CN114672296A - 一种用于聚驱油田复合堵塞物的高效解堵剂及其制备方法与应用 - Google Patents
一种用于聚驱油田复合堵塞物的高效解堵剂及其制备方法与应用 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种用于聚驱油田复合堵塞物的高效解堵剂及其制备方法与应用。所述解堵剂包括以下质量百分比的原料：聚合物降解剂0.5～1％，酸液1～5％，原油乳化剂0.5～1％，缓蚀剂0.5～1％，余量为水。本发明提供的用于聚驱油田复合堵塞物的高效解堵剂中包含原油乳化剂，便于剥落复合堵塞物表面的稠油，使得体系中的酸液与聚合物降解剂更好地解除聚合物以及无机垢，能够有效解除聚合物、稠油、无机垢形成的复合堵塞。并且本发明提供的解堵剂黏度接近于清水，施工方便，无需特殊注入设备。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于聚驱油田复合堵塞物的高效解堵剂及其制备方法与应用，属于油气田开发技术领域。
背景技术
以聚合物驱为主体的三次采油技术的兴起，为提高油田在高含水阶段的开发效果做出了突出贡献。然而聚合物增加流体黏度的同时又会吸附、捕集在多孔介质中，极大地减小了地层渗透率。并且注入的聚合物因难以降解会大量存在于地层中，这些残留在地层中的聚合物会与高黏度的油污以及无机垢相互缠结，对地层产生不可估量的影响。目前聚驱油田许多井都面临着严重的堵塞问题，影响油田的生产开发。现场应用的解堵方法主要是以化学解堵为主，所用的多氢酸等酸化体系仅能解除无机堵塞物，而对聚合物堵塞处理效果不佳；所用的过氧化钙、过氧化氢、过硫酸盐、次氯酸盐等强氧化体系可以解决聚合物堵塞，但在应用过程中存在一定的问题：过氧化钙在使用过程中会产生大量Ca2+，易出现结垢问题，造成二次堵塞；过氧化氢易分解并释放氧气，在运输以及施工过程中易出现安全问题；过硫酸盐、次氯酸盐体系对普通的未交联聚合物造成的堵塞有较好的效果，但用于解除交联聚合物(聚合物凝胶)造成的堵塞时效果较差。常用的强氧化解堵体系存在强腐蚀问题，并且仅针对单一堵塞物，而对复合堵塞物处理效果不佳，因此亟需开发一种针对聚驱油田复合堵塞物并且安全、稳定、高效的解堵体系。
中国专利文献CN111607371A公开了一种聚合物驱注入井高效解堵体系、制备方法及其应用。该解堵体系包括30～60％氧化还原体系，40～70％凝胶团拆散剂。氧化还原体系中氧化剂和还原剂的摩尔配比为1:1～2:1。氧化剂选自Na2S2O8、溴酸钠、NaClO7、H2O2中的一种；还原剂选自FeSO4、亚硫酸氢钠、Na2S2O3、FeCl2中的一种；凝胶团拆散剂选自羟基乙叉二膦酸、乙二胺四乙酸二钠、氨基三甲叉膦酸五钠、乙二胺四甲叉膦酸五钠盐、二乙烯三胺五甲叉膦酸x钠盐、二乙烯三胺五甲叉膦酸二钠盐中的一种。应用时按质量百分比将25％的溴酸钠和亚硫酸氢钠(摩尔比为1:1)，25％的羟基乙叉二膦酸和乙二胺四乙酸二钠(其质量比为7:3)，50％的水加入到容器中搅拌混合均匀。但该专利仅仅考虑了聚合物凝胶团堵塞，未考虑实际堵塞物含有一定量的无机垢，并且外层包裹原油，使得体系难以与聚合物凝胶团发生作用。无法对稠油、无机垢、聚合物复合堵塞进行有效解堵。
中国专利文献CN106190075A涉及一种复合氧化解堵剂。该解堵剂包括50％～70％过氧化钙固体粉末，15％～30％的聚偏二氯乙烯包裹有机酸的微胶囊，10％～18％的氧化剂辅剂及1％～2％的添加剂。氧化剂辅剂选自亚氯酸钠、过硫酸钾和过硫酸铵之中的一种或几种，添加剂选自乙二胺四乙酸二钠、烷基聚氧乙烯醚和氯化钾中的一种或几种。应用时按配方比例用常温水溶解，挤入地层，经地层加温，聚偏二氯乙烯包裹有机酸的微胶囊破裂，释放有机酸，激活氧化剂，氧化剂活性集中释放，降解有机堵塞物。但该专利中包含的过氧化钙在应用中会产生大量Ca2+，出现结垢问题，对地层产生二次伤害，时间一长会产生更加严重的堵塞。
中国专利文献CN111004613A公开了一种乳液型复合解堵剂及其制备方法。提供了一种乳液型复合解堵剂，按质量百分比计，所述乳液型复合解堵剂包括A剂4～29wt％，B剂5～36wt％，以及水余量；其中，所述A剂包括氧化剂、溶蚀剂和缓蚀剂；所述B剂包括表面活性剂、萃取剂和渗透剂。将A剂和部分水混合搅拌得到混合液A，B剂和剩余水混合搅拌得到混合液B，将混合液A和混合液B混合得到乳液型复合解堵剂。但该专利所述的解堵剂中包含石油醚等挥发性有机溶剂，存在安全隐患，且乳状液体系在注入过程中黏度较大，难以注入。
中国专利文献CN105219366A公开了一种聚合物化学解堵剂，它由如下质量份配比的原料组成：固体氧化剂1.5～5、催化剂0.5～2.5、解吸剂0～1、渗透剂0～1、铁离子稳定剂0～1、缓蚀剂2～5。所述的固体氧化剂为过氧化尿素；所述的催化剂为甲酸、乙酸、柠檬酸、盐酸、草酸、氨基磺酸及其各种取代物、Na2CO3、NaOH、亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、甲醛或硫脲；所述的解吸剂为尿素、PEG-400或乙醇胺；所述的渗透剂为非离子表面活性剂；所述的非离子表面活性剂为脂肪醇聚氧乙烯醚；所述的铁离子稳定剂为柠檬酸、乙酸、次氮基三乙酸或乙二胺四乙酸；所述的缓蚀剂为甲醛、乙醛、苯甲醛、丁二醛或戊二醛。但该解堵剂仅能处理聚合物凝胶和聚合物胶块的堵塞，无法有效处理油污以及无机垢，需要添加额外工序，增加现场施工量，且该解堵剂只考虑了低温条件(＜60℃)，未考虑高温储层条件，应用范围较小。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种用于聚驱油田复合堵塞物的高效解堵剂及其制备方法与应用。该解堵剂针对聚合物、无机垢和稠油形成的复合堵塞物有优良的解堵效果。
本发明的技术方案如下：
一种用于聚驱油田复合堵塞物的高效解堵剂，包括以下质量百分比的原料：聚合物降解剂0.5～1％，酸液1～5％，原油乳化剂0.5～1％，缓蚀剂0.5～1％，余量为水。
根据本发明优选的，所述聚合物降解剂选自过碳酸钠、过硼酸钠和过碳酰胺中的一种或两种以上。
根据本发明优选的，所述酸液选自盐酸、氢氟酸、乙酸、草酸和氨基磺酸中的一种或两种以上。
根据本发明优选的，所述原油乳化剂选自烷基酚聚氧乙烯醚、聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯和十二烷基苯磺酸钠中的一种或两种以上。
根据本发明优选的，所述缓蚀剂选自丙炔醇、辛炔醇、曼尼希碱和十六烷基氯化吡啶中的一种或两种以上。
根据本发明优选的，所述用于聚驱油田复合堵塞物的高效解堵剂，包括以下质量百分比的原料：聚合物降解剂0.8～1％，酸液2～4％，原油乳化剂0.5～0.7％，缓蚀剂0.5～0.7％，余量为水。
根据本发明优选的，所述用于聚驱油田复合堵塞物的高效解堵剂，包括以下质量百分比的原料：过碳酰胺1％，乙酸3％，辛基酚聚氧乙烯醚0.5％，曼尼希碱0.5％，水95％。
上述用于聚驱油田复合堵塞物的高效解堵剂的制备方法，包括步骤如下：
在20～30℃下向水中加入聚合物降解剂和酸液，混合均匀，再加入原油乳化剂，最后加入缓蚀剂，在400～600r/min的转速下搅拌8～12min，即得用于聚驱油田复合堵塞物的高效解堵剂。
根据本发明，上述解堵剂在解堵聚驱油田复合堵塞物中的应用。
本发明的技术特点及有益效果如下：
1、本发明提供的用于聚驱油田复合堵塞物的高效解堵剂中包含原油乳化剂，便于剥落复合堵塞物表面的稠油，使得体系中的酸液与聚合物降解剂更好地解除聚合物以及无机垢，能够有效解除聚合物、稠油、无机垢形成的复合堵塞。并且本发明提供的解堵剂黏度接近于清水，施工方便，无需特殊注入设备。
2、本发明提供的用于聚驱油田复合堵塞物的高效解堵剂降解效率高，并且相对于传统的过氧化氢、二氧化氯、过硫酸盐体系具有稳定的解堵效果，对聚合物、无机垢、稠油形成的复合堵塞物降解率能达到98％以上，同时各成分安全环保、无毒不刺激、不燃不爆、不腐蚀设备、易降解，不污染环境。
3、本发明提供的用于聚驱油田复合堵塞物的高效解堵剂可以用油田水或过滤海水直接配制，对温度的要求低，在50～90℃下都可使用，适用范围广，能够适应各种复杂的使用环境。
附图说明
图1为过碳酰胺解堵剂在80℃下对模拟聚合物胶块的降解率随时间变化。
图2为本发明用于聚驱油田复合堵塞物的高效解堵剂对模拟堵塞物的降解时间随温度的变化。
图3为不同矿化度的水配制的解堵剂对模拟堵塞物的降解率。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的具体实施过程作进一步详述，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，并不是全部的实施例。实施例中所使用的实验技术方法和科学术语如无特殊说明均与常规技术人员通常理解的含义相同。所涉及的实验耗材和试剂如无特殊备注均为一般商业途径可获取。
实施例1
一种用于聚驱油田复合堵塞物的高效解堵剂，包括以下质量百分比的原料：过碳酰胺1％，乙酸3％，辛基酚聚氧乙烯醚0.5％，曼尼希碱0.5％，水95％。
上述用于聚驱油田复合堵塞物的高效解堵剂的制备方法，包括步骤如下：
在25℃下向水中加入过碳酰胺和乙酸，混合均匀，再加入辛基酚聚氧乙烯醚，最后加入曼尼希碱，在500r/min的转速下搅拌10min，即得用于聚驱油田复合堵塞物的高效解堵剂。
实施例2
一种用于聚驱油田复合堵塞物的高效解堵剂，包括以下质量百分比的原料：过碳酰胺0.5％，盐酸3.5％，聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯1％，丙炔醇1％，水94％。
具体制备方法如实施例1所述。
实施例3
一种用于聚驱油田复合堵塞物的高效解堵剂，包括以下质量百分比的原料：过碳酰胺0.8％，氢氟酸3.2％，十二烷基苯磺酸钠0.8％，十六烷基氯化吡啶1.2％，水94％。
具体制备方法如实施例1所述。
实施例4
一种用于聚驱油田复合堵塞物的高效解堵剂如实施例1所述，所不同的是：使用过碳酸钠作为聚合物降解剂，代替过碳酰胺。
具体制备方法如实施例1所述。
实施例5
一种用于聚驱油田复合堵塞物的高效解堵剂如实施例1所述，所不同的是：使用过硼酸钠作为聚合物降解剂，代替过碳酰胺。
具体制备方法如实施例1所述。
实施例6
一种用于聚驱油田复合堵塞物的高效解堵剂如实施例1所述，所不同的是：使用过硼酸钠和过碳酰胺的混合物作为聚合物降解剂，代替过碳酰胺。
所述过硼酸钠和过碳酰胺的质量比为1:1。
具体制备方法如实施例1所述。
实施例7
一种用于聚驱油田复合堵塞物的高效解堵剂如实施例1所述，所不同的是：使用盐酸和氨基磺酸的混合物作为酸液，代替乙酸。
所述盐酸和氨基磺酸的质量比为1:1。
具体制备方法如实施例1所述。
对比例1
一种过碳酰胺解堵剂，为含有0.5wt％过碳酰胺的水溶液。
具体制备方法：在25℃下向水中加入过碳酰胺，混合均匀，在500r/min的转速下搅拌2min，即得过碳酰胺解堵剂。
对比例2
一种过硫酸铵解堵剂，为含有0.5wt％过硫酸铵的水溶液。
具体制备方法：在25℃下向水中加入过硫酸铵，混合均匀，在500r/min的转速下搅拌2min，即得过碳酰胺解堵剂。
对比例3
一种过氧化氢解堵剂，为含有0.5wt％过氧化氢的水溶液。
具体制备方法：在25℃下向水中加入过氧化氢，混合均匀，在500r/min的转速下搅拌2min，即得过碳酰胺解堵剂。
试验例1
将聚合物干粉溶解于水中，配制质量浓度为5000mg/L的聚合物溶液，在80℃下，测定转速为6r/min的反应前黏度。向500mL浓度为5000mg/L的聚合物溶液中分别加入相同体积对比例1～3制备的解堵剂，搅拌均匀，放置4h后，在80℃下，测定转速为6r/min的反应后黏度，实验结果如表1所示。
所述聚合物干粉为聚丙烯酰胺。
具体测定方法参见GB/T 30515-2014。
表1不同类型降解剂对聚合物溶液降黏率
由表1可知，对比例1的过碳酰胺解堵剂对5000mg/L的聚合物溶液降黏率能达到99％，与对比例2的过硫酸铵解堵剂相比，降黏率有明显优势；与对比例3过氧化氢解堵剂相比，过碳酰胺解堵剂属于固体粉末，具有性能更加稳定，使用更加安全的优势。
试验例2
将2g聚合物干粉溶解于20mL水中，搅拌均匀后放入恒温干燥箱中老化24h，制备出聚合物胶块。将制备好的聚合物胶块放入烧杯中，加入100mL对比例1制备的解堵剂，在不同时刻称量聚合物胶块剩余质量并计算降解率，实验结果如表2和图1所示。
表2降解率随时间变化
由表2和图1可知，对比例1的过碳酰胺解堵剂提供的过碳酰胺溶液对聚合物胶块有良好的降解作用，过碳酰胺解堵剂3h后对聚合物胶块的降解率能达到90％，4h后达到98％，能够完全解除聚合物胶块类堵塞物。
试验例3
将聚合物干粉与碳酸钙粉末混合并加入去离子水搅拌，然后向混合液中加入稠油，再放入烘箱中脱水老化24h后，即得所需要的模拟复合堵塞物。
取5g模拟复合堵塞物，分别加入实施例1和对比例1制备的解堵剂，在80℃下反应4h后称量剩余模拟堵塞物的质量并计算降解率。实验结果见表3。
表3不同体系对模拟堵塞物降解情况
由表3可知，对比例1提供的解堵剂虽然能够有效解堵以聚丙烯酰胺为主的聚合物，但是对聚驱油田中存在的含有稠油的复合堵塞物解堵效果不理想，降解率仅仅为73.2％，而本发明实施例1提供的解堵剂剥落复合堵塞物表面的稠油，使得解堵剂中的酸液与聚合物降解剂更好地解除聚合物以及无机垢，能够有效解除聚合物、稠油、无机垢形成的复合堵塞，降解率达到了97.6％。
试验例4
取5g试验例3制备的模拟复合堵塞物于烧杯中，加入实施例1制备的解堵剂，记录模拟复合堵塞物在不同温度下完全降解所需要的反应时间，结果如表4和图2所示。
表4不同温度下对模拟堵塞物的降解率及降解时间
由表4可知，本发明实施例1制备的解堵剂对模拟堵塞物的降解率随温度升高无变化，在不同温度下能将模拟堵塞物基本降解完全，说明本发明提供的解堵剂在不同温度下都有较好的适用性。在不同温度下，完全降解模拟堵塞物所需要的时间不同。随着温度的升高，解堵剂的降解时间逐渐减小，降解速率逐渐升高。这是由于随着温度的升高，体系活性氧的释放速率随之增大，对复合堵塞物的降解速率变快。
试验例5
分别用去离子水、1000mg/L、5000mg/L、10000mg/L、20000mg/L、50000mg/L的盐水，按照实施例1所述的方法分别配制解堵剂，其余成分均与实施例1相同。
取5g模拟复合堵塞物，分别加入实施例1和对比例1制备的解堵剂，80℃条件下反应4h后称量剩余模拟堵塞物质量，并计算降解率，结果如表5和图3所示。
表5不同矿化度下复合解堵体系的降解率
由表5可知，用不同矿化度的盐水配制的解堵剂对模拟堵塞物胶块的降解率均达到98％以上，与去离子水配制解堵剂的降解效果差距在1％以内，说明水的矿化度不影响对本发明提供的解堵剂对复合堵塞物的降解性能，即本发明提供的解堵剂能够在高矿化度条件下使用，具有优良的耐高矿化度性能。
Claims (9)
1.一种用于聚驱油田复合堵塞物的高效解堵剂，其特征在于，包括以下质量百分比的原料：聚合物降解剂0.5～1％，酸液1～5％，原油乳化剂0.5～1％，缓蚀剂0.5～1％，余量为水。
2.如权利要求1所述的用于聚驱油田复合堵塞物的高效解堵剂，其特征在于，所述聚合物降解剂选自过碳酸钠、过硼酸钠和过碳酰胺中的一种或两种以上。
3.如权利要求1所述的用于聚驱油田复合堵塞物的高效解堵剂，其特征在于，所述酸液选自盐酸、氢氟酸、乙酸、草酸和氨基磺酸中的一种或两种以上。
4.如权利要求1所述的用于聚驱油田复合堵塞物的高效解堵剂，其特征在于，所述原油乳化剂选自烷基酚聚氧乙烯醚、聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯和十二烷基苯磺酸钠中的一种或两种以上。
5.如权利要求1所述的用于聚驱油田复合堵塞物的高效解堵剂，其特征在于，所述缓蚀剂选自丙炔醇、辛炔醇、曼尼希碱和十六烷基氯化吡啶中的一种或两种以上。
6.如权利要求1所述的用于聚驱油田复合堵塞物的高效解堵剂，其特征在于，所述用于聚驱油田复合堵塞物的高效解堵剂包括以下质量百分比的原料：聚合物降解剂0.8～1％，酸液2～4％，原油乳化剂0.5～0.7％，缓蚀剂0.5～0.7％，余量为水。
7.如权利要求1所述的用于聚驱油田复合堵塞物的高效解堵剂，其特征在于，所述用于聚驱油田复合堵塞物的高效解堵剂包括以下质量百分比的原料：过碳酰胺1％，乙酸3％，辛基酚聚氧乙烯醚0.5％，曼尼希碱0.5％，水95％。
8.权利要求1所述的用于聚驱油田复合堵塞物的高效解堵剂的制备方法，其特征在于，包括步骤如下：
在20～30℃下向水中加入聚合物降解剂和酸液，混合均匀，再加入原油乳化剂，最后加入缓蚀剂，在400～600r/min的转速下搅拌8～12min，即得用于聚驱油田复合堵塞物的高效解堵剂。
9.权利要求1～7任一项所述的解堵剂在解堵聚驱油田复合堵塞物中的应用。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20220628 |