液Ⅰ和工作液Ⅲ接触后反应，凝聚形成以油泥为骨架、具有空间网状结构的凝胶体，进行封堵调剖。其中工作液Ⅰ、隔离工作液Ⅱ和工作液Ⅲ的注入体积比为4：0.7：3。
封堵性能评价
本实施例对上述无机凝胶调剖剂进行了性能评价测试，具体是进行室内岩心模拟实验，然后测试封堵前后的渗透率，考察本实施例的无机凝胶调剖剂的耐高温封堵能力，实验结果如表1所示。
表1实施例1的无机凝胶调剖剂封堵性能评价结果
从表1可知，本实施例的无机凝胶调剖剂在300℃高温条件下，对高渗透岩心的封堵性能突出，封堵率在85％以上，突破压力在9MPa以上，这表明实施例1中的无机凝胶调剖剂在高温条件下，仍然具有良好的封堵能力，可以有效封堵高渗透层和汽窜大孔道，能够满足稠油油藏热采井不同的封堵要求。
实施例2
提供一种无机凝胶型调剖剂，并进行调剖。
所述无机凝胶型调剖剂包括工作液Ⅰ、隔离工作液Ⅱ和工作液Ⅲ。其中，
工作液Ⅰ，以重量百分比为100％计，制备该工作液Ⅰ的原料组分包括：
上述工作液Ⅰ中，所述水玻璃溶液模数为3.8。
上述工作液Ⅰ中，所述油泥溶液固相含量15％，固相颗粒与地层孔喉相匹配，流体粘度710-800mPa.s。油泥中较高的固相含量有助于封堵汽窜通道和高渗透层；一定的流体粘度，保证现场正常运输、施工泵注。
隔离工作液Ⅱ，以重量百分比为100％计，制备该隔离工作液Ⅱ的原料组分包括：
月桂醇硫酸钠 0.7％
表面活性剂碳酰胺类JY-Ⅰ 0.5％
余量为油泥溶液。
上述工作液Ⅱ中，所述油泥溶液固相含量10％，固相颗粒与地层孔喉相匹配，流体粘度小于620-690mPa.s。
工作液Ⅲ，以重量百分比为100％计，制备该工作液Ⅲ的原料组分包括：
上述工作液Ⅲ中，所述油泥溶液固相含量9％，固相颗粒与地层孔喉相匹配，流体粘度530-600mPa.s。油泥中较高的固相含量有助于封堵汽窜通道和高渗透层；一定的流体粘度差异，保证工作液Ⅲ与工作液Ⅱ在地层深处能够接触后反应。
使用以上无机凝胶型调剖剂进行调剖，包括以下步骤：
步骤一，将适量的油泥溶液加入到配液罐A中，常温下搅拌，依次加入水玻璃、酰胺改性淀粉共聚物YX-1、甘油醚类CY-1、硅土粉、聚乙烯醇、三乙胺，搅拌30分钟，得到工作液Ⅰ；
步骤二，将月桂醇硫酸钠、表面活性剂碳酰胺类JY-Ⅰ加入到含有适量油泥溶液的配液罐B中，搅拌15分钟，得到隔离工作液Ⅱ；
步骤三，将适量的油泥溶液加入到配液罐C中，常温下搅拌，依次加入氯化铵、蛭石粉、吐温-80、邻苯二胺、硫代硫酸钠，搅拌30分钟，得到工作液Ⅲ；
步骤四，将工作液Ⅰ利用泵注设备注入到目的层中，使其进入到地层深部，再注入隔离工作液Ⅱ，最后注入工作液Ⅲ，3种溶液在地层推进的过程中，工作液Ⅰ和工作液Ⅲ接触后反应，凝聚形成以油泥为骨架、具有空间网状结构的凝胶体，进行封堵调剖。其中工作液Ⅰ、隔离工作液Ⅱ和工作液Ⅲ的注入体积比为6：0.9：5。
封堵性能评价
本实施例对上述无机凝胶调剖剂进行了性能评价测试，具体是进行室内岩心模拟实验，然后测试封堵前后的渗透率，考察本实施例的无机凝胶调剖剂的耐高温封堵能力，实验结果如表2所示。
表2实施例2的无机凝胶调剖剂封堵性能评价结果
从表2可知，本实施例的无机凝胶调剖剂在300℃高温条件下，对高渗透岩心的封堵性能突出，封堵率在89％以上，突破压力在10MPa以上，这表明实施例2中的无机凝胶调剖剂在高温条件下，仍然具有良好的封堵能力，可以有效封堵高渗透层和汽窜大孔道，能够满足稠油油藏热采井不同的封堵要求。
不同段塞比例封堵强度
向岩芯中通入不同段塞比例的实施例2中的无机凝胶调剖剂，测量岩芯的渗透率变化并计算封堵率，考察无机凝胶调剖剂的封堵性能，结果如表3所示。
表3无机凝胶调剖剂封堵强度性能实验
表3表明：不同段塞比例下，无机凝胶调剖剂在地层条件下，对岩心的封堵率为85.2％-95.6％，突破压力为9.1MPa-12.8MPa，因此，通过改变三段塞的用量比例，无机凝胶调剖剂封堵强度可调，满足了不同措施井对堵剂性能的要求。
现场实施调剖封窜
将实施例2制备得到的无机凝胶调剖剂应用于稠油生产井调剖封窜中。具体以辽河油田杜84块生产井杜H2井为例，该井汽窜现象严重，存在高渗透通道和大孔道，应用效果变差。为了有效控制汽窜现象产生的不利影响，对该井实施调剖封窜措施，改善生产效果。
措施后，该井注汽压力上升了3.5MPa，高渗层吸汽量从85.2％下降至56.3％，中低渗透层吸汽量从14.8％提高到43.7％，纵向上动用程度改善明显；平面上汽窜通道得到有效封堵，日产油由上周期的1.1t上升至3.6t，延长生产周期58d，对比上周期增油502t，增油效果显著。
以上实施例说明，本发明的无机凝胶调剖剂耐温性能好，封堵强度高，可以对高渗透通道和大孔道进行有效封窜，增产效果显著。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。
Claims (7)
1.一种无机凝胶型调剖剂，其特征在于，该无机凝胶型调剖剂包括工作液Ⅰ、隔离工作液Ⅱ和工作液Ⅲ；
所述工作液Ⅰ，以重量百分比为100％计，包括以下原料组分：水玻璃7％-10％，酰胺改性淀粉共聚物1％-3％，甘油醚类0.3％-0.6％，硅土粉0.3％-0.5％，聚乙烯醇0.2％-0.4％，三乙胺0.03％-0.06％，余量为油泥溶液；
所述隔离工作液Ⅱ，以重量百分比为100％计，包括以下原料组分：月桂醇硫酸钠0.4％-0.8％，表面活性剂碳酰胺类0.2％-0.5％，余量为油泥溶液；
所述工作液Ⅲ，以重量百分比为100％计，包括以下原料组分：氯化铵4％-6％，蛭石粉1％-2％，吐温-80 0.4％-0.8％，邻苯二胺0.04％-0.08％，硫代硫酸钠0.03％-0.05％，余量为油泥溶液；
工作液Ⅰ中，所述油泥溶液固相含量10％-15％，流体粘度小于800mPa.s；
工作液Ⅱ中，所述油泥溶液固相含量8％-12％，流体粘度小于700mPa.s；
工作液Ⅲ中，所述油泥溶液固相含量5％-10％，流体粘度小于600mPa.s。
2.根据权利要求1所述的无机凝胶型调剖剂，其特征在于，所述水玻璃的模数为3-4。
3.一种使用权利要求1或2所述无机凝胶型调剖剂的调剖方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)将油泥溶液加入到配液罐A中，常温下搅拌，依次加入水玻璃、酰胺改性淀粉共聚物、甘油醚类、硅土粉、聚乙烯醇、三乙胺，搅拌均匀得到工作液Ⅰ；
2)将油泥溶液加入到配液罐B中，常温下搅拌，依次加入月桂醇硫酸钠、表面活性剂碳酰胺类，搅拌均匀得到隔离工作液Ⅱ；
3)将油泥溶液加入到配液罐C中，常温下搅拌，依次加入氯化铵、蛭石粉、吐温-80、邻苯二胺、硫代硫酸钠，搅拌均匀得到工作液Ⅲ；
4)将工作液Ⅰ注入到目的层中，使其进入到地层深部，再注入隔离工作液Ⅱ，最后注入工作液Ⅲ，3种溶液在地层推进的过程中，工作液Ⅰ和工作液Ⅲ接触后反应，凝聚形成以油泥为骨架、具有空间网状结构的凝胶体，进行封堵调剖。
4.根据权利要求3所述的调剖方法，其特征在于，所述工作液Ⅰ、隔离工作液Ⅱ和工作液Ⅲ的注入体积比为(4-6)：(0.6-0.9)：(3-5)。
5.根据权利要求3所述的调剖方法，其特征在于，在步骤1)中，搅拌的时间为20-30min。
6.根据权利要求3所述的调剖方法，其特征在于，在步骤2)中，搅拌的时间为10-20min。
7.根据权利要求6所述的调剖方法，其特征在于，在步骤3)中，搅拌的时间为20-30min。
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