CN116004201A - 一种耐高温采出液沉积物调剖堵水剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及石油开采技术领域，尤其涉及一种耐高温采出液沉积物调剖堵水剂及其制备方法。一种耐高温采出液沉积物调剖堵水剂，按重量百分数计，由以下组分组成：耐温主剂25％～55％；固化剂为2.5％～11％；耐温高分子组分0.2％～0.3％；悬浮调节剂0.1％～0.3％；增强剂20％～30％；余量为水。一种耐高温采出液沉积物调剖堵水剂的制备方法，包括以下步骤：在配方量的水中先后加入配方量的耐温高分子组分和悬浮调节剂，搅拌30～60min待其溶胀好之后，依次再向其中加入配方量的耐温主剂、固化剂和增强剂，混匀即得到耐高温采出液沉积物调剖堵水剂。

Description

一种耐高温采出液沉积物调剖堵水剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及石油开采技术领域，尤其涉及一种耐高温采出液沉积物调剖堵水剂及其制备方法。

背景技术

油田开发过程中，抽油机抽取上来的采出液，里面不仅有原油，还有大部分的水、少量的天然气和一定数量的地层砂、泥质、聚合物残留等。在油田采出液集输过程中，这些来自地层的细砂等沉积物，沉降在大罐的底部，需要定期清理。这些清理出来的沉积物称之为采出液沉积物。

在稠油热采开发过程中，井间汽窜是不可避免的，它是制约采出程度的主要矛盾之一。为防止蒸汽驱过程中蒸汽单方向突进，过早发生汽窜，需要进行高温调剖。高温调剖技术就是向蒸汽吞吐井注入调剖剂，调剖剂进入汽窜大孔道(高渗层、高采出层)堵塞通道，这样注入的蒸汽就会沿新的通道进入，从而达到改善吸汽剖面、提高储量动用程度的目的。

受蒸汽高温影响，普通堵剂耐候性差、有效期短，效果不理想，需研制针对蒸汽驱热采井的耐高温调剖堵水剂。

目前国内外常用的高温调剖剂主要有树脂类高温调剖剂、凝胶类高温调剖剂、泡沫类高温调剖剂、颗粒类调剖剂。

树脂类调剖剂优点是：固化后封堵能力较高、耐高温、抗压能力及机械强度高，适用于汽窜严重、渗透率大的地层，为了进一步发挥其优势，一般采用与颗粒或其他类型树脂复配的方法进行研究及应用。缺点是：缺少选择性、解堵困难、固化时间不易控制。

凝胶类高温调剖剂优势在于具有较高耐温性的同时还具有选择性，优先进入高渗层，体系在较高地层温度下通过分子间交联反应形成凝胶，胶体在剪切作用下破碎后仍有深部调剖的作用。

泡沫调剖剂优点是：低危险性、配制简单、稳定性好、机械强度大，不会对地层产生永久封堵。缺点是：需要解决气源问题、不适合裂缝、大孔道及深度调剖.

颗粒类调剖剂主要是各类凝胶、树脂类颗粒及水泥、粉煤灰、污泥等无机颗粒。优点是：价格低廉，来源广泛，具有较强的封堵能力。缺点是：注入困难、解堵困难的缺点，易对地层造成不可逆的伤害。

因此在实际研究应用中，多采用将上述两种或两种以上的调剖剂复配的方法，充分发挥各类调剖剂优势，主要分为树脂-颗粒型、凝胶-泡沫型、凝胶-颗粒型等几种类型。但是上述的复配的调剖剂仍然无法满足蒸汽吞吐封窜的问题。

发明内容

发明目的：本发明为了解决复配的调剖剂无法满足蒸汽吞吐封窜的问题，本发明提供一种耐高温采出液沉积物调剖堵水剂及其制备方法。耐高温采出液沉积物调剖堵水剂适用于蒸汽驱热采井，具有强度高、耐高温(高达300℃)、堵水效果好等优点。本发明采用采出液沉积物为增强剂，实现了采出液沉积物的绿色应用，避免了采出液沉积物在地面处理过程中造成的资源浪费和高处理成本。本发明以硅酸盐为主剂，加入固化剂、耐温聚合物以及悬浮剂，解决了采出液沉积物的悬浮注入问题，硅酸盐类堵剂耐温性好，复配采出液沉积物，提高了堵剂的封堵强度，可用于蒸汽吞吐井封窜。

技术方案：一种耐高温采出液沉积物调剖堵水剂，按重量百分数计，由以下组分组成：

耐温主剂25％～55％；

固化剂为2.5％～11％；

耐温高分子组分0.2％～0.3％；

悬浮调节剂0.1％～0.3％；

增强剂20％～30％；

余量为水。

进一步地，所述耐温主剂选自硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三钙和铁铝酸四钙中的一种或几种。

更进一步地，耐温主剂的模数为3.1～3.5，耐温主剂的含量为34％～45％。

进一步地，所述固化剂选自下面的一种：

(a)聚酰胺改性树脂；

(b)三聚磷酸二氢铝和甲酰胺的混合物；

(c)多元醇；

(d)甲酰胺；

(e)聚乙烯醇和多元醇的混合物。

进一步地，所述耐温高分子组分为耐温聚丙烯酰胺。

进一步地，所述悬浮调节剂选自下面的一种：

(a)两性聚丙烯酰胺；

(b)两性聚丙烯酰胺衍生物；

(c)韦兰胶与膨润土混合物，其中：

韦兰胶与膨润土的质量比为1:6～10；

膨润土的粒径介于200纳米到200微米之间。

进一步地，所述增强剂为采出液沉积物。

一种耐高温采出液沉积物调剖堵水剂的制备方法，包括以下步骤：

在配方量的水中先后加入配方量的耐温高分子组分和悬浮调节剂，搅拌30～60min待其溶胀好之后，依次再向其中加入配方量的耐温主剂、固化剂和增强剂，混匀即得到耐高温采出液沉积物调剖堵水剂。

本发明的耐高温调剖堵水剂偏碱性，固化剂在通过碱性环境下解释放出氢离子，与硅酸盐化合物发生中和反应形成Si-O-Si键三维网状结构。Na⁺和H⁺处于三维结构膜的封闭状态中，遇水不溶，结构稳定。固化后体系具有耐高温的特征。

本发明的耐温高分子组分，第一，耐温高分子组分具有一定的粘稠度，有利于调剖体系的注入和深度调剖；第二，耐温高分子组分是一种高分子物质，高分子物质具有一定的延展性、韧性、可塑性，因此体系中加入耐温高分子组分可以调高体系的可塑性，使体系既具有一定的强度又具有一定的韧性，不易碎，提高抗压抗折性能；第三，耐温高分子组分具有一定的耐温性，可在一定程度上提高体系的耐温性能。

本发明的悬浮调节剂具有悬浮和分散性能，一方面通过将固化剂均匀的分散在体系中，增加固化剂和耐温主剂的接触点，使固结点增多且分布均匀，提高体系固结强度和耐温性；第二通过将增强剂均匀分散于体系中，增强剂均匀分散，更利于骨架结构的形成。

本发明的增强剂为采出液沉积物，采出液沉积物源于地层，本身具有一定的耐温性，且与地层配伍性好。采出液沉积物的加入既可以解决采出液沉积物的资源化利用问题，又可以借助采出液沉积物的特性增强调剖体系的调剖性能，并且采出液沉积物中含有地层的一些砂粒成分，本身这些无机砂粒成分具有骨架、耐温等作用，是天然的无机颗粒型调剖剂，采出液沉积物的骨架作用可以参与硬化，因此采出液沉积物的加入可以在一定程度上减少耐温助剂的使用，节能环保。

固化剂在低温(＜45℃)时成胶缓慢甚至不成胶，提供了充足的安全施工时间，在地层温度下可较快速成胶。

本发明的耐高温堵水剂可在油井使用，将配好的堵剂用水泥车挤注到油管中使用。

发明效果：本发明公开的一种耐高温采出液沉积物调剖堵水剂及其制备方法具有以下有益效果：

本发明公开的适用于蒸汽驱热采井的耐高温采出液沉积物调剖堵水剂，具有强度高、耐高温、堵水效果好等优点。堵水率大于90％，在300℃下放置7d后固结强度保留率大于70％。基于该产品的上述特点，该技术将在稠油油藏开发中得到广泛推广应用。

具体实施方式：

下面对本发明的具体实施方式详细说明。

实施例1

一种耐高温采出液沉积物调剖堵水剂，按重量百分数计，由以下组分组成：

耐温主剂35％；

固化剂为5.2％；

耐温高分子组分0.2％；

悬浮调节剂0.1％；

增强剂20％；

余量为水。

进一步地，所述耐温主剂为硅酸三钙。

更进一步地，耐温主剂的模数为3.1。在另一个实施例中，耐温主剂的含量为25％。

进一步地，所述固化剂为等质量比的三聚磷酸二氢铝和甲酰胺的混合物。

进一步地，所述耐温高分子组分为耐温聚丙烯酰胺。

进一步地，所述悬浮调节剂为两性聚丙烯酰胺。

一种耐高温采出液沉积物调剖堵水剂的制备方法，包括以下步骤：

在配方量的水中先后加入配方量的耐温高分子组分和悬浮调节剂，搅拌30min待其溶胀好之后，依次再向其中加入配方量的耐温主剂、固化剂和增强剂，混匀即得到耐高温采出液沉积物调剖堵水剂。

该耐高温采出液沉积物调剖堵水剂固结强度为3.1MPa，堵水率为92％，300℃放置7天后固结强度2.3MPa。

实施例2

一种耐高温采出液沉积物调剖堵水剂，按重量百分数计，由以下组分组成：

耐温主剂40％；

固化剂为4.8％；

耐温高分子组分0.25％；

悬浮调节剂0.2％；

增强剂30％；

余量为水。

进一步地，所述耐温主剂为硅酸二钙。

更进一步地，耐温主剂的模数为3.5。在另一个实施例中，耐温主剂的含量为34％。

进一步地，所述固化剂为多元醇。

进一步地，所述耐温高分子组分为耐温聚丙烯酰胺。

进一步地，所述悬浮调节剂为两性聚丙烯酰胺衍生物。

一种耐高温采出液沉积物调剖堵水剂的制备方法，包括以下步骤：

在配方量的水中先后加入配方量的耐温高分子组分和悬浮调节剂，搅拌45min待其溶胀好之后，依次再向其中加入配方量的耐温主剂、固化剂和增强剂，混匀即得到耐高温采出液沉积物调剖堵水剂。

耐高温采出液沉积物调剖堵水剂固结强度4.2MPa，堵水率95％，300℃放置7天后固结强度3.4MPa。

实施例3：

一种耐高温采出液沉积物调剖堵水剂，按重量百分数计，由以下组分组成：

耐温主剂55％；

固化剂为11％；

耐温高分子组分0.3％；

悬浮调节剂0.3％；

增强剂20％；

余量为水。

进一步地，所述耐温主剂为铝酸三钙。

更进一步地，耐温主剂的模数为3.2。

进一步地，所述固化剂为甲酰胺。

进一步地，所述耐温高分子组分为耐温聚丙烯酰胺。

进一步地，所述悬浮调节剂为韦兰胶与膨润土混合物，其中：

韦兰胶与膨润土的质量比为1:6；

膨润土的粒径介于200纳米到200微米之间。

进一步地，所述增强剂为采出液沉积物。

一种耐高温采出液沉积物调剖堵水剂的制备方法，包括以下步骤：

在配方量的水中先后加入配方量的耐温高分子组分和悬浮调节剂，搅拌60min待其溶胀好之后，依次再向其中加入配方量的耐温主剂、固化剂和增强剂，混匀即得到耐高温采出液沉积物调剖堵水剂。

该耐高温采出液沉积物调剖堵水剂固结强度4.5MPa，堵水率94％，300℃放置7天后固结强度3.7MPa。

实施例4：

一种耐高温采出液沉积物调剖堵水剂，按重量百分数计，由以下组分组成：

耐温主剂45％；

固化剂为5.4％；

耐温高分子组分0.23％；

悬浮调节剂0.2％；

增强剂25％；

余量为水。

进一步地，所述耐温主剂为铁铝酸四钙。在另一个实施例中所述耐温主剂为等质量比的硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三钙和铁铝酸四钙的混合物。

更进一步地，耐温主剂的模数为3.4。

进一步地，所述固化剂为质量比为1：2的聚乙烯醇和多元醇的混合物。在另一个实施例中，固化剂为聚酰胺改性树脂。

进一步地，所述耐温高分子组分为耐温聚丙烯酰胺。

进一步地，所述悬浮调节剂为韦兰胶与膨润土混合物，其中：

韦兰胶与膨润土的质量比为1:10；

膨润土的粒径介于200纳米到200微米之间。

进一步地，所述增强剂为采出液沉积物。

一种耐高温采出液沉积物调剖堵水剂的制备方法，包括以下步骤：

在配方量的水中先后加入配方量的耐温高分子组分和悬浮调节剂，搅拌60min待其溶胀好之后，依次再向其中加入配方量的耐温主剂、固化剂和增强剂，混匀即得到耐高温采出液沉积物调剖堵水剂。

该耐高温堵水调剖剂固结强度4.8MPa，堵水率92％，300℃放置7天后固结强度3.6MPa。

上面对本发明的实施方式做了详细说明。但是本发明并不限于上述实施方式，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。

Claims (9)

1.一种耐高温采出液沉积物调剖堵水剂，其特征在于，按重量百分数计，由以下组分组成：

耐温主剂25％～55％；

固化剂为2.5％～11％；

耐温高分子组分0.2％～0.3％；

悬浮调节剂0.1％～0.3％；

增强剂20％～30％；

余量为水。

2.如权利要求1所述的一种耐高温采出液沉积物调剖堵水剂，其特征在于，所述耐温主剂选自硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三钙和铁铝酸四钙中的一种或几种。

3.如权利要求2所述的一种耐高温采出液沉积物调剖堵水剂，其特征在于，耐温主剂的模数为3.1～3.5。

4.如权利要求1所述的一种耐高温采出液沉积物调剖堵水剂，其特征在于，耐温主剂的含量为34％～45％。

5.如权利要求1所述的一种耐高温采出液沉积物调剖堵水剂，其特征在于，所述固化剂选自下面的一种：

(a)聚酰胺改性树脂；

(b)三聚磷酸二氢铝和甲酰胺的混合物；

(c)多元醇；

(d)甲酰胺；

(e)聚乙烯醇和多元醇的混合物。

6.如权利要求1所述的一种耐高温采出液沉积物调剖堵水剂，其特征在于，所述耐温高分子组分为耐温聚丙烯酰胺。

7.如权利要求1所述的一种耐高温采出液沉积物调剖堵水剂，其特征在于，所述悬浮调节剂选自下面的一种：

(a)两性聚丙烯酰胺；

(b)两性聚丙烯酰胺衍生物；

(c)韦兰胶与膨润土混合物，其中：

韦兰胶与膨润土的质量比为1:6～10；

膨润土的粒径介于200纳米到200微米之间。

8.如权利要求1所述的一种耐高温采出液沉积物调剖堵水剂，其特征在于，所述增强剂为采出液沉积物。

9.一种耐高温采出液沉积物调剖堵水剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

在配方量的水中先后加入配方量的耐温高分子组分和悬浮调节剂，搅拌30～60min待其溶胀好之后，依次再向其中加入配方量的耐温主剂、固化剂和增强剂，混匀即得到耐高温采出液沉积物调剖堵水剂。