CN112624678A - 一种油井堵水剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种油井堵水剂及其制备方法，所述油井堵水剂，包括水泥、硅铝酸盐，引发剂，调节剂，增强剂及水；所述偏铝酸盐是偏铝酸钠，所述木质素磺酸盐是木质素磺酸钠，所述改性二氧化硅是氨基改性二氧化硅，所述水泥的粒径不大于20μm；解决现有堵剂抗压强度与凝结时间不能同时满足要求的问题。

Description

一种油井堵水剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及油田化学领域所用的一种堵水剂，尤其是一种采油井堵水剂。

背景技术

调堵技术一直是各油田提高采收率的一项重要技术，目前常用的聚丙烯酰胺冻胶堵剂和超细水泥堵剂有其自身的适应性弱点，导致油井堵水成功率低、增产幅度小和有效期短。

其中，聚丙烯酰胺冻胶类堵剂，可以优先进入含水饱和度高的地层，吸附在岩石表面，未吸附部分在水中延伸，减少地层对水的渗透率，其凝结时间在2h～72h，但抗压强度不超过0.8Mpa，相对较弱。

超细水泥堵剂，通过水泥的水化机理逐步凝结形成高强度固结物，该体系水化速度快，抗压强度在3Mpa以上，但凝结时间短，一般凝结时间在1h～6h，使用的安全风险大，不能形成较深入的地层封堵，封堵厚度小，效果不理想，有效期短。

因为上述堵剂要么抗压强度符合要求，但凝结时间太短，要么凝结时间满足要求，但抗压强度弱，不能同时满足抗压强度与凝结时间要求，以致高含水、低效无效循环所造成的层内差异性加大、平面矛盾突出的油层没有合适的堵剂进行调堵。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种油井堵水剂及其制备方法，解决现有堵剂抗压强度与凝结时间不能同时满足要求的问题。

第一方面，所述的一种油井堵水剂，其特征在于，包括如下组分：

水泥、硅铝酸盐，引发剂，调节剂，增强剂及水。

进一步地，所述硅铝酸盐是硅铝酸钠。

进一步地，所述引发剂是偏铝酸盐。

进一步地，所述偏铝酸盐是偏铝酸钠。

进一步地，所述调节剂是木质素磺酸盐。

进一步地，所述木质素磺酸盐是木质素磺酸钠。

进一步地，所述增强剂是改性二氧化硅。

进一步地，所述改性二氧化硅是氨基改性二氧化硅。

进一步地，所述水泥的粒径不大于20μm。

进一步地，所述组分按照质量百分含量分别为：

所述水泥3～5%；

所述硅铝酸盐15～20%；

所述引发剂1～2%；

所述调节剂1～3%；

所述增强剂5～10%；

余量为水。

第二方面，所述的一种油井堵水剂的制备方法，其特征在于，包括：

将增强剂溶解在水中得到第一溶液；

将引发剂及调节剂溶解在所述第一溶液中得到第二溶液；

将水泥和硅铝酸盐分散和/或溶解在所述第二溶液中得到所述油井堵水剂。

本发明具有如下有益效果：

本发明的油井堵水剂，以超细水泥、硅铝酸盐等无机物为主剂，其在引发剂偏铝酸盐的溶蚀作用下形成钙、硅、铝等离子物质，其中生成硅、铝等离子物质的速度较慢，通过调节剂木质素磺酸盐控制钙离子物质的生成，因此反应时间延缓性好，在3h～240h内可调、可控性强，因此可大量安全应用，封堵半径大，增强封堵效果，注入使用安全性好；

随着钙离子物质的产生，逐渐形成水化产物Ca(OH)₂，并随着硅、铝等离子物质的逐渐产生，先产生大量C-S-H凝胶体，然后经过铝离子交联作用，生成C-S-H凝胶体三维网状结构物质，全程系列反应是以水为媒介和参与物质进行，堵水不堵油，通过增强剂改性二氧化硅填充于网状结构中起到增加物质强度和稳定性的作用，抗压强度达到3.0MPa以上，延长堵水有效期。解决现有堵剂抗压强度与凝结时间不能同时满足要求的问题；

另外，堵剂的主料为无机物质，因此具有无毒、无害、不燃的特点，安全环保；体系以硅铝酸盐等无机物为主剂，其熔点高，化学性质稳定，因此应用时可耐受150℃以上的温度，同时体系通过凝结交联后，其化学性质更加稳定，因此基本不受地层水中矿化度、残留聚合物、弱碱、表活剂、生物驱油剂等的影响。

具体实施方式

以下基于实施例对本发明进行描述，但是值得说明的是，本发明并不限于这些实施例。在下文对本发明的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。然而，对于没有详尽描述的部分，本领域技术人员也可以完全理解本发明。

实施例1

（1）堵水剂配方：按照质量百分含量由下列组分组成

水泥（粒径15μm）3%，硅铝酸钠18%，引发剂偏铝酸钠1.2%，调节剂木质素磺酸钠1.5%，增强剂氨基改性二氧化硅10%，清水66.3%。

（2）配制工艺：向清水中加入增强剂氨基改性二氧化硅，搅拌溶解15min，然后继续加入引发剂偏铝酸钠和调节剂木质素磺酸钠，搅拌溶解20min，最后加入水泥和硅铝酸钠后，继续搅拌30min，待溶解分散均匀得到本实施例油井堵水剂。

实施例2

（1）堵水剂配方：按照质量百分含量由下列组分组成

水泥（粒径5μm）5%，硅铝酸钠15%，引发剂偏铝酸钠2%，调节剂木质素磺酸钠3%，增强剂氨基改性二氧化硅7%，清水68%。

（2）配制工艺同实施例1的配制工艺。

实施例3

（1）堵水剂配方：按照质量百分含量由下列组分组成

水泥（粒径10μm）3.5%，硅铝酸钠20%，引发剂偏铝酸钠1.0%，调节剂木质素磺酸钠2%，增强剂氨基改性二氧化硅5%，清水68.5%。

（2）配制工艺同实施例1的配制工艺。

验证例

按照GB/T 19139-2012 油井水泥试验方法，对实施例1-3的油井堵水剂进行检测，检测结果见表1。

表1 油井堵水剂性能检测结果

实施例	凝结时间h	抗压强度MPa	稳定时间
				1	30	7.0	＞12个月
2	12	5.5	＞12个月
				3	240	5	＞12个月

由表1可见，实施例1-3的油井堵水剂，凝结时间在12h以上，而背景技术中的聚丙烯酰胺冻胶类堵剂的凝结时间，短的仅为2h；超细水泥堵剂的凝结时间则更短，仅为1-6h；所以，实施例1-3的油井堵水剂具有更加良好的延缓性，注入使用的安全性好，利于增大封堵半径，增强封堵效果。

同时，实施例1-3的油井堵水剂的的抗压强度达到5MPa以上，远远大于背景技术中的聚丙烯酰胺冻胶类堵剂的仅为0.8MPa的抗压强度，相当于或大于超细水泥堵剂的抗压强度，完全满足油田堵水剂的抗压强度要求。

可以看出，实施例1-3的油井堵水剂，即具备可控性强的凝结时间，也同时具备良好的抗压强度，所以，实施例1-3的油井堵水剂具备高封堵性能，能够解决目前高含水、低效无效循环所造成的层内差异性加大、平面矛盾突出的严重问题，满足厚油层内部细分需求，进一步提高原油采收率。

另外，因为实施例1-3的油井堵水剂的主料为无机物质，具有无毒、无害、不燃的特点，使用安全环保，对地层伤害低。

还有的是，体系以硅铝酸盐等无机物为主剂，其熔点高，化学性质稳定，因此应用时可耐受150℃以上的温度；同时体系通过凝结交联后，其化学性质更加稳定，因此基本不受地层水中矿化度、残留聚合物、弱碱、表活剂、生物驱油剂等的影响；所以，实施例1-3的油井堵水剂还同时具有耐高温，化学稳定性强的特点，应用范围广，封堵性能持久稳定。

以上所述实施例仅为表达本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形、同等替换、改进等，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种油井堵水剂，其特征在于，包括如下组分：

水泥、硅铝酸盐，引发剂，调节剂，增强剂及水。

2.根据权利要求1所述的油井堵水剂，其特征在于：

所述硅铝酸盐是硅铝酸钠。

3.根据权利要求2所述的油井堵水剂，其特征在于：

所述引发剂是偏铝酸盐。

4.根据权利要求3所述的油井堵水剂，其特征在于：

所述偏铝酸盐是偏铝酸钠。

5.根据权利要求4所述的油井堵水剂，其特征在于：

所述调节剂是木质素磺酸盐。

6.根据权利要求5所述的油井堵水剂，其特征在于：

所述木质素磺酸盐是木质素磺酸钠。

7.根据权利要求6所述的油井堵水剂，其特征在于：

所述增强剂是改性二氧化硅。

8.根据权利要求7所述的油井堵水剂，其特征在于：

所述改性二氧化硅是氨基改性二氧化硅；

以及/或，

所述水泥的粒径不大于20μm。

9.根据权利要求1-8任一项所述的油井堵水剂，其特征在于，所述组分按照质量百分含量分别为：

所述水泥3～5%；

所述硅铝酸盐15～20%；

所述引发剂1～2%；

所述调节剂1～3%；

所述增强剂5～10%；

余量为水。

10.一种油井堵水剂的制备方法，其特征在于，包括：

将增强剂溶解在水中得到第一溶液；

将引发剂及调节剂溶解在所述第一溶液中得到第二溶液；

将水泥和硅铝酸盐分散和/或溶解在所述第二溶液中得到所述油井堵水剂。