CN116064022A - 油田调剖堵水组合物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水和提升高含水期油藏油井产能的研究领域，公开了一种油田调剖堵水组合物及其制备方法和应用，该油田调剖堵水组合物是由包括以下组分的原料制备而得：C9石油树脂、乳化剂、魔芋粉、阴离子型水溶性聚合物和水。该组合物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，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。
Description
技术领域
本发明涉及油田调剖堵水和提升高含水期油藏油井产能的研究领域，具体地，本发明涉及一种油田调剖堵水组合物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。树脂型堵水剂的特点在于树脂与固化剂反应生成具有网状结构的物质，由于热固性树脂高温稳定性好，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。
现有的树脂型或聚合物凝胶类堵水剂及深部调剖技术已经广泛应用于油田，并取得一定的积极效果。然而，随着油田开发的不断深入，油层特性及环境发生着不同程度的变化，并且长期使用堵水材料使得油藏开发的矛盾日益突出。在油田实际开发过程中，低渗等特殊油田对于堵水剂的应用提出了更高要求，且为了减少对地层的损害，注水开发用助剂的成分及作用方式面临着新的技术难题。
综上所述，目前注水开发用调驱材料多是由聚丙烯酰胺及其衍生物等水溶性聚合物在地层内生成凝胶或冻胶对地层水进行封堵，例如中国专利CN104327814A，或用油基堵剂遇水成胶或固化封堵水窜通道例如中国专利CN103374342A，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油田调剖堵水组合物，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，是本领域的研究方向。
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油田调剖堵水组合物及其制备方法，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，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。
本发明的目的之一是提供一种油田调剖堵水组合物，所述组合物是由包括以下组分的原料制备而得：C9石油树脂、乳化剂、魔芋粉、阴离子型水溶性聚合物和水。
本发明的油田调剖堵水组合物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，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。
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，乳化剂的含量为0.1-2份；阴离子型水溶性聚合物的含量为0.1-0.5份，C9石油树脂的含量为0.5-15份，魔芋粉的含量为0.01-0.1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，乳化剂的含量为1-2份：阴离子型水溶性聚合物的含量为0.2-0.25份，C9石油树脂的含量为7-10份，魔芋粉的含量为0.03-0.1份。
根据本发明，以质量份计，相对于100份的水，乳化剂的含量为0.1-2份，优选为1-2份，例如可以为1份、1.4份、1.6份、1.8份、2份，以及0.1至2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，阴离子型水溶性聚合物的含量为0.1-0.5份，优选为0.2-0.25份，例如可以为0.2份、0.22份、0.23份、份、0.24份、0.25份，以及0.2至0.25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，C9石油树脂的含量为0.5-15份，优选为7-10份，例如可以为7份、8份、9份、10份，以及7至10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，魔芋粉的含量为0.01-0.1份，优选为0.03-0.1份，例如可以为0.03份、0.05份、0.08份、0.1份，以及0.03至0.1之间的任意值以及任意区间。
在本发明一种优选的实施方式中，所述乳化剂为辛基苯酚聚氧乙烯醚和/或壬基苯酚聚氧乙烯醚。
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NP-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，所述阴离子型水溶性聚合物为聚丙烯酰胺。优选地，聚丙烯酰胺的粘均分子量为1500—3000万。
根据本发明，所述水的矿化度的范围较宽，结合实际的使用工况，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。
本发明的目的之二是提供一种前文所述的油田调剖堵水组合物的制备方法，所述方法包括将C9石油树脂、魔芋粉和阴离子型水溶性聚合物与含有乳化剂的水溶液混合制得所述油田调剖堵水组合物。
本发明的油田调剖堵水组合物的制备方法简单，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，所述制备方法包括：
(1)将乳化剂与水混合得到含有乳化剂的溶液；
(2)将阴离子型水溶性聚合物与步骤(1)得到的含有乳化剂的溶液混合，得到含有乳化剂和阴离子型水溶性聚合物的溶液；
(3)将C9石油树脂与步骤(2)得到的溶液混合，得到乳液；
(4)将魔芋粉与步骤(3)得到的乳液混合，制得所述油田调剖堵水组合物。
根据本发明，步骤(1)、步骤(2)、步骤(3)和步骤(4)中的混合温度的调节范围较宽，在本发明一种优选的实施方式中，步骤(1)、步骤(2)、步骤(3)和步骤(4)中的混合温度各自为20-50℃。
在本发明一种更优选的实施方式中，所述制备方法包括：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和/或壬基苯酚聚氧乙烯醚；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C9树脂，加入到上述溶液中，在20～50℃下充分搅拌后形成乳液；所述C9树脂A具有优异的油溶性，在20℃以上的原油中可完全溶解；第4步，称取魔芋粉加入到上述乳液中，在20～50℃下充分搅拌后形成油田调剖堵水组合物。
本发明的目的之三是提供一种前文所述方法制备的油田调剖堵水组合物。
本发明的油田调剖堵水组合物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，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。
本发明的目的之四是提供一种前文所述的油田调剖堵水组合物在采油中的应用。本发明的油田调剖堵水组合物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，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。具有较高的封堵率和提高采收率，稳定性较高。
本发明所述的油田调剖堵水组合物及其制备方法，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C9树脂加入到上述聚合物水溶液中，形成稳定的乳液，最后将魔芋粉加入上述乳液中，搅拌均匀后制备得到油田调剖堵水组合物。本发明的油田调剖堵水组合物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，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。
本发明的油田调剖堵水组合物之所以具有上述的优势，本发明的发明人通过研究发现，是本发明中的油田调剖堵水组合物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C9树脂颗粒的悬浮稳定性，油田调剖堵水组合物乳液注入地层后，在高温(130℃)下，魔芋粉中的羟基与水溶性聚合物中的酰胺基发生交联形成空间三维网状结构，便于树脂颗粒的悬浮、携带和注入，进一步增强水相封堵作用，同时利于增强油田调剖堵水组合物的抗冲刷性能。C9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。当油田调剖堵水组合物乳液注入地层后，优先进入水相大孔道体系，在魔芋粉的作用下，形成包埋树脂颗粒的三维网状结构，大幅度降低水相渗透率；当油田调剖堵水组合物乳液进入油层后，颗粒析出溶解，减小对油相渗透率的影响，高粘度流体在驱替压力下继续前移，起到扩大波及体积的作用，进一步提高原油采收率。
本发明的油田调剖堵水组合物的制备方法简单，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油田调剖堵水组合物，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)通过加入油田调剖堵水组合物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：将配置好的油田调剖堵水组合物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：魔芋粉(工业级)，购自山东思扬生物科技有限公司；阴离子型水溶性聚合物均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0.1g辛基苯酚聚氧乙烯醚加入到100g模拟盐水(矿化度为200000mg/L)中，在20℃下充分搅拌后形成溶液；
第2步，称取0.15g阴离子型聚丙烯酰胺，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5g C9石油树脂，加入到上述溶液中，在20℃下充分搅拌后形成乳液；
第4步，称取0.01g魔芋粉加入到上述乳液中，在20℃下充分搅拌后形成油田调剖堵水组合物。
经测试，制备的油田调剖堵水组合物的堵水率、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0.3g辛基苯酚聚氧乙烯醚加入到100g模拟盐水中，在28℃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 C9树脂，加入到上述溶液中，在28℃下充分搅拌后形成乳液；
第4步，称取0.03g魔芋粉加入到上述乳液中，在28℃下充分搅拌后形成油田调剖堵水组合物。
经测试，制备的油田调剖堵水组合物的堵水率、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0.5g壬基苯酚聚氧乙烯醚加入到100g模拟盐水中，在35℃下充分搅拌后形成溶液；
第2步，称取0.25g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7g C9树脂，加入到上述溶液中，在35℃下充分搅拌后形成乳液；
第4步，称取0.03g魔芋粉加入到上述乳液中，在35℃下充分搅拌后形成油田调剖堵水组合物。
经测试，制备的油田调剖堵水组合物的堵水率、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辛基苯酚聚氧乙烯醚加入到100g模拟盐水中，在42℃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20℃下充分搅拌后形成溶液；
第3步，称取0.5gC9树脂，加入到上述溶液中，在42℃下充分搅拌后形成乳液；
第4步，称取0.03g魔芋粉加入到上述乳液中，在42℃下充分搅拌后形成油田调剖堵水组合物。
经测试，制备的油田调剖堵水组合物的堵水率、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2g辛基苯酚聚氧乙烯醚加入到100g模拟盐水中，在46℃下充分搅拌后形成溶液；
第2步，称取0.25g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10gC9树脂，加入到上述溶液中，在46℃下充分搅拌后形成乳液；
第4步，称取0.05g魔芋粉加入到上述乳液中，在46℃下充分搅拌后形成油田调剖堵水组合物。
经测试，制备的油田调剖堵水组合物的堵水率、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6
第1步，称取1g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0.2g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7gC9树脂，加入到上述溶液中，在50℃下充分搅拌后形成乳液；
第4步，称取0.1g魔芋粉加入到上述乳液中，在50℃下充分搅拌后形成油田调剖堵水组合物。
经测试，制备的油田调剖堵水组合物的堵水率、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的方法制备油田调剖堵水组合物，不同的是，将实施例5中的C9石油树脂以C5石油树脂替代。
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的方法制备油田调剖堵水组合物，不同的是，不添加实施例5中的魔芋粉。
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的方法制备油田调剖堵水组合物，不同的是，将实施例5中的辛基苯酚聚氧乙烯醚以十二烷基二甲基苄基氯化铵替代。所得的组合物明显分层，未得到分散均匀的白色乳液状产物，不能用作油田调剖堵水。
表1
由表1中各实施例、对比例中的组合物的检测结果可见，本发明的油田调剖堵水组合物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)
1.一种油田调剖堵水组合物，所述组合物是由包括以下组分的原料制备而得：
C9石油树脂、乳化剂、魔芋粉、阴离子型水溶性聚合物和水。
2.根据权利要求1所述的油田调剖堵水组合物，其特征在于：
以质量份计，相对于100份的水，乳化剂的含量为0.1-2份，阴离子型水溶性聚合物的含量为0.1-0.5份，C9石油树脂的含量为0.5-15份，魔芋粉的含量为0.01-0.1份。
3.根据权利要求1所述的油田调剖堵水组合物，其特征在于：
以质量份计，相对于100份的水，乳化剂的含量为1-2份；阴离子型水溶性聚合物的含量为0.2-0.25份，C9石油树脂的含量为7-10份，魔芋粉的含量为0.03-0.1份。
4.根据权利要求1-3之一所述的油田调剖堵水组合物，其特征在于：所述乳化剂为辛基苯酚聚氧乙烯醚和/或壬基苯酚聚氧乙烯醚。
5.根据权利要求1-3之一所述的油田调剖堵水组合物，其特征在于：
所述阴离子型水溶性聚合物为聚丙烯酰胺；
和/或，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。
6.一种权利要求1-5之一所述的油田调剖堵水组合物的制备方法，所述方法包括将C9石油树脂、魔芋粉和阴离子型水溶性聚合物与含有乳化剂的水溶液混合制得所述油田调剖堵水组合物。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于所述制备方法包括：
(1)将乳化剂与水混合得到含有乳化剂的溶液；
(2)将阴离子型水溶性聚合物与步骤(1)得到的含有乳化剂的溶液混合，得到含有乳化剂和阴离子型水溶性聚合物的溶液；
(3)将C9石油树脂与步骤(2)得到的溶液混合，得到乳液；
(4)将魔芋粉与步骤(3)得到的乳液混合，制得所述油田调剖堵水组合物。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于：
步骤(1)、步骤(2)、步骤(3)和步骤(4)中的混合温度各自为20-50℃。
9.一种由权利要求6或7或8所述方法制备的油田调剖堵水组合物。
10.一种如权利要求1-5、9之一所述的油田调剖堵水组合物在采油中的应用。
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