CN112112599B - 一种裂缝性油藏低黏度封堵体系及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种裂缝性油藏低黏度封堵体系及其制备方法，包括吸附剂、具孔纳米胶囊壳、增阻保护膜和降解剂，其中吸附剂包覆于具孔纳米胶囊壳内，增阻保护膜包覆于具孔纳米胶囊壳外，所述的吸附剂、具孔纳米胶囊壳、增阻保护膜的质量比为2:2:1，具孔纳米胶囊壳在降解剂中的质量浓度为10％～15％。本发明裂缝性油藏低黏度封堵体系黏度与水相近，适用于各类渗透率油藏，更易进入油藏深部，起到深部封堵的作用，其具有注入前及注入中黏度低，到达裂缝后通过一段时候后吸附在岩石孔壁上，极大地增加渗流阻力的特点，能达到扩大非主要渗流通道裂缝和基质的波及效率，提高裂缝性油藏原油采收率的目的。
Description
技术领域
本发明属于油田化学技术领域，具体涉及一种裂缝性油藏低黏度封堵体系及其制备方法。
背景技术
裂缝性油藏是由裂缝和基质构成的双重介质油藏，其中的裂缝可以是天然形成的，也可以是通过人工压裂产生的。致密砂岩油藏中的裂缝大部分为人工压裂形成的裂缝和一些天然形成的微裂缝，而碳酸盐岩油藏中的裂缝大部分为天然形成的裂缝。在裂缝性油藏中，基质通常为主要的储集空间，裂缝为主要的渗流通道，但是由于基质通常具有渗透率低的特点，在水驱阶段，裂缝中的原油容易被水驱出，但剩余在基质中的原油，因无法波及到而难以被开采出，大部分的注入水从渗流通道裂缝直接达到采出井，形成无效的循环注水，达不到良好的开采效果。
在三次采油阶段，可以通过注入聚合物等方法手段调整油层的吸水剖面，在常规油藏中普遍能取得较好的效果。但是在裂缝性油藏中，由于裂缝的渗透率远远大于基质的渗透率，为了在裂缝中建立起足够大的渗流阻力，迫使后续水驱进入其他未波及裂缝和基质，则必然需要提高聚合物溶液的黏度。但是由于基质渗透率低的特点，注入高黏度的聚合物溶液，势必导致注入压力增大，技术难度增大，驱替成本增加，聚合物的流度控制能力达不到预设的效果。
因此，可以利用裂缝为裂缝性油藏主要渗流通道的特点，向地层中注入一种低黏度体系，使其能在相对小的注入压力下通过基质，到达主要裂缝渗流通道，并经过一段时间后在主要裂缝渗流通道中建立起较大的渗流阻力，从而使后续水驱无法通过此类裂缝，被迫进入其他未波及裂缝和基质，达到扩大波及效率，提高裂缝性油藏整体采收率的目的。
发明内容
本发明的目的在于提供一种裂缝性油藏低黏度封堵体系，该低黏度封堵体系具有在裂缝中建立高渗流阻力的能力，其具有注入前及注入中黏度低，到达裂缝后通过一段时候后吸附在岩石孔壁上，极大地增加渗流阻力的特点，能达到扩大非主要渗流通道裂缝和基质的波及效率，提高裂缝性油藏原油采收率的目的。
为了达到上述技术目的，本发明具体通过以下技术方案来实现：
一种裂缝性油藏低黏度封堵体系，包括吸附剂、具孔纳米胶囊壳、增阻保护膜和降解剂，其中吸附剂包覆于具孔纳米胶囊壳内，增阻保护膜包覆于具孔纳米胶囊壳外，所述的吸附剂、具孔纳米胶囊壳、增阻保护膜的质量比为2:2:1，具孔纳米胶囊壳在降解剂中的质量浓度为10％～15％。
所述的吸附剂按质量百分含量包括以下组分：78％～82％丙烯酰胺(AM)、10％～14％2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)和5％～8％二甲基二烯丙基氯化铵。
所述的具孔纳米胶囊壳按质量百分含量包括以下组分：55％～60％吡咯、35％～40％过硫酸铵和2％～5％甘油。
所述的增阻保护膜按质量百分含量包括以下组分：20％～24％壳聚糖、58％～65％果胶和14％～18％卡拉胶。
所述的降解剂由质量浓度0.8％～1.2％的稀盐酸和0.2％～0.3％的羟乙基纤维素组成。
本发明所述的丙烯酰胺(AM)和2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸在吸附剂中起增加黏度的作用；所述的二甲基二烯丙基氯化铵为阳离子单体，起到吸附的作用；所述的吡咯为构成具孔纳米胶囊壳的主材料；所述的过硫酸铵引发吸附剂组分聚合形成具有黏度的吸附剂，同时引发吡咯聚合形成具有微孔的聚吡咯将吸附剂包裹在内；所述的甘油吸附于具孔纳米胶囊壳的微孔道中，起增强具孔纳米胶囊壳吸水性的作用；所述的壳聚糖、果胶和卡拉胶形成混合溶胶，在延缓吸附剂释放的同时，其降解产物起到增加黏度和吸附的作用；所述的稀盐酸起降解增阻保护膜的作用；所述的羟乙基纤维素在整个体系中起到悬浮分散的作用。
本发明封堵体系的技术原理为：
如图1和2所示，在降解剂中羟乙基纤维素的悬浮携带作用下到达目标位置后，增阻保护膜与降解剂中的盐酸发生反应，其中壳聚糖在盐酸的作用下逐渐降解，壳聚糖上的氨基转变为带正电的铵盐，使其能吸附于带负电的岩石孔壁上；果胶和卡拉胶缓慢溶解，形成具有黏度的胶体，增加体系黏度。在增阻保护膜降解后，具孔纳米胶囊壳暴露在液相环境中，吸附于微孔道上的甘油可使水相更快地进入胶囊壳内部，内部包裹的吸附剂同时逐渐向外扩散。吸附剂从具孔纳米胶囊壳的微孔道中逐渐扩散出后，因其为带有阳离子基团的聚合物分子链，故极易吸附在带负电的岩石孔壁上，从而进一步增加渗流阻力，提高残余阻力系数，达到流度控制的目的。
在本发明的另一方面，提供了上述裂缝性油藏低黏度封堵体系的制备方法，包括以下步骤：
1)将吸附剂组分加入蒸馏水中，再加入质量浓度1.5％～2.5％的吐温80，搅拌均匀；
2)向步骤1)中加入与水等体积的煤油，搅拌至均匀的乳状液；
3)向步骤2)中加入具孔纳米胶囊壳组分，常温高速搅拌，得到黑色包裹有吸附剂的具孔纳米胶囊壳；
4)将增阻保护膜组分加入蒸馏水中，在常温下高速搅拌使体系均匀分散；
5)向步骤4)中加入包裹有吸附剂的具孔纳米胶囊壳，在45℃下高速搅拌，产物在40℃干燥后即为被增阻保护膜包裹的具孔纳米胶囊壳；
6)将稀盐酸和羟乙基纤维素混合搅拌均匀，加入步骤5)中得到的被增阻保护膜包裹的具孔纳米胶囊壳，搅拌直至分散均匀即为裂缝性油藏低黏度体系。
进一步的，质量浓度0.8％～1.2％的稀盐酸，将一定量的羟乙基纤维素加入其中，保持其质量浓度为0.2％～0.3％，打开电动搅拌器，定时搅拌1小时，再加入步骤5)中得到的被增阻保护膜包裹的具孔纳米胶囊壳，继续搅拌1小时，直至分散均匀即为裂缝性油藏低黏度体系。
本发明的有益效果为：
本发明所述的裂缝性油藏低黏度封堵体系，相比于现有的裂缝性油藏封堵体系，具有以下优点：
(1)体系配制完成后黏度与水相近，在注入地层时不会引起注入压力进一步增高，具有良好的注入性，适用于各类渗透率油藏；
(2)体系配制完成后黏度与水相近，溶液抗剪切能力强，在经过近井地带时，几乎不受剪切作用的影响，黏度和有效成分的损失可忽略不计；
(3)体系配制完成后黏度与水相近，可用大排量注入，更易进入油藏深部，起到深部封堵的作用；
(4)体系中的组分吸附剂具有良好的耐温性能，油藏温度越高，在过硫酸铵的作用聚合的速度越快，等待起效时间越短，同时增阻保护膜中的壳聚糖、果胶和卡拉胶能进一步增加体系黏度和吸附性，且聚吡咯为不溶物，可增加体系刚性，增大封堵强度。
附图说明
图1是本发明低黏度封堵体系单体的原理示意图；
图2是本发明低黏度封堵体系的工作原理示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明具体的实施例，对本发明技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。
实施例1
一种裂缝性油藏低黏度封堵体系，包括吸附剂、具孔纳米胶囊壳、增阻保护膜和降解剂，其中吸附剂包覆于具孔纳米胶囊壳内，增阻保护膜包覆于具孔纳米胶囊壳外，吸附剂、具孔纳米胶囊壳、增阻保护膜的质量比为2:2:1，具孔纳米胶囊壳在降解剂中的质量浓度为10％。
吸附剂按质量百分含量包括以下组分：78％丙烯酰胺(AM)、14％2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)和8％二甲基二烯丙基氯化铵。
具孔纳米胶囊壳按质量百分含量包括以下组分：55％吡咯、40％过硫酸铵和5％甘油。
增阻保护膜按质量百分含量包括以下组分：20％壳聚糖、65％果胶和15％卡拉胶。
降解剂由质量浓度0.8％的稀盐酸和0.3％的羟乙基纤维素组成。
该裂缝性油藏低黏度封堵体系的制备方法，包括以下步骤：
1)将吸附剂组分加入蒸馏水中，再加入质量浓度1.5％～2.5％的吐温80，搅拌均匀；
2)向步骤1)中加入与水等体积的煤油，搅拌至均匀的乳状液；
3)向步骤2)中加入具孔纳米胶囊壳组分，常温高速搅拌，得到黑色包裹有吸附剂的具孔纳米胶囊壳；
4)将增阻保护膜组分加入蒸馏水中，在常温下高速搅拌使体系均匀分散；
5)向步骤4)中加入包裹有吸附剂的具孔纳米胶囊壳，在45℃下高速搅拌，产物在40℃干燥后即为被增阻保护膜包裹的具孔纳米胶囊壳；
6)将稀盐酸和羟乙基纤维素混合搅拌均匀，加入步骤5)中得到的被增阻保护膜包裹的具孔纳米胶囊壳，搅拌直至分散均匀即为裂缝性油藏低黏度体系。
实施例2
一种裂缝性油藏低黏度封堵体系同实施例1，不同之处在于，包括吸附剂、具孔纳米胶囊壳、增阻保护膜和降解剂，其中吸附剂包覆于具孔纳米胶囊壳内，增阻保护膜包覆于具孔纳米胶囊壳外，吸附剂、具孔纳米胶囊壳、增阻保护膜的质量比为2:2:1，具孔纳米胶囊壳在降解剂中的质量浓度为15％。
吸附剂按质量百分含量包括以下组分：82％丙烯酰胺(AM)、10％2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)和8％二甲基二烯丙基氯化铵。
具孔纳米胶囊壳按质量百分含量包括以下组分：60％吡咯、35％过硫酸铵和5％甘油。
增阻保护膜按质量百分含量包括以下组分：24％壳聚糖、58％果胶和18％卡拉胶。
降解剂由质量浓度1.2％的稀盐酸和0.2％的羟乙基纤维素组成。
实施例3
本实施例提供所述裂缝性油藏低黏度封堵体系在一维人造裂缝岩心中的封堵率测试结果，所用一维人造裂缝岩心尺寸为长30cm×宽4.5cm×高4.5cm，裂缝开度0.5mm，基质气测渗透率30×10-3μm2，实验温度50℃。具体测试步骤如下：
蒸馏水以1mL/min速度注入岩心，测定注入端的压力，直到压力稳定为止，记录稳定注入压力P1，计算水测渗透率K1；
以1mL/min的速度注入上述低黏度封堵体系0.1PV，注入完后封堵两端，放置5h，待封堵体系起效；
打开进出液端，蒸馏水以1mL/min速度注入岩心模型，直到注入压力稳定为止，记录稳定注入压力P2，计算封堵后的渗透率K2。
封堵率实验结果见下表。
表1封堵率实验结果
从上表可知，低黏度封堵体系在一维人造裂缝岩心模型中的封堵率达到98％以上，封堵率高，封堵效果好。
实施例4
本实施例提供所述裂缝性油藏低黏度封堵体系在一维人造裂缝岩心中的抗稀释性测试结果，在上述实施例1测试完毕后，继续注入蒸馏水，人造裂缝岩心模型中石英砂经过多倍孔隙体积的蒸馏水冲刷后的注水压力变化趋势可以说明该封堵体系的抗稀释性能。
抗稀释性能测试结果见下表所示。
表2抗稀释性能测试结果
从上表可知，随着注水量的增加，注入压力缓慢降低，说明所用低黏度封堵体系所形成的封堵能够长时间保持，封堵具有较好的抗稀释性能。
实施例5
本实施例提供所述裂缝性油藏低黏度封堵体系在饱和煤油的一维人造裂缝岩心中封堵后提高采出程度测试结果，所用一维人造裂缝岩心尺寸为长30cm×宽4.5cm×高4.5cm，裂缝开度0.5mm，基质气测渗透率30×10-3μm2，实验温度50℃。具体测试步骤如下：
蒸馏水以1mL/min速度从注入端进入岩心驱替，出液端收集产出液，间隔5min读数记录油水含量，计算含水率，驱替直至出液端瞬时含水率达到90％；
以1mL/min的速度注入上述低黏度封堵体系0.1PV，注入完后封堵进出液端，放置5h，待封堵体系起效后，后续水驱；
打开进出液端，蒸馏水以1mL/min注入速度驱替岩心模型，驱替直至出液端瞬时含水率达到95％，并计算采出程度。
各阶段采出程度如下表所示。
表3各阶段采出程度
| 水驱阶段/％ | 注入封堵体系阶段/％ | 后续水驱阶段/％ | 总采出程度/％ |
| 21.6 | 0.2 | 24.9 | 46.7 |
由上表可知，注入封堵体系后水驱提高采收率程度达24.9％，能较为充分动用基质中的油，具有良好的提高采出程度的能力。
本发明中涉及到的一种指种裂缝性油藏低黏度体系，其由吸附剂、具孔纳米胶囊壳、增阻保护膜和降解剂组成。在实际使用时，需先将其配制成悬浮液，再注入到模拟岩心(或目的油层)中。
进入模拟岩心(或目的油层)后，增阻保护膜与降解剂中的盐酸发生反应，其中壳聚糖在盐酸的作用下逐渐降解，壳聚糖上的氨基转变为带正电的铵盐，使其能吸附于带负电的岩石孔壁上，而果胶和卡拉胶缓慢溶解，形成具有黏度的胶体，增加体系黏度；在增阻保护膜降解后，具孔纳米胶囊壳暴露在液相环境中，吸附于微孔道上的甘油可使水相更快地进入胶囊壳内部，内部包裹的吸附剂同时逐渐向外扩散；当吸附剂从具孔纳米胶囊壳的微孔道中逐渐扩散出后，因其为带有阳离子基团的聚合物分子链，故极易吸附在带负电的岩石孔壁上，从而进一步增加渗流阻力，提高残余阻力系数，达到流度控制的目的。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (1)
1.一种裂缝性油藏低黏度封堵体系的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)将吸附剂组分加入蒸馏水中，再加入质量浓度1.5％～2.5％的吐温80，搅拌均匀；所述的吸附剂按质量百分含量包括以下组分：78％～82％丙烯酰胺、10％～14％2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸和5％～8％二甲基二烯丙基氯化铵；
2)向步骤1)中加入与蒸馏水等体积的煤油，搅拌至均匀的乳状液；
3)向步骤2)中加入具孔纳米胶囊壳组分，常温高速搅拌，得到黑色包裹有吸附剂的具孔纳米胶囊壳；所述的具孔纳米胶囊壳按质量百分含量包括以下组分：55％～60％吡咯、35％～40％过硫酸铵和2％～5％甘油；
4)将增阻保护膜组分加入蒸馏水中，在常温下高速搅拌使体系均匀分散；所述的增阻保护膜按质量百分含量包括以下组分：20％～24％壳聚糖、58％～65％果胶和14％～18％卡拉胶；
5)向步骤4)中加入包裹有吸附剂的具孔纳米胶囊壳，在45℃下高速搅拌，产物在40℃干燥后即为被增阻保护膜包裹的具孔纳米胶囊壳；
6)将稀盐酸和羟乙基纤维素混合搅拌均匀，加入步骤5)中得到的被增阻保护膜包裹的具孔纳米胶囊壳，搅拌直至分散均匀即为裂缝性油藏低黏度封堵体系；所述稀盐酸和羟乙基纤维素的质量浓度为0.8％～1.2％和0.2％～0.3％；
所述的吸附剂、具孔纳米胶囊壳、增阻保护膜的质量比为2:2:1。
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