CN111997576A - 油气田地层改造超分子微观解堵方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种油气田地层改造超分子微观解堵方法，包括：步骤1、向油气井中注入第一解堵溶液，第一解堵溶液包括：解堵增渗剂4.5‑5.5%，高温粘土稳定剂2.5‑3.5%，缓蚀剂1.5‑2.5%，余量为水；步骤2、向油气井中注入第二解堵溶液，第二解堵溶液包括：解堵增渗剂4.5‑5.5%，高温粘土稳定剂2.5‑3.5%，缓蚀剂1.5‑2.5%，余量为水；步骤3、向油气井中注入第三解堵溶液，第三解堵溶液包括：解堵增渗剂0.2‑0.4%，中性超分子分散剂0.1‑0.3%，余量为水；步骤4、向油气井中注入第四解堵溶液，其中，第四解堵溶液包括：防膨剂5％，余量为水。对油气井快速清洁，提高地层渗透率和原油流动性，提高油气井采出率和油气产量。
Description
技术领域
本发明涉及化工技术领域，尤其涉及一种油气田地层改造超分子微观解堵方法。
背景技术
目前，在油气田开发过程中，对地层改造、解堵的工艺主要是酸化和压裂。酸化是在低于储层破裂压力的条件下向地层中注入酸液，溶解地层中的可溶物质，清除孔隙或裂缝中的堵塞物质，从而使油气井增产或注水井增注的一种工艺措施。由于酸在砂岩多孔介质中的反应速度太快, 反应1-2小时后便失去有效活性，加之地面设备受限，在反应时间内，只能进入地层0.8-1.5m，酸化解堵半径小，有效期短。而且酸化解堵施工时，酸液对井筒、井下工具和地面设备都有腐蚀性，也容易破坏地层骨架，对施工人员也有一定的安全风险，施工后的返排液会增加环境保护压力。压裂是指在采油或采气过程中，利用外部水力作用，使油层在宏观上形成裂缝，改善油气在地下的流动环境，使油井产量增加的一种工艺措施。压裂在使地层形成裂缝时本质是破坏了地层骨架，而且裂缝的方向和长度难以控制，容易压窜夹层，造成油气水互窜，后期易闭合。施工时地面车辆有二三十辆之多，施工压力40-80MPa，有的甚至超过100MPa，施工风险极大。施工车辆产生的废气以及返排出的上百、上千甚至上万方压裂液也会增加环境保护压力。
中国专利申请号201811234288.3公开了一种油田地层超分子解堵增渗剂、解堵增渗系统及其使用方法，主要通过向油井中投放解堵增渗剂进行浸泡来实现解堵地层。
上述方案需要通过长时间的浸泡来对油井周围的地层进行解堵，因井底自身渗透效果较差，将导致解堵半径较小。如何设计一种具有解堵半径大、解堵有效期长的技术是本发明所要解决的技术问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种油气田地层改造超分子微观解堵方法，利用分步骤、分次顺注入解堵溶液，以安全扩大解堵增渗半径，实现提高地层渗透率和原油流动性，并实现对油气井的快速清洁，提高油气井采出率以提高油气产量。
本发明提供的技术方案是，一种油气田地层改造超分子微观解堵方法，包括：
步骤1、向油气井中注入第一解堵溶液，其中，第一解堵溶液包括：解堵增渗剂4.5-5.5%，高温粘土稳定剂2.5-3.5%，缓蚀剂1.5-2.5%，余量为水；
步骤2、向油气井中注入第二解堵溶液，其中，第二解堵溶液包括：解堵增渗剂4.5-5.5%，高温粘土稳定剂2.5-3.5%，防膨剂1.5-2.5%，缓蚀剂1.5-2.5%，余量为水；
步骤3、向油气井中注入第三解堵溶液，其中，第三解堵溶液包括：中性超分子解堵剂0.2-0.4%，中性超分子分散剂0.1-0.3%；余量为水；
步骤4、向油气井中注入第四解堵溶液，其中，第四解堵溶液包括：防膨剂5％，余量为水；
其中，中性超分子解堵剂包括：磺化琥珀酸二辛酯钠盐10%~15%、次氮基三乙酸钠盐1%~5%、亚氨基二琥珀酸四钠1%~5%、聚丙烯酸钠5%~10%、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸0.5%~1%、脂肪醇聚氧乙烯醚0.5%~1%、乳酸乙酯4%~8%、异噻唑啉酮0.5%~1%、余量为水；
另外，中性超分子分散剂包括：磺化琥珀酸二辛酯钠盐8%~12%、3，4-二氯苯甲酸0.8%~1.5%、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸0.5%~1%、脂肪醇聚氧乙烯醚0.1%~5%、亚氨基二琥珀酸四钠0.5%~1.5%、次氮基三乙酸1%~3%，余量为水。
与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是：本发明提供的油气田地层改造超分子微观解堵方法，通过分步骤、分次顺向油气井注入不同的解堵溶液以对油气井及其周边地层进行彻底有效的解堵处理，其中第一解堵溶液先注入到油气井中，能够对地层粘土起到稳定、防止膨胀的作用，避免后序溶液注入时造成水敏、速敏等危害，并清除井筒污垢，形成超分子保护膜，减少污垢形成；第二解堵溶液再注入到油气井中，能够解除近井地带的各种污垢等无机和有机堵塞，疏通原油通道；第三解堵溶液再注入到油气井中，进入地层深部，通过超分子的分散作用能够将聚团的原油分散，减少堵塞，并将地层岩石表面由亲油性转为亲水性，减少原油流动阻力，增加水流动阻力；最后投入第四解堵溶液，对解堵后的地层进行全方位防膨保护，延长解堵有效期。利用分步骤、分次顺注入解堵溶液，以安全扩大解堵增渗半径，实现对油气井的快速清洁，并实现提高地层渗透率和原油流动性，提高油气井采出率以提高油气产量。
具体实施方式
基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供一种油气田地层改造超分子微观解堵方法，包括：
步骤1向油气井中注入第一解堵溶液，其中，第一解堵溶液包括：解堵增渗剂4.5-5.5%，高温粘土稳定剂2.5-3.5%，缓蚀剂1.5-2.5%，余量为水。具体的，对于本发明所使用的的解堵增渗剂的包括以下重量百分比的组分：磺化琥珀酸二辛酯钠盐 10%~15%、次氮基三乙酸钠盐1%~5%、亚氨基二琥珀酸四钠1%~5%、聚丙烯酸钠5%~10%、聚环氧琥珀酸5%~10%、余量为水，具体配方可以参考中国专利申请号201811234288.3公开的解堵增渗剂，在此不做赘述。
其中，将第一解堵溶液注入到油井中后，第一解堵溶液主要作用是第一解堵溶液先注入到油气井中，能够对地层粘土起到稳定、防止膨胀的作用，避免后序溶液注入时造成水敏、速敏等危害；解堵增渗剂组成酸性超分子药剂的分子处于电荷不饱和状态，分子运动更加活跃，增加其对污垢的分散能力，同时在分散污垢后可与井筒金属表面的金属原子相结合，与之共用金属原子外层的电子，形成联姻使超分子药剂附着在金属表面形成超分子膜，其超分子膜的微观尺寸效应可有效防止分散的污垢重新附着到金属表面，达到彻底清除表面污垢的目的。更重要的事，同时加入的缓蚀剂起到保护井筒不被腐蚀，并且，通过加入高温粘土稳定剂，利用高温粘土稳定剂的高阳离子电荷密度的特点，有效吸附被除垢剂分散下来的粘土颗粒表面，从而防止水敏性矿化物水化膨胀对井筒造成二次伤害。
步骤2、向油井中注入第二解堵溶液，其中，第二解堵溶液包括：解堵增渗剂4.5-5.5%，高温粘土稳定剂2.5-3.5%，防膨剂1.5-2.5%，缓蚀剂1.5-2.5%，余量为水。具体的，在投放完第一解堵溶液后，油井井壁获得了充分的清洗并有效的清除了井壁上的结垢。再将第二解堵溶液投入到油井中后，第二解堵溶液主要作用是疏通近井地带原油通道（油井周围2米范围内的地层），通过解堵增渗剂的震动分散原理，疏通近井地带微观缝隙堵塞，同时，不会破坏地层原有框架结构。同样的，利用高温粘土稳定剂的吸附作用防止水化膨胀及分散转移，稳定其颗粒结构；而增加的防膨剂兼具强吸附基团和阳离子基团，由于采用了可以与粘土中的-SiOH基团产生化学键合的有机硅类基团，极大地增强了防膨剂的吸附性能，使其阳离子基团对粘土的水化抑制作用和电中和作用更牢固彻底。防膨剂与高温粘土稳定剂共同作用，突破了传统防膨剂对粘土颗粒只有物理吸附，没有化学吸附的应用观念，实现了物理吸附和化学吸附的有机统一，增加高温粘土稳定剂的吸附作用防止水化膨胀及分散转移的能力。另外，加入缓蚀剂可以防止井筒外围腐蚀的发生，进一步延长反应时间，增加作用距离。
步骤3、向油气井中注入第三解堵溶液，其中，第三解堵溶液包括：中性超分子解堵剂0.2-0.4%，中性超分子分散剂0.1-0.3%；余量为水。其中，中性超分子解堵剂包括：磺化琥珀酸二辛酯钠盐10%~15%、次氮基三乙酸钠盐1%~5%、亚氨基二琥珀酸四钠1%~5%、聚丙烯酸钠5%~10%、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸0.5%~1%、脂肪醇聚氧乙烯醚0.5%~1%、乳酸乙酯4%~8%、异噻唑啉酮0.5%~1%、余量为水；另外，中性超分子分散剂包括：磺化琥珀酸二辛酯钠盐8%~12%、3，4-二氯苯甲酸0.8%~1.5%、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸0.5%~1%、脂肪醇聚氧乙烯醚0.1%~5%、亚氨基二琥珀酸四钠0.5%~1.5%、次氮基三乙酸1%~3%，余量为水。
具体的，在投放完第二解堵溶液后，油井周围的储层被有效的解堵处理，并且，周围的储层将形成容易溶液扩散的孔隙。然后，在向油井中投放第三解堵溶液，第三解堵溶液中解堵增渗剂的不规则运动将聚团的大颗粒原油分散成小颗粒，利于其通过储层中较小的孔隙，并减少在孔隙中的流动阻力。另外，由于解堵增渗剂反应速度慢，可有效避免酸化解堵时地层通道因酸化药剂反应剧烈而出现的坍塌堵塞现象，有效扩大解堵半径10倍以上（油井周围20米范围内的地层）。另外，通过加入超分子分散剂将岩石表面的油膜剥离，改变岩石表面的润湿性，实现亲水疏油，促使原油的释放和流动，提高地层渗透率和原油流动性，以提高油井采出率以提高油气产量。
优选实施例中，油气田地层改造超分子微观解堵方法还包括：
步骤4、向油井中注入防膨溶液，其中，防膨溶液包括：防膨剂5％，余量为水。具体的，对于油井进行完解堵处理后，通过再向油井中加入防膨剂，由于防膨剂具有极高的阳离子密度，其抑制性能受地层环境影响较小，具有较强的耐冲刷能力，进而保证其闭井周期内地层喉道不被堵塞。同时，其带有螯合基团，对已受伤害地层的渗透率具有改善作用，对岩心的原始渗透率具有改善提高作用。
其中，有关各个解堵溶液的注入量，则可以根据如下公式计算得出。即计算注液量，具体为：根据公式V=πr2•h•φ计算出注液量；其中，V为注液量，r为设定的解堵半径，h为测量的油气层厚度，φ为所在地层的孔隙度。
举例说明：步骤1具体为：在对地面设备管线试压合格、井筒具备注入溶液的条件下，按照解堵半径2m计算第一解堵溶液用量，然后以100-150L/min的小排量将第一解堵溶液注入地层，避免地层产生速敏，关井反应2h。
步骤2具体为：按照解堵半径2m计算第二解堵溶液用量，然后以200-250L/min的排量将第二解堵溶液注入地层，关井反应12h。
步骤3具体为：按照解堵半径10m计算第三解堵溶液用量，然后以1500-2000L/min的排量将第三解堵溶液注入地层，关井反应12h。
步骤4具体为：按照解堵半径10m计算第四解堵溶液用量，然后以1500-2000L/min的排量将第四解堵溶液注入地层，关井反应48h。
与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是：本发明提供的油气田地层改造超分子微观解堵方法，通过分次序向油井投放不同的解堵溶液以对油井及其周边地层进行彻底有效的解堵处理，其中第一解堵溶液先投入到油井中，能够对快速清除井筒内的污垢以疏通井筒，而第二解堵溶液再投入到油井中，能够疏通靠近油井地带的原油通道，疏通近井地带的微观缝隙堵塞，并实现不破坏地层原有框架结构，最后投入第三解堵溶液，解堵增渗剂透过较小的孔隙并减少在孔隙中的流动阻力，可有效避免酸化解堵时地层通道因酸化药剂反应剧烈而出现的坍塌堵塞现象，有效扩大解堵半径，利用分次序投放解堵溶液，以安全扩大解堵增渗半径，实现提高地层渗透率和原油流动性，并实现对油井的快速清洁，提高油井采出率以提高油气产量。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (7)
1.一种油气田地层改造超分子微观解堵方法，其特征在于，包括：
步骤1、向油气井中注入第一解堵溶液，其中，第一解堵溶液包括：解堵增渗剂4.5-5.5%，高温粘土稳定剂2.5-3.5%，缓蚀剂1.5-2.5%，余量为水；
步骤2、向油气井中注入第二解堵溶液，其中，第二解堵溶液包括：解堵增渗剂4.5-5.5%，高温粘土稳定剂2.5-3.5%，防膨剂1.5-2.5%，缓蚀剂1.5-2.5%，余量为水；
步骤3、向油气井中注入第三解堵溶液，其中，第三解堵溶液包括：中性超分子解堵剂0.2-0.4%，中性超分子分散剂0.1-0.3%；余量为水；
步骤4、向油气井中注入第四解堵溶液，其中，第四解堵溶液包括：防膨剂5％，余量为水；
其中，中性超分子解堵剂包括：磺化琥珀酸二辛酯钠盐10%~15%、次氮基三乙酸钠盐1%~5%、亚氨基二琥珀酸四钠1%~5%、聚丙烯酸钠5%~10%、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸0.5%~1%、脂肪醇聚氧乙烯醚0.5%~1%、乳酸乙酯4%~8%、异噻唑啉酮0.5%~1%、余量为水；
另外，中性超分子分散剂包括：磺化琥珀酸二辛酯钠盐8%~12%、3，4-二氯苯甲酸0.8%~1.5%、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸0.5%~1%、脂肪醇聚氧乙烯醚0.1%~5%、亚氨基二琥珀酸四钠0.5%~1.5%、次氮基三乙酸1%~3%，余量为水。
2.根据权利要求1所述的油气田地层改造超分子微观解堵方法，其特征在于，还包括：
步骤4、向油气井中注入防膨溶液，其中，防膨溶液包括：防膨剂5％，余量为水。
3.根据权利要求1或2所述的油气田地层改造超分子微观解堵方法，其特征在于，还包括计算注液量，具体为：根据公式V=πr2•h•φ计算出注液量；其中，V为注液量，r为设定的解堵半径，h为测量的油气层厚度，φ为所在地层的孔隙度。
4.根据权利要求3所述的油气田地层改造超分子微观解堵方法，其特征在于，所述步骤1具体为：按照解堵半径2m计算第一解堵溶液用量，根据计算出的注液量，以100L/min-150L/min的注液速度将第一解堵溶液注入地层中并关井反应2h。
5.根据权利要求1所述的油气田地层改造超分子微观解堵方法，其特征在于，所述步骤2具体为：按照解堵半径2m计算第二解堵溶液用量，根据计算出的注液量，以200L/mi-250L/min的注液速度将第二解堵溶液注入地层中并关井反应12h。
6.根据权利要求1所述的油气田地层改造超分子微观解堵方法，其特征在于，所述步骤3具体为：按照解堵半径10m计算第三解堵溶液用量，然后以1500L/min-2000L/min的注液速度将第三解堵溶液注入地层中并关井反应12h。
7.根据权利要求2所述的油气田地层改造超分子微观解堵方法，其特征在于，所述步骤4具体为：按照解堵半径10m计算第四解堵溶液用量，然后以1500-2000L/min的注液速度将第四解堵溶液注入地层中并关井反应48h。
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