CN114716989A - 一种低渗透油田注水井用聚丙烯酰胺类调剖调驱弱凝胶复合解堵剂及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种低渗透油田注水井用聚丙烯酰胺类调剖调驱弱凝胶复合解堵剂及其制备方法和应用。该复合解堵剂的原料组成包括：3.0％‑8.0％的磺化琥珀酸二辛酯钠盐，1.0％‑3.0％的辛基酚与环氧乙烷缩合物OP‑50，20.0％‑25.0％的甲基磺酸，14.0％‑18.0％的双1，6‑亚己基三胺五甲叉膦酸BHMTPMPA，15.0％‑18.0％的正丁醇和余量的水。该复合解堵剂将具有络合性能的组分与有机铬或有机铝发生络合反应，使弱凝胶失去交联性能，提高聚丙烯酰胺类弱凝胶在水中的溶解度，同时解除近井碳酸钙垢、氢氧化铁等无机垢，提高近井地带的渗透性能，最终达到降低注水井注入压力，提高注水效率的目的。
Description
技术领域
本发明属于石油开采技术领域，涉及一种低渗透油田注水井用聚丙烯酰胺类调剖调驱弱凝胶复合解堵剂，尤其涉及一种可以解除聚丙烯酰胺类调剖调驱形成的弱凝胶在近井地带造成堵塞的复合解堵剂。
背景技术
随着油田注水开采到一个阶段之后，由于地层是多层且为非均质的，随着注入油层水量的增加，使得注入剖面很不均匀。特别是低渗透油田注水井不压裂，长期水驱过程中随地层压力升高，新的裂缝开启，在吸水剖面、试井、测井曲线上等均有所反映，部分区块含水量很高，有些区块注水效果不明显，甚至有的区块注入水很快沿高渗透层突破，水对高渗透层的冲刷提高了它的渗透率，使地层的非均质性进一步扩大，致使油井大量出水，产量降低。为了使注入水均匀推进，减少油井出水，可以从注水井封堵高渗透层，调整注入地层的吸水剖面，即所谓注水井调剖；或封堵出水层，降低油井出水量，实现油井堵水。
目前长庆油田针对近井动态缝/超大孔道，研发系列聚丙烯酰胺类调剖调驱弱凝胶，粒径在100μm～400μm范围，具有微米级、低粘度、耐温抗盐的特点，通过物理堆积封堵超大孔道/动态缝，迫使注入水流向低渗透层，从而达到扩大水驱波及体积，解决平面水驱不均的问题。
部分油井在使用该类物质堵水调驱后，出现注水压力大幅升高，导致部分区块欠注井逐年增多。这部分注水井在施工前注水压力平均14.3Mpa，施工期间压力爬升到平均20Mpa以上，在采取清水顶替措施无效。
为此，急需研发一种低渗透油田注水井用聚丙烯酰胺类调剖调驱弱凝胶复合解堵剂，通过解堵措施，消除地层聚丙烯酰胺类弱凝胶形成的堵塞，提高近井地带的渗透性能，最终达到降低注水井注入压力，提高注水效率的目的。
发明内容
为了实现上述技术目的，本发明提供了一种低渗透油田注水井用聚丙烯酰胺类调剖调驱弱凝胶复合解堵剂，可直接用于储层解堵施工。在溶解低渗透油田注水井近井地带聚丙烯酰胺类调剖调驱弱凝胶形成堵塞的同时，解除近井碳酸钙垢、氢氧化铁等无机垢，提高近井地带的渗透性能，最终达到降低注水井注入压力，提高注水效率的目的。
本发明所采用的技术方案是：
本发明提供了一种低渗透油田注水井用聚丙烯酰胺类调剖调驱弱凝胶复合解堵剂，该复合解堵剂的总质量为100％计，该复合解堵剂的原料组成包括：3.0％-8.0％的磺化琥珀酸二辛酯钠盐快速渗透剂T，1.0％-3.0％的辛基酚与环氧乙烷缩合物OP-50，20.0％-25.0％的甲基磺酸，14.0％-18.0％的双1，6-亚己基三胺五甲叉膦酸BHMTPMPA，15.0％-18.0％的正丁醇和余量的水。
在本发明的低渗透油田注水井用聚丙烯酰胺类调剖调驱弱凝胶复合解堵剂中，优选地，该复合解堵剂注入后，在60℃条件下，聚丙烯酰胺类调剖调驱弱凝胶的溶解率可达90％以上，岩心的溶蚀率大于20％，碳酸钙垢和氢氧化铁的溶解率大于90％，防膨率大于80％。
在上述本发明的低渗透油田注水井用聚丙烯酰胺类调剖调驱弱凝胶复合解堵剂中，优选地，该复合解堵剂的原料组成中含有3.0％-8.0％的磺化琥珀酸二辛酯钠盐，是一种阴离子表面活性剂，渗透力：≤5秒(1％水溶液，25℃)，1％水溶液pH值为4-7，易溶于水，具有渗透快速、均匀和良好的润湿、渗透性能。可有效提高双1，6-亚己基三胺五甲叉膦酸进入弱凝胶内部的速度。
在上述本发明的低渗透油田注水井用聚丙烯酰胺类调剖调驱弱凝胶复合解堵剂中，优选地，该复合解堵剂的原料组成中含有1.0％-3.0％的辛基酚与环氧乙烷缩合物OP-50，其有效含量为99％，羟值为24±2mgKOH/g，具有良好的乳化、润湿、扩散、增溶性能，可提高失去交联性能的聚丙烯酰胺在水中的分散性，有效提高磺化琥珀酸二辛酯钠盐的渗透性能。
在上述本发明的低渗透油田注水井用聚丙烯酰胺类调剖调驱弱凝胶复合解堵剂中，优选地，该复合解堵剂的原料组成中20.0％-25.0％的甲基磺酸，其有效含量为70％，可有效破坏聚丙烯酰胺与交联剂形成的弱凝胶，使聚丙烯酰胺水膨体失去保水性能，体积大幅缩小，同时解除近井碳酸钙垢、氢氧化铁等无机垢，提高近井地带的空隙渗透性能。
在上述本发明的低渗透油田注水井用聚丙烯酰胺类调剖调驱弱凝胶复合解堵剂中，优选地，该复合解堵剂的原料组成中含有双1，6-亚己基三胺五甲叉膦酸BHMTPMPA，其有效含量为45.0％～50.0％，可与聚丙烯酰胺与交联剂形成的弱凝胶中铬离子和铝离子进行络合，失去交联性能，使液体粘度大幅下降。
在上述本发明的低渗透油田注水井用聚丙烯酰胺类调剖调驱弱凝胶复合解堵剂中，优选地，该复合解堵剂的原料组成中含有15.0％-18.0％的正丁醇，其有效含量为99％，可有效提高体系中表面活性剂和络合剂之间的互溶性能和渗透性能。
本发明还提供了低渗透油田注水井用聚丙烯酰胺类调剖调驱弱凝胶复合解堵剂的制备方法，该制备方法包括以下步骤：
在室温条件下，向反应釜中依次加入辛基酚与环氧乙烷缩合物OP-50、正丁醇和水，搅拌30分钟后，加入磺化琥珀酸二辛酯钠盐快速渗透剂T、甲基磺酸、双1，6-亚己基三胺五甲叉膦酸BHMTPMPA，再搅拌30分钟后，得到所述低渗透油田注水井用聚丙烯酰胺类调剖调驱弱凝胶复合解堵剂。
本发明所具有的有益效果：
1、本发明的上述低渗透油田注水井用聚丙烯酰胺类调剖调驱弱凝胶复合解堵剂直接用于储层解堵施工工艺。措施过程中可有效清除地层滞留的聚丙烯酰胺类调剖调驱弱凝胶，同时可以溶解注入水与地层水不配伍造成的碳酸盐堵塞物，并与Ca2+、Mg2+、Ba2+、Sr2+、Fe3+形成络合物，有效抑制该类物质形成二次沉淀，提高近井地带的渗透性能，避免粘土矿物遇水膨胀、运移给地层造成的伤害。
2、本发明的低渗透油田注水井用聚丙烯酰胺类调剖调驱弱凝胶复合解堵剂采用储层解堵施工工艺，直接将解堵剂泵入由于使用聚丙烯酰胺类弱凝胶进行调剖调驱作业后欠注的注水井，措施过程中无需返排。
3、本发明的低渗透油田注水井用聚丙烯酰胺类调剖调驱弱凝胶复合解堵剂通过具有快速润湿、渗透性能的表面活性剂，将具有络合性能的组分与有机铬或有机铝发生络合反应，使弱凝胶失去交联性能，提高聚丙烯酰胺类弱凝胶在水中的溶解度，同时解除近井碳酸钙垢、氢氧化铁等无机垢，提高近井地带的渗透性能。
4、本发明的低渗透油田注水井用聚丙烯酰胺类调剖调驱弱凝胶复合解堵剂是一种溶解聚丙烯酰胺类调剖调驱弱凝胶的复合解堵剂，在注水开发过程中，可直接用于储层解堵施工工艺，同时可以溶解注入水与地层水不配伍造成的碳酸盐堵塞物，并与钙、铁等离子形成络合物，迅速提高近井地带的渗透性能，避免粘土矿物遇水膨胀、运移给地层造成的伤害，有效降低注水井注入压力，进一步提高注水效率。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，现对本发明的技术方案进行以下详细说明，但不能理解为对本发明的可实施范围的限定。
实施例1、
本实施例提供了一种低渗透油田注水井用聚丙烯酰胺类调剖调驱弱凝胶复合解堵剂，该复合解堵剂的原料组成包括：8.0％的磺化琥珀酸二辛酯钠盐快速渗透剂T，3.0％的辛基酚与环氧乙烷缩合物OP-50，25.0％的甲基磺酸，18.0％的双1，6-亚己基三胺五甲叉膦酸BHMTPMPA，18.0％的正丁醇和余量的水。
上述低渗透油田注水井用聚丙烯酰胺类调剖调驱弱凝胶复合解堵剂是通过以下步骤制备得到的：
在室温条件下，向反应釜中依次加入辛基酚与环氧乙烷缩合物OP-50、正丁醇和水，搅拌30分钟后，加入磺化琥珀酸二辛酯钠盐快速渗透剂T、甲基磺酸、双1，6-亚己基三胺五甲叉膦酸BHMTPMPA，再搅拌30分钟后，得到所述低渗透油田注水井用聚丙烯酰胺类调剖调驱弱凝胶复合解堵剂。
在室内对本实施例的上述低渗透油田注水井用聚丙烯酰胺类调剖调驱弱凝胶复合解堵剂的弱凝胶溶解率、溶蚀率、溶垢率、防膨率进行测试，实验数据如下。
(1)弱凝胶溶解率的测定
将滤纸烘干、干燥之后称量记为m1，准备好过滤装置，铺设滤纸，称量1.00g的聚丙烯酰胺类调剖调驱弱凝胶记为m2，装入有编号的塑料烧杯，将20.0克低渗透油田注水井用聚丙烯酰胺类调剖调驱弱凝胶复合解堵剂倒入塑料烧杯中，将烧杯放入60℃水浴中，反应2h后，立刻过滤，并用200mL蒸馏水反复冲洗，然后将滤纸和过滤物放入105℃的恒温干燥箱进行干燥1h，取出放入干燥器30min后，称量记为m3，记录整理数据，计算出弱凝胶溶解率：
(2)溶蚀率的测定
将滤纸烘干、干燥之后称量记为m1，准备好过滤装置，铺设滤纸，称量1.00g的岩粉记为m2，装入有编号的塑料烧杯，将20.0克弱凝胶复合解堵剂倒入塑料烧杯中，将烧杯放入60℃水浴中，反应2h后，立刻过滤，并用200mL蒸馏水反复冲洗，然后将滤纸和过滤物放入105℃的恒温干燥箱进行干燥1h，取出放入干燥器30min后，称量记为m3，记录整理数据，计算出溶蚀率：
(3)碳酸钙溶解率的测定
将滤纸烘干、干燥之后称量记为m1，准备好过滤装置，铺设滤纸，称量1.00g的碳酸钙粉末记为m2，装入有编号的塑料烧杯，将10.0克弱凝胶复合解堵剂倒入塑料烧杯中，将烧杯放入60℃水浴中，反应2h后，立刻过滤，并用200mL蒸馏水反复冲洗，然后将滤纸和过滤物放入105℃的恒温干燥箱进行干燥1h，取出放入干燥器30min后，称量记为m3，记录整理数据，计算出碳酸钙溶解率：
(4)氢氧化铁溶解率的测定
将滤纸烘干、干燥之后称量记为m1，准备好过滤装置，铺设滤纸，称量1.00g的氢氧化铁粉末记为m2，装入有编号的塑料烧杯，将10.0克弱凝胶复合解堵剂倒入塑料烧杯中，将烧杯放入60℃水浴中，反应2h后，立刻过滤，并用200mL蒸馏水反复冲洗，然后将滤纸和过滤物放入105℃的恒温干燥箱进行干燥1h，取出放入干燥器30min后，称量记为m3，记录整理数据，计算出氢氧化铁溶解率：
(5)防膨率测试
防膨性能的评价依照SY/T 5971-2016《注水用粘土稳定剂性能评价方法》石油行业标准进行测试。
弱凝胶复合解堵剂性能测试结果：
将本实施例的上述弱凝胶复合解堵剂，对长庆油田安塞东部2口注入聚丙烯酰胺类调剖调驱弱凝胶导致欠注的注水井进行施工，每口井泵入20吨弱凝胶复合解堵剂，措施过程中无需返排，实施效果见表1。
表1安塞油田现场施工数据
施工结果表明，本实施例的上述弱凝胶复合解堵剂之后，能有效解除注水井地层聚丙烯酰胺类调剖调驱弱凝胶形成的堵塞，改善地层流体流通状况，提高注水井注水能力，降低注入压力，具有很好的实际应用价值。
实施例2、
本实施例提供了一种低渗透油田注水井用聚丙烯酰胺类调剖调驱弱凝胶复合解堵剂，该复合解堵剂的原料组成包括：5.0％的磺化琥珀酸二辛酯钠盐快速渗透剂T，2.0％的辛基酚与环氧乙烷缩合物OP-50，20.0％的甲基磺酸，15.0％的双1，6-亚己基三胺五甲叉膦酸BHMTPMPA，15.0％的正丁醇和余量的水。
上述低渗透油田注水井用聚丙烯酰胺类调剖调驱弱凝胶复合解堵剂是通过以下步骤制备得到的：
在室温条件下，向反应釜中依次加入辛基酚与环氧乙烷缩合物OP-50、正丁醇和水，搅拌30分钟后，加入磺化琥珀酸二辛酯钠盐快速渗透剂T、甲基磺酸、双1，6-亚己基三胺五甲叉膦酸BHMTPMPA，再搅拌30分钟后，得到所述低渗透油田注水井用聚丙烯酰胺类调剖调驱弱凝胶复合解堵剂。
在室内对本实施例的上述低渗透油田注水井用聚丙烯酰胺类调剖调驱弱凝胶复合解堵剂的弱凝胶溶解率、溶蚀率、溶垢率、防膨率进行测试，实验数据如下。
(1)弱凝胶溶解率的测定
将滤纸烘干、干燥之后称量记为m1，准备好过滤装置，铺设滤纸，称量1.00g的聚丙烯酰胺类调剖调驱弱凝胶记为m2，装入有编号的塑料烧杯，将20.0克低渗透油田注水井用聚丙烯酰胺类调剖调驱弱凝胶复合解堵剂倒入塑料烧杯中，将烧杯放入60℃水浴中，反应2h后，立刻过滤，并用200mL蒸馏水反复冲洗，然后将滤纸和过滤物放入105℃的恒温干燥箱进行干燥1h，取出放入干燥器30min后，称量记为m3，记录整理数据，计算出弱凝胶溶解率：
(2)溶蚀率的测定
将滤纸烘干、干燥之后称量记为m1，准备好过滤装置，铺设滤纸，称量1.00g的岩粉记为m2，装入有编号的塑料烧杯，将20.0克弱凝胶复合解堵剂倒入塑料烧杯中，将烧杯放入60℃水浴中，反应2h后，立刻过滤，并用200mL蒸馏水反复冲洗，然后将滤纸和过滤物放入105℃的恒温干燥箱进行干燥1h，取出放入干燥器30min后，称量记为m3，记录整理数据，计算出溶蚀率：
(3)碳酸钙溶解率的测定
将滤纸烘干、干燥之后称量记为m1，准备好过滤装置，铺设滤纸，称量1.00g的碳酸钙粉末记为m2，装入有编号的塑料烧杯，将10.0克弱凝胶复合解堵剂倒入塑料烧杯中，将烧杯放入60℃水浴中，反应2h后，立刻过滤，并用200mL蒸馏水反复冲洗，然后将滤纸和过滤物放入105℃的恒温干燥箱进行干燥1h，取出放入干燥器30min后，称量记为m3，记录整理数据，计算出碳酸钙溶解率：
(4)氢氧化铁溶解率的测定
将滤纸烘干、干燥之后称量记为m1，准备好过滤装置，铺设滤纸，称量1.00g的氢氧化铁粉末记为m2，装入有编号的塑料烧杯，将10.0克弱凝胶复合解堵剂倒入塑料烧杯中，将烧杯放入60℃水浴中，反应2h后，立刻过滤，并用200mL蒸馏水反复冲洗，然后将滤纸和过滤物放入105℃的恒温干燥箱进行干燥1h，取出放入干燥器30min后，称量记为m3，记录整理数据，计算出氢氧化铁溶解率：
(5)防膨率测试
防膨性能的评价依照SY/T 5971-2016《注水用粘土稳定剂性能评价方法》石油行业标准进行测试。
弱凝胶复合解堵剂性能测试结果：
| 性能指标 | 单位 | 检测结果 |
| 弱凝胶溶解率 | ％ | 94.38 |
| 岩芯溶蚀率 | ％ | 21.67 |
| 碳酸钙溶解率 | ％ | 96.43 |
| 氢氧化铁溶解率 | ％ | 98.72 |
| 防膨率 | ％ | 91.68 |
将本实施例的上述弱凝胶复合解堵剂，对长庆油田吴433长6油藏2口注入聚丙烯酰胺类调剖调驱弱凝胶导致欠注的注水井进行施工，每口井泵入20吨弱凝胶复合解堵剂，措施过程中无需返排，实施效果见表2。
表2吴433现场施工数据
施工结果表明，本实施例的上述弱凝胶复合解堵剂之后，能有效解除注水井地层聚丙烯酰胺类调剖调驱弱凝胶形成的堵塞，改善地层流体流通状况，提高注水井注水能力，降低注入压力，具有很好的实际应用价值。
Claims (9)
1.一种低渗透油田注水井用聚丙烯酰胺类调剖调驱弱凝胶复合解堵剂，其特征在于，该复合解堵剂的总质量为100％计，该复合解堵剂的原料组成包括：3.0％-8.0％的磺化琥珀酸二辛酯钠盐快速渗透剂T，1.0％-3.0％的辛基酚与环氧乙烷缩合物OP-50，20.0％-25.0％的甲基磺酸，14.0％-18.0％的双1，6-亚己基三胺五甲叉膦酸BHMTPMPA，15.0％-18.0％的正丁醇和余量的水，该复合解堵剂各原料的质量百分比之和为100％。
2.根据权利要求1所述的复合解堵剂，其特征在于，该低渗透油田注水井用聚丙烯酰胺类调剖调驱弱凝胶复合解堵剂的原料组成中含有3.0％-8.0％的磺化琥珀酸二辛酯钠盐，是一种阴离子表面活性剂，渗透力：≤5秒，1％水溶液pH值为4-7，易溶于水，具有渗透快速、均匀和良好的润湿、渗透性能。
3.根据权利要求1所述的复合解堵剂，其特征在于，该低渗透油田注水井用聚丙烯酰胺类调剖调驱弱凝胶复合解堵剂的原料组成中含有1.0％-3.0％的辛基酚与环氧乙烷缩合物OP-50，其有效含量为99％，羟值为24±2mgKOH/g，具有良好的乳化、润湿、扩散、增溶性能。
4.根据权利要求1所述的复合解堵剂，其特征在于，该低渗透油田注水井用聚丙烯酰胺类调剖调驱弱凝胶复合解堵剂的原料组成中含有20.0％-25.0％的甲基磺酸，其有效含量为70％。
5.根据权利要求1所述的复合解堵剂，其特征在于，该低渗透油田注水井用聚丙烯酰胺类调剖调驱弱凝胶复合解堵剂的原料组成中含有双1，6-亚己基三胺五甲叉膦酸BHMTPMPA，其有效含量为45.0％～50.0％。
6.根据权利要求1所述的复合解堵剂，其特征在于，该低渗透油田注水井用聚丙烯酰胺类调剖调驱弱凝胶复合解堵剂的原料组成中含有15.0％-18.0％的正丁醇，其有效含量为99％。
7.权利要求1-6任一项所述的低渗透油田注水井用聚丙烯酰胺类调剖调驱弱凝胶复合解堵剂的制备方法，其特征在于，该制备方法包括以下步骤：
在室温条件下，向反应釜中依次加入辛基酚与环氧乙烷缩合物OP-50、正丁醇和水，搅拌30分钟后，加入磺化琥珀酸二辛酯钠盐快速渗透剂T、甲基磺酸、双1，6-亚己基三胺五甲叉膦酸BHMTPMPA，再搅拌30分钟后，得到所述低渗透油田注水井用聚丙烯酰胺类调剖调驱弱凝胶复合解堵剂。
8.权利要求1-6任一项所述的低渗透油田注水井用聚丙烯酰胺类调剖调驱弱凝胶复合解堵剂的应用，其特征在于，该复合解堵剂用于聚丙烯酰胺类调剖调驱弱凝胶调剖调驱措施后，引起注水井压力升高、欠注的解堵。
9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，该低渗透油田注水井用聚丙烯酰胺类调剖调驱弱凝胶复合解堵剂采用储层解堵施工工艺，直接将弱凝胶复合解堵剂泵入由于使用聚丙烯酰胺类弱凝胶进行调剖调驱作业后欠注的注水井，措施过程中无需返排。
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