CN114687701A - 一种碎屑岩油基选择性堵水方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种碎屑岩油基选择性堵水方法，该方法采用疏水性覆膜堵剂作为堵剂体系的成分之一，并同时采用不动管柱施工工艺，具体包括以下步骤：向地层中注入前置段塞；向地层中注入弱疏水段塞；向地层中注入中疏水段塞；向地层中注入强疏水段塞；向地层中注入顶替段塞。其中，所述前置段塞采用中质油；所述弱疏水段塞、中疏水段塞、强疏水段塞采用不同浓度的油基堵剂溶液；所述顶替段塞采用胍胶溶液和地层水。该方法大幅降低提高采收率措施成本，提高了碎屑岩堵水经济开发效率。
Description
技术领域
本发明涉及油田开发技术领域，具体涉及一种碎屑岩油基选择性堵水方法。
背景技术
随着碎屑岩油藏的开发，由于储层强烈的非均质性导致底水沿高渗段脊进或高渗条带窜进，致使油井过早高含水。截止2018年底，塔河碎屑岩油藏油井开井378口，其中含水大于80％的油井250口，占总开井数的66.1％，日产油量403t，仅占碎屑岩油井日油量的23.5％，平均单井日产油1.61t/d。随着高含水井数占比增长快速(由2009年的25％上升至2018年的66％)，开发效果逐渐变差，油井高含水已成为塔河碎屑岩油藏开发的主要矛盾。
中国专利申请CN109184615A公开了一种砂砾岩油藏油井选择性堵水方法及应用。该堵水方法为：根据生产需求和砂砾岩油藏油井生产特点选取堵水候选井；制备适合砂砾岩油藏的选择性堵水剂；根据油层孔隙和/或裂缝因素设计数学模型计算堵水剂用量；设计五段式堵水剂段塞；根据地层破裂压力，设计堵水最高注入压力值；根据地层渗透率和注入设备性能，设计堵水剂的注入排量；向候选井中注入堵水剂段塞进行施工堵水。但该方法工艺繁杂，成本较高，并不利于高效处理。
中国专利申请CN110079289A公开了一种冻胶分散体强化的聚合物三元复合驱油体系及其应用，该聚合物三元复合驱油体系含有：冻胶分散体、驱油聚合物、碱性化合物和表面活性剂，所述驱油聚合物为重均分子量为1000万g/mol以上的第一部分水解聚丙烯酰胺。该方法提供的聚合物三元复合驱油体系，能够借助冻胶分散体与驱油聚合物的协同作用以强化聚合物三元复合驱油体系的流度控制能力，提高复合驱油体系后续水驱阶段的注入压力，进而提高驱油体系的波及系数和洗油效率，实现最大限度的提高聚合物三元复合驱油体系的驱油效果。但该方法并不适用含水量较高、地层矿化严重的油井，且成本较高。
近两年碎屑岩油藏冻胶堵水技术成为高含水水平井控水的有效手段，取得了较好的控水增油的效果。但是物模显示，碎屑岩底水油藏多轮次堵水后，近井渗透率均质化，浅层低渗段剩余油难动用，出现单一冻胶堵水难以挖潜、效果逐渐变差的问题；且随着堵水轮次的增加，冻胶单井用量也逐渐增加，大大提高了采收率措施成本。
发明内容
针对碎屑岩油藏冻胶堵水存在的堵剂进入地层深度较浅，低渗段潜力释放不足，导致部分剩余油滞留在低渗段地层中，无法启动的问题。本发明提供了一种碎屑岩油基选择性堵水方法，包括以下步骤：
S1、向地层中注入前置段塞；
S2、向地层中注入弱疏水段塞；
S3、向地层中注入中疏水段塞；
S4、向地层中注入强疏水段塞；
S5、向地层中注入顶替段塞；
所述前置段塞采用中质油；所述弱疏水段塞、中疏水段塞、强疏水段塞采用不同浓度的油基堵剂溶液；所述顶替段塞采用胍胶溶液和地层水。
优选地，前置段塞的注入量为总注入量的6％-7％；弱疏水段塞的注入量为总注入量的35％-39％；中疏水段塞的注入量为总注入量的24％-28％；强疏水段塞的注入量为总注入量的11％-13％；顶替段塞的注入量为总注入量的16％-20％。
优选地，弱疏水段塞、中疏水段塞、强疏水段塞采用的油基堵剂溶液的浓度分别为1％、2％、3％。
优选地，所述胍胶溶液质量占胍胶溶液和地层水混合溶液质量的百分比为0.2-0.5％。
更优选地，所述胍胶溶液质量占胍胶溶液和地层水混合溶液质量的百分比为0.3％。
优选地，油基堵剂包括树脂、疏水覆膜颗粒、乳化剂、表面活性剂和抑制剂；所述树脂、疏水覆膜颗粒、乳化剂、表面活性剂和抑制剂的质量比为3-5:0.2-0.5:0.05-0.1:0.5-1:0.02-0.05。
更优选地，树脂可以为酚醛树脂、聚丙烯酸酰胺树脂、硅烷树脂中的任一种；所述乳化剂由十二烷基磺酸钠、十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠中的任一种和span20、span40、span60、吐温40、吐温80、吐温60中的任一种组成；其中十二烷基磺酸钠/十二烷基硫酸钠/十二烷基苯磺酸钠和span20/span40/span60/吐温40/吐温80/吐温60的质量比为1:0.25-1；所述表面活性剂为山梨醇单油酸酯、聚氧乙烯失水山梨醇单月桂酸酯、单硬脂酸甘油酯中的任一种；所述抑制剂为丙二酸钠或水杨酸钠。
更优选地，所述疏水覆膜颗粒采用以下方法制备而成：以水做溶剂，将醇配制成质量分数为25％-75％的醇溶液；以水作溶剂，将碱配制成质量分数为5％-10％的碱溶液；将硅烷偶联剂加入上述醇溶液中，搅拌溶解后，加入正硅酸乙酯并混合均匀；加热搅拌的条件下，加入上述碱溶液，继续搅拌反应3-7h，离心过滤、干燥，即可得到。
进一步优选地，所述醇为甲醇、乙醇、乙二醇、异戊醇中的任一种；所述碱为氢氧化钠、氢氧化钾、氨水中的任一种；所述硅烷偶联剂为KH550或KH560。
进一步优选地，硅烷偶联剂加入醇溶液后，在45℃-70℃条件下，搅拌20-60min。
进一步优选地，加碱时以及之后的反应温度为190℃-220℃。
更进一步优选地，所述正硅酸乙酯加入之前，在体系中加入酸溶液，所述酸为醋酸、稀盐酸、稀硫酸或稀氢氟酸；所加入的酸溶液的pH值为1.5-2。
一种由上述制备方法制备得到的疏水覆膜颗粒，所述疏水覆膜颗粒的粒径为10nm-10μm。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明公开的一种碎屑岩油基选择性堵水方法，适用于油气田生产技术领域，尤其适用含水量较高、地层矿化严重油井。该堵水方法采用疏水性覆膜堵剂作为堵剂体系的成分之一，并同时采用不动管柱施工工艺，适应大部分完井管柱，大幅降低提高采收率措施成本，提高了碎屑岩堵水经济开发效率。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐明本发明，但下述实施例仅为本发明的优选实施例，并非全部。基于实施方式中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得其它实施例，都属于本发明的保护范围。
实施例
以塔河TK108H井为例，设计堵剂段塞用量如表1所示：
表1
其具体施工工艺包括以下步骤：
(1)连接地面管线
按要求接好地面管线，对挤注地面管线规范试压(高压40MPa，低压2MPa，30min压力降≤0.5MPa，不渗不漏为合格)。
(2)泵注工序
(21)打开套管和油管闸门，使用适量油田水反循环洗井后(建立循环)，关闭油管闸门；
(22)前置段塞：反挤中质油，测地层吃液情况：排量0.1、0.2、0.3、0.4m3/min，每个排量泵注30min，共计30m3；
(23)弱疏水段塞：反挤1％油基堵剂：共计170m3，根据测地层吃液情况初步确定初始泵注排量，在此基础上进行调整，可选择定时固定排量注入或定量固定排量注入，以便于测试确定最佳泵注排量，最大排量不超过0.4m3/min；根据现场情况调整。
(24)中疏水段塞：反挤2％油基堵剂溶液120m3，沿用上段塞稳定排量注入，根据泵压调整排量，最大排量不超过0.4m3/min；用量可根据现场情况调整。
(25)强疏水段塞：反挤3％油基堵剂60m3，沿用上段塞稳定排量注入，根据泵压调整排量，最大排量不超过0.4m3/min；根据现场情况调整。
(26)顶替段塞：反挤胍胶溶液5m3+顶替地层水81m3，共86m3，沿用上段塞稳定排量注入，根据泵压调整排量，最大排量不超过0.4m3/min；根据现场情况调整。
(27)关井120h，期间密切关注井口压力变化情况。
其中，具体所用油基堵剂类型如表2所示:
表2
具体地，表2中实施例1、2所述的疏水覆膜颗粒通过以下步骤制备得到：
以水做溶剂，将甲醇配制成质量分数为30％的醇溶液；以水作溶剂，将氢氧化钠配制成质量分数为5％的碱溶液；将KH550硅烷偶联剂加入上述醇溶液中，在55℃条件下搅拌40min使其溶解，在体系中加入pH为1.5的醋酸溶液；再加入正硅酸乙酯并混合均匀；加热到200℃并不断搅拌的条件下，加入上述碱溶液，继续搅拌反应6h，离心过滤、干燥得到。
具体地，表2中实施例3、4所述的疏水覆膜颗粒通过以下步骤制备得到：
以水做溶剂，将乙二醇配制成质量分数为50％的醇溶液；以水作溶剂，将氢氧化钾配制成质量分数为7％的碱溶液；将KH550硅烷偶联剂加入上述醇溶液中，在60℃条件下搅拌30min使其溶解，在体系中加入pH为1.5的稀盐酸溶液；再加入正硅酸乙酯并混合均匀；加热到200℃并不断搅拌的条件下，加入上述碱溶液，继续搅拌反应4h，离心过滤、干燥得到。
具体地，表2中实施例5所述的疏水覆膜颗粒通过以下步骤制备得到：
以水做溶剂，将异戊醇配制成质量分数为70％的醇溶液；以水作溶剂，将氨水配制成质量分数为8％的碱溶液；将KH560硅烷偶联剂加入上述醇溶液中，在50℃条件下搅拌50min使其溶解，在体系中加入pH为2的稀氢氟酸溶液；再加入正硅酸乙酯并混合均匀；加热到220℃并不断搅拌的条件下，加入上述碱溶液，继续搅拌反应7h，离心过滤、干燥得到。
对比例1
工艺步骤和油基堵剂类型与实施例1相同，仅改变弱疏水段塞的注入量为总注入量的20％；所述中疏水段塞的注入量为总注入量的10％；所述强疏水段塞的注入量为总注入量的5％。
对比例2
工艺步骤和油基堵剂类型与实施例1相同，仅改变弱疏水段塞、中疏水段塞、强疏水段塞注入的油基堵剂溶液的浓度同为5％。
测试例
测试通过上述堵水方法进行改进后，含水量的变化情况和采油量，结果如表3所示：
表3
| 原含水量/％ | 现含水量/％ | 增油量/t | |
| 实施例1 | 98 | 86 | 1327 |
| 实施例2 | 99.1 | 87.2 | 1473 |
| 实施例3 | 98.3 | 86.4 | 1392 |
| 实施例4 | 97.2 | 84.3 | 1511 |
| 实施例5 | 97.9 | 85.3 | 1377 |
| 对比例1 | 98 | 90.1 | 859 |
| 对比例2 | 98 | 89.7 | 732 |
综上，可得出如下结论：采用本发明堵水方法达到的堵水效果更为良好(实施例中现含水量均低于对比例中现含水量)，增油明显(实施例增油量均明显大于对比例增油量)。
最后应当说明的是，以上内容仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，本领域的普通技术人员对本发明的技术方案进行的简单修改或者等同替换，均不脱离本发明技术方案的实质和范围。
Claims (10)
1.一种碎屑岩油基选择性堵水方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、向地层中注入前置段塞；
S2、向地层中注入弱疏水段塞；
S3、向地层中注入中疏水段塞；
S4、向地层中注入强疏水段塞；
S5、向地层中注入顶替段塞；
所述前置段塞采用中质油；所述弱疏水段塞、中疏水段塞、强疏水段塞采用不同浓度的油基堵剂溶液；所述顶替段塞采用胍胶溶液和地层水。
2.根据权利要求1所述的一种碎屑岩油基选择性堵水方法，其特征在于，所述前置段塞的注入量为总注入量的6％-7％；所述弱疏水段塞的注入量为总注入量的35％-39％；所述中疏水段塞的注入量为总注入量的24％-28％；所述强疏水段塞的注入量为总注入量的11％-13％；所述顶替段塞的注入量为总注入量的16％-20％。
3.根据权利要求1所述的一种碎屑岩油基选择性堵水方法，其特征在于，所述弱疏水段塞、中疏水段塞、强疏水段塞注入的油基堵剂溶液的浓度分别为1％、2％、3％。
4.根据权利要求3所述的一种碎屑岩油基选择性堵水方法，其特征在于，所述油基堵剂包括树脂、疏水覆膜颗粒、乳化剂、表面活性剂和抑制剂；所述树脂、疏水覆膜颗粒、乳化剂、表面活性剂和抑制剂的质量比为3-5:0.2-0.5:0.05-0.1:0.5-1:0.02-0.05。
5.根据权利要求4所述的一种碎屑岩油基选择性堵水方法，其特征在于，所述树脂为酚醛树脂、聚丙烯酸酰胺树脂、硅烷树脂中的任一种；所述乳化剂由十二烷基磺酸钠、十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠中的任一种和span20、span40、span60、吐温40、吐温80、吐温60中的任一种组成；其中十二烷基磺酸钠/十二烷基硫酸钠/十二烷基苯磺酸钠和span20/span40/span60/吐温40/吐温80/吐温60的质量比为1:0.25-1；所述表面活性剂为山梨醇单油酸酯、聚氧乙烯失水山梨醇单月桂酸酯、单硬脂酸甘油酯中的任一种；所述抑制剂为丙二酸钠或水杨酸钠。
6.根据权利要求4所述的一种碎屑岩油基选择性堵水方法，其特征在于，所述疏水覆膜颗粒采用以下方法制备而成：
将硅烷偶联剂加入质量分数为25％-75％的醇溶液中，搅拌溶解后，加入正硅酸乙酯并混合均匀；加热搅拌的条件下，加入质量分数为5％-10％的碱溶液，继续搅拌反应3-7h，离心过滤、干燥，即可得到。
7.根据权利要求6所述的一种碎屑岩油基选择性堵水方法，其特征在于，所述醇为甲醇、乙醇、乙二醇、异戊醇中的任一种；所述碱为氢氧化钠、氢氧化钾、氨水中的任一种；所述硅烷偶联剂为KH550或KH560。
8.根据权利要求6所述的一种碎屑岩油基选择性堵水方法，其特征在于，硅烷偶联剂加入醇溶液后，在45℃-70℃条件下，搅拌20-60min；加碱时以及之后的反应温度为190℃-220℃。
9.根据权利要求6所述的一种碎屑岩油基选择性堵水方法，其特征在于，所述正硅酸乙酯加入之前，在体系中加入酸溶液，所述酸为醋酸、稀盐酸、稀硫酸或稀氢氟酸；所述酸溶液的pH值为1.5-2。
10.一种由权利要求6所述的制备方法制备得到的疏水覆膜颗粒，其特征在于，所述疏水覆膜颗粒的粒径为10nm-10μm。
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