CN111592867B - 一种油基选择性暂堵剂 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种油基选择性暂堵剂，本发明的暂堵剂由以下原料制成：油溶性树脂主剂、过氧化物交联剂、氢过氧化物破胶剂和柴油，在除氧以及搅拌的条件下，取适量主剂，将其溶解在油性溶剂中，继续加入交联剂和破胶剂，搅拌后配制溶液，本发明的暂堵剂油水选择性强，对油层的暂堵率达到98％以上，突破压力梯度高，暂堵效果明显，解堵率高，能够达到95％以上；同时其溶液配制方法简单，配制时间短。

Description

一种油基选择性暂堵剂

技术领域

本发明涉及油田化学技术领域，具体涉及一种油基选择性暂堵剂的合成。

背景技术

随着油田开发进入中后期，面临着注入水沿水相渗透率高的高渗层窜流，无法波及到含油饱和度较高的低渗层的问题，常规的水基堵剂，由于选择性不强，在封堵水层的同时，即使少量进入油层也会造成严重污染，甚至堵死油层，因此，国内学者提出暂堵剂配套高强度堵剂的配套暂堵选择性堵水技术，即在注入封堵水层的高强度堵剂之前，先低速注入封堵油层的暂堵剂，暂堵剂选择性进入油层并且成胶，以确保后续的高强度堵剂顺利进入水层，而暂堵剂会在之后破胶并且随着原油一起采出。

暂堵剂，如其名是一种具有暂时封堵地层作用的化学剂，由调剖堵水剂发展而来。一般应用于油井作业，钻井，修井，压井等，保护非目的层不受工作液污染，也称为油气层保护剂，暂堵技术也应用于调剖堵水或酸化，酸压；使压裂液，酸液等工作液转向，从而使驱替液或酸液流向目标地层。因此也称为转向剂。

我国暂堵技术发展开始于上个世纪80年代，许多方法沿用了传统的堵水技术。随着70-80年代化学堵水技术的发展，暂堵剂得到广泛开发和应用，90年代初，以细目CaCO₃、油溶性树脂为主的保护油田类型的暂堵剂得到快速的发展和应用；后来随着井内含水量不断提高，人们开始了研制迫使液流转向的纤维素暂堵剂，在油藏深部调整吸水剖面；21世纪以来，暂堵剂越来越向高适应性，高选择性，高环保性，低成本的趋势发展。

目前，国内大部分油田进入中、高含水阶段，这就造成了注入水沿着水相渗透率高的水流通道流动，形成“窜流”现象，导致注入水无法波及含油饱和度高低渗地层，水驱效率低下，为了启动低渗层，就需要对高渗层进行封堵，对于油水同层的非均质油藏，应用笼统注入技术注入堵剂，即使少量堵剂进入油层也会造成地层损害，甚至完全堵死油流通道，这就需要使用暂堵保护技术，暂堵剂可以暂时封堵油层使后续堵剂只封堵高渗区域，不封堵低渗区域，从而起到保护储层的目的，然后随着时间推移，暂堵剂破胶与原油混相，随着开采排出地层。

我国常用的暂堵剂均为水基的，即溶剂或分散介质都是水，缺点就是选择性很有限，在进入油层时也会进入水层，从而影响后续堵剂进入水层。而油基暂堵剂就是利用它油相渗透率高的特性，自动优先进入油层，对于含油饱和度高的潜力油层，油基暂堵剂智能进入，实现保护潜力油层的目的。而对于高含水层来说，含油饱和度很低，甚至达到残余油饱和度，油基暂堵剂进入量很少，即使进入少量也会被地层水稀释而不成胶。对于后续高强度堵剂的进入不会产生影响。

发明内容

鉴于以上技术问题，本发明的目的是针对现有技术的缺陷，提供了一种油水选择性强的用于堵水前暂堵油层的暂堵剂。

本发明采用以下技术方案为：

一种油基选择性暂堵剂，以重量比计，以油性溶剂为基准，由以下原料合成：

主剂：2.3％～2.8％，

交联剂：2.7％～2.9％，

破胶剂：0.5％～0.7％，

所述主剂为油溶性树脂，优选为氢化石油树脂、酚醛树脂、丁苯橡胶或聚乙烯树脂中的至少一种，所述交联剂为过氧化二异丙苯或过氧化二叔丁基中的一种；所述破胶剂为过氧化氢异丙苯；所述油性溶剂为柴油。

当本暂堵剂用于温度为100-120℃的地层时，采用的交联剂为过氧化二异丙苯，当本暂堵剂用于温度为120-150℃的地层时，采用的交联剂过氧化二叔丁基。

本发明还提供了一种油基选择性暂堵剂的制备方法，其步骤包括：在通氮气除氧以及搅拌的条件下，取适量主剂，将其溶解在油性溶剂中，后续加入交联剂和破胶剂，在400r/min的速度下搅拌15min，即可得本发明暂堵剂。

本发明的有益效果是：

本发明的暂堵剂油水选择性强，对油层的暂堵率达到95％以上，突破压力高，暂堵效果明显，解堵率高，达到90％以上；本发明暂堵剂的制备方法简单，仅需简单的搅拌设备以及除氧设备即可进行生产，不涉及升温或加压设备，生产成本低，安全性高，同时本发明的制备周期短，在混合均匀后仅需搅拌十余分钟即可，具有广阔的应用前景以及较好的经济效益和实际应用价值。

说明书附图

图1为注入本发明暂堵剂的高低渗并联岩心的分流量折线对比图；

图2为未注入本发明暂堵剂的高低渗并联岩心的分流量折线对比图。

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。

(一)实施例

实施例1

常温下，在反应器中加入100g柴油，持续通氮气除氧并搅拌，取氢化石油树脂2.5g加入反应器中，待完全溶解后，在反应器中加入2.8g过氧化二异丙苯、过氧化氢异丙苯0.5g，在400r/min速度下搅拌15分钟，即得到本发明暂堵剂A1。

采用上述原料制备的暂堵剂适用于温度为100-120℃的地层。

实施例2

常温下，在反应器中加入100g柴油，持续通氮气除氧并搅拌，取丁苯橡胶2.8g加入反应器中，待完全溶解后，在反应器中继续加入2.8g过氧化二叔丁基、过氧化氢异丙苯0.6g，在400r/min速度下搅拌15分钟，即得到本发明暂堵剂A2。

采用上述原料制备的暂堵剂适用于温度为120-150℃的地层。

(二)性能测试

1、暂堵剂暂堵性能测试：取已知渗透率的人造岩心，通过平流泵以1.0ml/min饱和水，出口端出水并压力稳定后，反向以0.5ml/min速度饱和原油，最终达到模拟原始油层情况的目的。

将岩心放置在恒温烘箱内，以一定压力向岩心挤入0.3PV暂堵剂，等待成胶时间4h，然后反向水驱，当出口流出第一滴暂堵剂时，记录其驱替压力，根据该数值和人造岩心原渗透率计算出突破压力，当堵剂突破后，测量得出油相渗透率，根据该油相渗透率和岩心原渗透率计算出封堵率。在破胶剂的作用下，本暂堵剂在35-50小时后破胶，测量其渗透率，计算得出解堵率。突破压力、封堵率和解堵率的计算公式均为常用的计算公式。表1是分别取暂堵剂A1、A2在不同温度条件下的暂堵性能测试数据。

表1暂堵剂封堵性能测试数据

从表1中可以看出，在本发明的适用温度范围内，在单岩心实验中，本发明的封堵率可达98％，最终解堵率能够达到95％以上，同时其突破压力在15MPa/m以上，相对于同类产品来说，本发明的暂堵性能较好。

2、暂堵剂油水选择性测试：a、取高渗和低渗的两块人造岩心，放入岩心夹持器中，其中两个岩心通过相同的流入线连接，将流量分成两个部分。分别测量两个岩心的产液量。以测试暂堵剂的选择性暂堵效果。初始阶段高渗岩心以0.5ml/min饱和油，然后以1ml/min水驱油至含水98％。低渗岩心只以0.5ml/min饱和油，模拟地层高渗水流层与低渗含油层。

待进出口压力稳定后，计算两个岩心的初始水驱渗透率，注入暂堵剂前高渗岩心含水饱和度接近98％，低渗岩心含油饱和度接近100％，然后以0.5ml/min的速度注入0.3PV的暂堵剂，待4h-6h暂堵剂成胶后，以1.0ml/min速度水驱，分别测量两块岩心出口端流量，并计算分流率；在破胶剂的作用下，本暂堵剂在35-50小时后破胶，破胶后计算解堵率，评价暂堵剂的油水选择性能。表2是分别取暂堵剂A1、A2进行油水选择性性能测试的实验数据。

表2暂堵剂油水选择性测试

由表2数据分析可知，高渗含水岩心和低渗含油岩心并联设置后，同时注入本暂堵剂，在渗透率级差约为5的情况下，暂堵前低渗岩心的分流率分别为8.6％和9.8％，这是因为注入水在渗透率差异下大量进入高渗层，在注入暂堵剂后，低渗岩心的分流率降低到1.4％和1.8％，暂堵剂破胶后分流率几乎恢复至和暂堵前一样，甚至优于暂堵之前的分流率，这是由于暂堵剂破胶后与原油混相，增加了孔隙中油的体积，导致低渗岩心流出的液体比暂堵前更多，这表明本发明暂堵剂对地层还有调整油水剖面的优势。本发明的暂堵剂对低渗岩心的暂堵效果较好，选择性较强。而传统的水基暂堵剂，由于高渗岩心的水相渗透率高，在注入水基暂堵剂后，其会优先进入高渗层，造成暂堵剂的浪费同时影响后续高强度堵剂进入高渗层。

b、为了进一步验证本发明的实际应用效果，以A1为例，进行油田模拟堵水实验，采用2种渗透率共4块人造岩心进行模拟，以验证A1的强选择性暂堵效果，实验分为两组，两组的区别在于在第一组注入A1暂堵剂，第二组注入普通水基暂堵剂。实验所用高强度堵剂为：0.4％聚丙烯酰胺+0.4％有机铬交联剂，成胶时间约为2.5h，注入速度1ml/min。所用水基暂堵剂即烃类树脂颗粒和清水复配而成。

实验条件与方法为：

(1)以第一组实验为例，先将高渗岩心以0.5ml/min饱和油，然后以1ml/min水驱油以饱和水，模拟地下高渗储层；

(2)低渗岩心只以0.5ml/min饱和油，模拟地下低渗油层。将两块岩心并联后以1.0ml/min速度水驱至压力稳定，分别测量两块岩心出口端流量，并计算初始分流率。

(3)得到初始分流率之后，注入0.3PV的A1暂堵剂，候凝4h，之后注入1PV的高强度堵剂，侯凝2.5h，然后测试堵后分流率。

(4)第二组实验和第一组实验条件与方法相同，差别在于将A1暂堵剂换成常规的水基暂堵剂。两组实验均在110℃恒温下进行，岩心参数见表3。

表3双并联模拟实验岩心参数

岩心编号	长度(cm)	气测渗透率(mD)	饱和介质
				Z-1	10.25	261.4	水
Z-2	10.27	48.4	油
				Z-3	10.56	247.6	水
Z-4	10.97	46.7	油

最终实验结果如下图所示，从图1中可以看出，第一组并联岩心实验中，第6h开始注入A1暂堵剂之前低渗岩心分流率约为10％，4h后降低为1％左右，说明A1进入了低渗层并暂堵成功，第10h注入高强度堵剂，约2h后分流率发生反转，低渗层分流率约为98％-99％，高渗层分流率约为1％-2％。说明高强度堵剂几乎全部进入高渗层并产生封堵作用。

第二组并联岩心实验中，第6小时开始注入常规水基暂堵剂W1之前低渗岩心分流率约为10％，约4h后降低为7％,说明较之A1，W1暂堵剂进入低渗层的量要少，没有形成强效暂堵，第10h注入高强度堵剂，约2h后分流率发生反转，低渗层分流率约89％-90％，高渗层分流率约为10％-11％，这是由于W1的选择性不强，在进入低渗层同时进入了高渗层，暂堵剂成胶后使后续高强度堵剂不易进入高渗层，所以最终分流效果不如第一组实验明显。

本发明在上文已优选实施例公开，但是本领域的技术人员应理解的是，这些实施例仅用于描述本发明，而不应理解为限制本发明的范围。在不脱离本发明原理的前提下，对本发明的进一步改进也应视为在本发明的保护范围内。

Claims (2)

1.一种油基选择性暂堵剂的应用，其特征在于，以重量比计，以油性溶剂重量为基准，由以下原料合成：

主剂：2.3％～2.8％，

交联剂：2.7％～2.9％，

破胶剂：0.5％～0.7％，

所述主剂为油溶性树脂，为氢化石油树脂、酚醛树脂、丁苯橡胶或聚乙烯树脂中的至少一种，所述交联剂为过氧化物，为过氧化二异丙苯或过氧化二叔丁基中的一种；所述破胶剂为氢过氧化物，为过氧化氢异丙苯；所述油性溶剂为柴油。

所述油基选择性暂堵剂中，以过氧化二异丙苯作为交联剂时，所述油基暂堵剂适用于温度为100-120℃的地层，以过氧化二叔丁基作为交联剂时，所述油基暂堵剂适用于温度为120-150℃的地层。

2.如权利要求1所述的油基选择性暂堵剂的应用，其特征在于，所述油基选择性暂堵剂的制备方法为：在通氮气除氧以及搅拌的条件下，将主剂溶解在油性溶剂中，继续加入交联剂和破胶剂，在400r/min的速度下搅拌15min即得。

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