CN116064012B - 注水开发用深部调驱体系及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及油田调剖堵领域，公开了一种注水开发用深部调驱体系及其制备方法和应用，该深部调驱体系包括改性石油树脂、水溶性聚合物、乳化剂和水；其中，所述水溶性聚合物为阴离子型；所述改性石油树脂通过将石油树脂和木质素熔融共混后得到；所述乳化剂为壬基苯酚聚氧乙烯醚和/或辛基苯酚聚氧乙烯醚。该深部调驱体系能够提高耐温抗盐性能及其抗冲刷性能，提高其稳定性，降低水相渗透率，加大水相封堵作用，从而达到稳油控水调结构、提高采收率的效果。
Description
技术领域
本发明涉及油田调剖堵水材料和提升高含水期油藏油井产能的研究领域，具体地，本发明涉及一种注水开发用深部调驱体系及其制备方法和应用。
背景技术
目前，油田大规模应用的堵水剂有树脂型堵水剂和聚合物型堵水剂。树脂型堵水剂高温稳定性好，强度高，可以用于封堵较大孔隙、裂缝和孔洞，但由于其在高盐油藏固化时间过长或难以固化，限制了其在高盐油藏的应用。聚合物型堵水剂以凝胶类为主，借助于油水作用下有效可动体积的变化，使油水相渗透率发生不均匀的降低，但该处理方式会造成油水通道物理封堵，导致多孔介质渗流能力下降，油井产水大幅度降低的同时产油能力也降低，处理不当会造成产液量过低，使原油减产。
中国专利CN104327814A公开了一种聚丙烯酰胺堵水剂及其制备方法，堵水剂以重量组分计包括聚丙烯酰胺60-70份，丙烯磺酸钠10-20份，硫代硫酸钠5-10份，引发剂0.5-1份，氢氧化钠5-10份，石灰粉12-20份，丙烯腈5-10份，丙烯酸70-80份，亚硫酸氢钠0.3-0.8份，十二烷基脂肪酸8-15份，水80-100份；制备方法为将氢氧化钠加入水中，搅拌溶解完全，再加入石灰粉，搅拌均匀后加入丙烯腈和丙烯酸搅拌均匀，转移至反应釜中，加入引发剂反应后再加入聚丙烯酰胺，丙烯磺酸钠，硫代硫酸钠搅拌混合，然后加入亚硫酸氢钠和十二烷基脂肪酸，升温至50-60℃，真空度0.03-0.06MPa条件下反应后转入捏合机捏合。虽然该发明的堵水剂在高温条件下的堵水率能够达95％以上，但是会大幅降低油相渗透率，同时也不能适应高盐的工况。
中国专利CN102876305A涉及一种油井堵水剂及油井堵水方法，其中的油井堵水剂包括：阴离子表面活性剂、非离子-阴离子型表面活性剂、C1-C8脂肪醇、稠油和水。本发明的油井堵水剂具有抗高矿化度水能力强、耐温性强、稳定性强、成本低和不污染地层等特点。但是，该发明需要在使用时发生聚合反应，成本高，而且，也会大幅降低油相渗透率
综上所述，目前注水开发用调驱材料或在地层内生成凝胶或冻胶对地层水进行封堵，或用油基堵剂遇水成胶或固化封堵水窜通道，但在高温高盐条件下无油水选择性，在堵水的同时也会大幅度降低油相渗透率，造成堵水压力大幅度上升，注水开发难度增大。
因此研制一种新型注水开发用深部调驱体系，调整油藏地层非均质性，降低水相渗透率，提高注水开发效果和原油采收率，是现阶段需要解决的技术问题。
发明内容
针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种注水开发用深部调驱体系及其制备方法，提高深部调驱体系的耐温抗盐性能及其抗冲刷性能，提高其稳定性，降低水相渗透率，加大水相封堵作用，从而达到稳油控水调结构、提高采收率的效果。
本发明的目的之一是提供一种注水开发用深部调驱体系，所述调驱体系是由包括改性石油树脂、水溶性聚合物、乳化剂和水在内的原料制备而得；
其中，所述水溶性聚合物为阴离子型；
所述改性石油树脂通过将石油树脂和木质素熔融共混后得到；
所述乳化剂为壬基苯酚聚氧乙烯醚和/或辛基苯酚聚氧乙烯醚。
该注水开发用深部调驱体系能够提高深部调驱体系的耐温抗盐性能及其抗冲刷性能，提高其稳定性，降低水相渗透率，加大水相封堵作用，从而达到稳油控水调结构、提高采收率的效果。
在本发明一种优选的实施方式中，所述乳化剂为型号为OP-10的辛基苯酚聚氧乙烯醚；和/或，型号为OP-10的壬基苯酚聚氧乙烯醚。
在本发明一种优选的实施方式中，木质素与石油树脂的质量比为1：5-20；优选为1：15-20。
根据本发明，石油树脂和木质素熔融共混的条件选择范围较宽，在本发明一种优选的实施方式中，C9石油树脂和木质素熔融共混的条件包括：温度为175-185℃；和/或，时间为0.8-1.5h。
在本发明一种更优选的实施方式中，所述改性石油树脂的制备方法还包括在熔融共混后进行造粒的步骤；优选地，所述造粒的条件使得到的改性石油树脂的平均粒径为1100-3500目。
所述C9石油树脂具有优异的油溶性，在20℃以上的原油中可完全溶解。在本发明一种优选的实施方式中，所述石油树脂选自C9石油树脂，优选型号为5#-140℃的C9石油树脂。
在本发明一种优选的实施方式中，所述水溶性聚合物为聚丙烯酰胺。优选地，聚丙烯酰胺的数均分子量为1500-3000万。
在本发明一种优选的实施方式中，所述水的矿化度为100000-220000mg/L；其中Mg2+和Ca2+总质量浓度为9500-10500mg/L。
在本发明一种优选的实施方式中，以质量份计，相对于100份的水，所述调驱体系中改性石油树脂的含量为2-11份，水溶性聚合物的含量为0.2-0.8份，乳化剂的含量为0.1-2份。
在本发明一种更优选的实施方式中，以质量份计，相对于100份的水，所述调驱体系中改性石油树脂的含量为4-10.5份，水溶性聚合物的含量为0.3-0.8份，乳化剂的含量为1-2份。
根据本发明，以质量份计，相对于100份的水，所述调驱体系中改性石油树脂的含量为2-11份，优选为4-10.5份，例如可以为4份、5份、6份、7份、8份、9份、10份、10.5份，以及4至10.5之间的任意值以及任意区间。
根据本发明，以质量份计，相对于100份的水，所述调驱体系中水溶性聚合物的含量为0.2-0.8份，优选为0.3-0.8份，例如可以为0.3份、0.4份、0.5份、0.6份、0.7份、0.8份，以及0.3至0.8之间的任意值以及任意区间。
根据本发明，以质量份计，相对于100份的水，所述调驱体系中乳化剂的含量为0.1-2份，优选为1-2份，例如可以为1份、1.2份、1.4份、1.6份、1.8份、2份，以及1至2之间的任意值以及任意区间。
本发明的目的之二是提供一种如前文所述的注水开发用深部调驱体系的制备方法，将改性石油树脂、水溶性聚合物与含有乳化剂的水溶液按所述用量混合后制得所述调驱体系。
本发明的注水开发用深部调驱体系的制备方法简单，成本低，具有较高的推广应用价值。
在本发明一种优选的实施方式中，该制备方法包括以下步骤：
(1)将乳化剂与水混合得到含有乳化剂的水溶液；
(2)将水溶性聚合物与步骤(1)中得到的含有乳化剂的水溶液混合，得到第二溶液；
(3)将改性石油树脂与第二溶液混合，得到乳状物。
在本发明一种优选的实施方式中，步骤(1)、步骤(2)和步骤(3)中的混合温度各自为20-50℃。
在本发明一种优选的具体实施方式中，该注水开发用深部调驱体系的制备方法，包括以下步骤：第1步，称取乳化剂加入到模拟盐水中，在20～50℃下充分搅拌后形成溶液；所述乳化剂为辛基苯酚聚氧乙烯醚、壬基苯酚聚氧乙烯醚中的一种；所述模拟盐水的矿化度为200000mg/L，其中Mg2+、Ca2+总量为10000mg/L；第2步，称取阴离子型水溶性聚合物，加入到上述溶液中，在20～50℃下充分搅拌后形成溶液；第3步，称取石油树脂和木质素按一定比例在180℃下熔融共混，冷却干燥后造粒得到改性石油树脂，将改性石油树脂加入到上述溶液中，在20～50℃下充分搅拌后形成乳液。
本发明的目的之三是提供一种注水开发用深部调驱体系，所述调驱体系通过前文所述的制备方法制备得到。
该注水开发用深部调驱体系能够提高深部调驱体系的耐温抗盐性能及其抗冲刷性能，提高其稳定性，降低水相渗透率，加大水相封堵作用，从而达到稳油控水调结构、提高采收率的效果。
本发明的目的之四是提供一种前文所述的注水开发用深部调驱体系在采油中的应用。
该注水开发用深部调驱体系能够提高深部调驱体系的耐温抗盐性能及其抗冲刷性能，提高其稳定性，降低水相渗透率，加大水相封堵作用，从而达到稳油控水调结构、提高采收率的效果。
本发明所述的注水开发用深部调驱体系及其制备方法，与现有技术相比具有以下优点和效果：
本发明是先将乳化剂加入模拟盐水中，形成溶液，再将阴离子型水溶性聚合物加入到上述溶液中，形成聚合物水溶液，然后将改性石油树脂加入到上述聚合物水溶液中，搅拌均匀后制备得到注水开发用深部调驱体系。
该注水开发用深部调驱体系能够提高深部调驱体系的耐温抗盐性能及其抗冲刷性能，提高其稳定性，降低水相渗透率，加大水相封堵作用，从而达到稳油控水调结构、提高采收率的效果。
本发明的注水开发用深部调驱体系之所以具有上述的优势，本发明的发明人通过研究发现，是本发明中的注水开发用深部调驱体系的各组分在实际的高温高盐工况条件下协同作用的结果：阴离子型水溶性聚合物可提高乳液的粘度，增强改性石油树脂颗粒的悬浮稳定性。深部调驱体系乳液注入地层后，在高温(130℃)下，改性树脂颗粒中的木质素保留了原有化学结构，其表面的羟基可与水溶性聚合物中的酰胺基发生微交联作用，从而形成空间网状结构，对树脂颗粒产生较强的束缚作用，使得树脂颗粒在该体系中的稳定性更高，进入地层的注入距离更远，从而进一步增强水相封堵作用，同时大幅度提升深部调驱体系的抗冲刷性能。石油树脂颗粒对地层水矿化度具有不敏感性，尤其在高矿化度(200000mg/L以上)下表现出优异的抗盐性能。当深部调驱体系乳液注入地层后，优先进入水相大孔道体系，改性树脂颗粒与聚合物发生交联作用形成空间网状结构，该结构稳定且抗冲刷性能优异，可对地层进行有效封堵，有利于地层深部调驱，避免仅作用于近井地带，所以能够大幅度降低水相渗透率，提高原油采收率。
本发明的注水开发用深部调驱体系的制备方法简单，成本低，具有较高的推广应用价值。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行具体的描述，有必要在此指出的是以下实施例只用于对本发明的进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，本领域技术人员根据本发明内容对本发明做出的一些非本质的改进和调整仍属本发明的保护范围。
1、实施例中涉及到的测试设备、测试条件
封堵率和提高采收率通过实验室岩心物模试验测定。具体地：
(1)封堵率的测定：将人造岩心装入岩心夹持器，先用水饱和，再用油饱和，水驱至含水90％，测量渗透率(K1)，注入0.5PV功能性调驱体系，在130℃下养护48h后，最后再水驱，再用水测定封堵后的渗透率(K2)，(1-K2/K1)×100％，即为封堵率。其中，人造岩心是通过将20-80目的石英砂在模具中填实而获得。测试例中的水都是高矿化度(矿化度为200000mg/L)的模拟盐水。
(2)通过加入调驱体系后再水驱得到的油量计算得出提高采收率。提高采收率的计算方法为：
提高采收率＝再水驱得到的油量/原始原油饱和量×100％
(3)稳定性测试：将配置好的功能性调驱体系样品除氧密封后放置在130℃烘箱中60天，观察是否分层。
2、实施例中所用到原料来源：木质素(工业级)，购自济南优米化工有限公司；C9石油树脂的型号为5#-140℃；阴离子型水溶性聚合物为阴离子型聚丙烯酰胺(工业级)，购自河北凯兴化工有限公司；辛基苯酚聚氧乙烯醚的型号是OP-10；壬基苯酚聚氧乙烯醚的型号是NP-10；模拟盐水的矿化度均为200000mg/L。
实施例1
第1步，称取0.5g辛基苯酚聚氧乙烯醚加入到100g模拟盐水中，在43℃下充分搅拌后形成溶液；
第2步，称取0.5g阴离子型聚丙烯酰胺，加入到上述溶液中，在43℃下充分搅拌后形成溶液；
第3步，称取2g石油树脂(5#-140℃)与0.4g木质素在180℃下熔融共混1h，冷却干燥后造粒得到改性石油树脂(平均粒径为2300目)，将改性石油树脂加入到上述溶液中，在43℃下充分搅拌后形成深部调驱体系。
经测试，制备的深部调驱体系的堵水率、提高采收率见表1，说明该聚合物封堵性能良好；60天后乳液无分层，说明该乳液具有良好的热稳定性。
实施例2
第1步，称取0.1g辛基苯酚聚氧乙烯醚加入到100g模拟盐水中，在20℃下充分搅拌后形成溶液；
第2步，称取0.2g阴离子型水溶性聚合物，加入到上述溶液中，在20℃下充分搅拌后形成溶液；
第3步，称取3g石油树脂与0.3g木质素在180℃下熔融共混1h，冷却干燥后造粒得到改性石油树脂，将改性石油树脂加入到上述溶液中，在20℃下充分搅拌后形成深部调驱体系。
经测试，制备的深部调驱体系的堵水率、提高采收率见表1，说明该聚合物封堵性能良好；60天后乳液无分层，说明该乳液具有良好的热稳定性。
实施例3
第1步，称取2g辛基苯酚聚氧乙烯醚加入到100g模拟盐水中，在37℃下充分搅拌后形成溶液；
第2步，称取0.5g阴离子型水溶性聚合物，加入到上述溶液中，在37℃下充分搅拌后形成溶液；
第3步，称取6g石油树脂与0.4g木质素在180℃下熔融共混1h，冷却干燥后造粒得到改性石油树脂，将改性石油树脂加入到上述溶液中，在37℃下充分搅拌后形成深部调驱体系。
经测试，制备的深部调驱体系的堵水率、提高采收率见表1，说明该聚合物封堵性能良好；60天后乳液无分层，说明该乳液具有良好的热稳定性。
实施例4
第1步，称取1g壬基苯酚聚氧烯醚加入到100g模拟盐水中，在30℃下充分搅拌后形成溶液；
第2步，称取0.3g阴离子型水溶性聚合物，加入到上述溶液中，在30℃下充分搅拌后形成溶液；
第3步，称取4g石油树脂与0.5g木质素在180℃下熔融共混1h，冷却干燥后造粒得到改性石油树脂，将改性石油树脂加入到上述溶液中，在30℃下充分搅拌后形成深部调驱体系。
经测试，制备的深部调驱体系的堵水率、提高采收率见表1，说明该聚合物封堵性能良好；60天后乳液无分层，说明该乳液具有良好的热稳定性。
实施例5
第1步，称取1.5g辛基苯酚聚氧乙烯醚加入到100g模拟盐水中，在50℃下充分搅拌后形成溶液；
第2步，称取0.8g阴离子型水溶性聚合物，加入到上述溶液中，在50℃下充分搅拌后形成溶液；
第3步，称取10g石油树脂与0.5g木质素在180℃下熔融共混1h，冷却干燥后造粒得到改性石油树脂，将改性石油树脂加入到上述溶液中，在50℃下充分搅拌后形成深部调驱体系。
经测试，制备的深部调驱体系的堵水率、提高采收率见表1，说明该聚合物封堵性能良好；60天后乳液无分层，说明该乳液具有良好的热稳定性。
对比例1
按照实施例5的配比，不同的是，不进行石油树脂改性的步骤，而将木质素和石油树脂直接加入步骤2所得的溶液中，其他步骤与实施例5相同。
按照相同的测试方法检测堵水率、提高采收率、热稳定性，结果见表1。
对比例2
按照实施例5的配比，不同的是，不进行石油树脂改性的步骤，而将石油树脂直接加入步骤2所得的溶液中，其他步骤与实施例5相同。
按照相同的测试方法检测堵水率、提高采收率、热稳定性，结果见表1。
对比例3
按照实施例5的方法制备深部调驱体系，不同的是，将实施例5中的辛基苯酚聚氧乙烯醚以十六烷基三甲基溴化铵替代。产物明显分层，未得到分散均匀的乳液状产品，不能用于深部调驱。
对比例4
按照实施例5的配比，不进行步骤1，而直接将将实施例5中的改性石油树脂和其他原料在50℃下进行混合搅拌，搅拌时间与实施例5中步骤(1)-步骤(3)中的总用时相同。产物明显分层，未得到分散均匀的乳液型产品，不能用于深部调驱。
表1
由表1中各实施例、对比例中的深部调驱体系的检测结果可见，本发明的深部调驱体系能够提高油田调剖堵水组合物的耐温抗盐性能及其抗冲刷性能，降低水相渗透率，提高堵水率，加大水相封堵作用，同时降低对油相渗透率的影响，从而达到稳油控水调结构、提高采收率的效果。
Claims (10)
1.一种注水开发用深部调驱体系，所述调驱体系是由包括改性石油树脂、水溶性聚合物、乳化剂和水在内的原料制备而得；
以质量份计，相对于100份的水，所述调驱体系中改性石油树脂的含量为2-11份，水溶性聚合物的含量为0.2-0.8份，乳化剂的含量为0.1-2份；
其中，所述水溶性聚合物为阴离子型；所述水溶性聚合物为聚丙烯酰胺；
所述改性石油树脂通过将石油树脂和木质素熔融共混后得到；木质素与石油树脂的质量比为1：5-20；石油树脂和木质素熔融共混的条件包括：温度为175-185℃；时间为0.8-1.5h；
所述乳化剂为壬基苯酚聚氧乙烯醚和/或辛基苯酚聚氧乙烯醚。
2.根据权利要求1所述的注水开发用深部调驱体系，其特征在于，木质素与石油树脂的质量比为1：15-20。
3.根据权利要求1所述的注水开发用深部调驱体系，其特征在于，
所述改性石油树脂的制备方法还包括在熔融共混后进行造粒的步骤。
4.根据权利要求3所述的注水开发用深部调驱体系，其特征在于，
所述造粒的条件使得到的改性石油树脂的平均粒径为1100-3500目；和/或，所述石油树脂选自C9石油树脂。
5.根据权利要求1所述的注水开发用深部调驱体系，其特征在于，
所述水的矿化度为100000-220000mg/L；其中Mg2+和Ca2+总质量浓度为9500-10500mg/L。
6.根据权利要求1-5之一所述的注水开发用深部调驱体系，其特征在于，以质量份计，相对于100份的水，所述调驱体系中改性石油树脂的含量为4-10.5份，水溶性聚合物的含量为0.3-0.8份，乳化剂的含量为1-2份。
7.一种如权利要求1-6之一所述的注水开发用深部调驱体系的制备方法，其特征在于，包括：
将改性石油树脂、水溶性聚合物与含有乳化剂的水溶液按所述用量混合后制得所述调驱体系。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将乳化剂与水混合得到含有乳化剂的水溶液；
(2)将水溶性聚合物与步骤(1)中得到的含有乳化剂的水溶液混合，得到第二溶液；
(3)将改性石油树脂与第二溶液混合，制得所述调驱体系。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)、步骤(2)和步骤(3)中的混合温度各自为20-50℃。
10.一种如权利要求1-6之一所述的注水开发用深部调驱体系在采油中的应用。
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