CN116218498B - 一种火驱大修井解堵组合物、可降解暂堵球的制备方法及分层解堵方法 - Google Patents
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Abstract
本发明特别涉及一种火驱大修井解堵组合物、可降解暂堵球的制备方法及分层解堵方法，属于油田解堵技术领域，包括第一段塞、可降解暂堵球、第二段塞以及第三段塞，可降解暂堵球的原料组分以质量分数计包括：聚乙烯醇：10‑15％、聚丙烯：15‑20％、聚丙烯酰胺：60‑70％、超细氧化钙：1‑2％以及增溶剂：2‑3％。其通过第一段塞清洗井筒内残余的死油，通过第二段塞进入低渗层，配合可降解暂堵球对高渗层射孔炮眼进行暂时封堵，提高针对性和有效性；通过第三段塞辅助可降解暂堵球的降解。通过设置可降解暂堵球的原料组分，使其能够在地层温度条件下自行降解，不会对油层造成任何污染。
Description
技术领域
本发明属于油田解堵技术领域，特别涉及一种火驱大修井解堵组合物、可降解暂堵球的制备方法及分层解堵方法。
背景技术
火驱即火烧油层，是指通过对地下油层中注入空气，利用原油自身燃烧产生热量和气体，实现地下原油的降粘和改质，驱动原油从生产井中采出。火驱一个最大的缺陷是，注空气井点火瞬时温度高达500℃以上，加之注空气井均为吞吐老井转注，套管受反复注汽影响较为薄弱，以及转驱后点火高温影响，极易造成严重套坏。严重套坏后，必须实施大修或更新措施，恢复注气，但大修后的泥浆污染问题较为严重，究其原因，主要是老井本身地层亏空较大，漏失严重，极易造成泥浆污染堵塞。
目前常规的物理或化学解堵措施很难解除大修泥浆污染堵塞，原因有二：一是泥浆成份复杂，容易产生漏失的问题。二是污染层段复杂，因为油层本身存在层间物性差异，加上后期采出程度不同，造成泥浆漏失层段难以判断，加之大修后一般都是内衬套管完井，内径缩小之后，分层解堵实施难度大。目前常用的酸化解堵工艺，很难解除大修泥浆漏失造成的污染堵塞，也很难准确的将酸液作用于污染目的层位。因此，现有方法对火驱大修井泥浆污染解堵均不适用，无法有效实现解堵。
发明内容
本申请的目的在于提供一种火驱大修井解堵组合物、可降解暂堵球的制备方法及分层解堵方法，其克服了现有技术的不足，提供了一种在技术方面可行、施工方面易行，能够有效适用于火驱大修井泥浆污染解堵的组合物及方法。
为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种火驱大修井解堵组合物，包括第一段塞、可降解暂堵球、第二段塞以及第三段塞，所述可降解暂堵球的原料组分以质量分数计包括：
聚乙烯醇：10-15％、聚丙烯：15-20％、聚丙烯酰胺：60-70％、超细氧化钙：1-2％以及增溶剂：2-3％。
可选的，所述聚乙烯醇的粘均分子量为6-7万，所述聚丙烯的粘均分子量为5-6万，所述聚丙烯酰胺的粘均分子量为1600-2000万。
可选的，所述聚丙烯酰胺的聚合度为19-20万。
可选的，所述第一段塞包括前置液，所述前置液的组分以质量分数计包括：混苯40％-50％和乳化剂1-3％，余量为水；
其中：
所述混苯包括苯、甲苯及二甲苯中的任意一种或多种组合；
所述乳化剂包括十二烷基苯磺酸钠、十二烷基磺酸钠、烷基酚聚氧乙烯醚、辛基酚聚氧乙烯醚及壬基酚聚氧乙烯醚中的任意一种或多种组合。
可选的，所述第二段塞包括缓速酸解堵剂，所述缓速酸解堵剂的组分以质量分数计包括：
盐酸：8-10％、氢氟酸：3-5％、乙酸：4-6％、氟硼酸：4-6％以及缓释剂：1-2％。
基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种可降解暂堵球的制备方法，包括如下步骤：
采用上述任意一项原料组分加入反应釜内加热并搅拌，获得混合物；
将所述混合物注入真空球模内并冷却，获得所述可降解暂堵球。
可选的，所述反应釜加热温度为240-270℃，加热时间为3-4h。
可选的，所述混合物的注入温度为240-270℃，所述混合物的注入压力为110-120MPa，所述混合物的注入时间为2-3s，所述真空球模内压为18-20MPa。
基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种分层解堵方法，使用上述任意一项所述的火驱大修井解堵组合物进行，包括如下步骤：
向井内注入所述第一段塞；
向含有所述第一段塞的井内投入所述可降解暂堵球；
向含有所述可降解暂堵球的井内注入所述第二段塞；
向含有所述第二段塞的井内注入所述第三段塞；
其中，所述第一段塞的注入量为15-30m3，注入压力为2-8MPa；
所述可降解暂堵球的直径为射孔直径的1.2-1.4倍，所述可降解暂堵球的投入数量为暂堵层位射孔数量的1.0-1.3倍；
所述第二段塞的注入量为80-120m3，注入压力为3-6MPa；
所述第三段塞的注入量为20-30m3，注入压力为2-5MPa。
可选的，所述第三段塞注入后，关井反应12-24h。
本发明实施例中的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
本发明实施例提供的火驱大修井解堵组合物，其包括第一段塞、可降解暂堵球、第二段塞以及第三段塞，所述可降解暂堵球的原料组分以质量分数计包括：聚乙烯醇：10-15％、聚丙烯：15-20％、聚丙烯酰胺：60-70％、超细氧化钙：1-2％以及增溶剂：2-3％；其通过第一段塞清洗井筒内残余的死油，通过第二段塞进入低渗层，配合可降解暂堵球对高渗层射孔炮眼进行暂时封堵；提高针对性和有效性，通过设置第三段塞，一方面防止解堵之后，正常生产过程中酸液腐蚀抽油泵，另一方面可降解暂堵球需在第三段塞存在的条件下才能降解，否则会出现降解不完全、堵塞抽油泵的情况。通过设置可降解暂堵球的原料组分，使其能够在地层温度条件下自行降解，不会对油层造成任何污染。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1是本发明实施例提供的一种分层解堵方法的流程图。
具体实施方式
下文将结合具体实施方式和实施例，具体阐述本发明，本发明的优点和各种效果将由此更加清楚地呈现。本领域技术人员应理解，这些具体实施方式和实施例是用于说明本发明，而非限制本发明。
在整个说明书中，除非另有特别说明，本文使用的术语应理解为如本领域中通常所使用的含义。因此，除非另有定义，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属领域技术人员的一般理解相同的含义。若存在矛盾，本说明书优先。本文中所使用的专业术语只是为了描述具体实施例的目的，并不是旨在限制本发明的保护范围。例如，室温可以是指10～35℃区间内的温度。
除非另有特别说明，本发明中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等，均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。
本申请实施例的技术方案为解决上述技术问题，总体思路如下：
根据本发明一种典型的实施方式，提供了一种火驱大修井解堵组合物，包括第一段塞、可降解暂堵球、第二段塞以及第三段塞，所述可降解暂堵球的原料组分以质量分数计包括：
聚乙烯醇：10-15％、聚丙烯：15-20％、聚丙烯酰胺：60-70％、超细氧化钙：1-2％以及增溶剂：2-3％。
上述主要组分的作用和限定范围详细说明如下：
聚乙烯醇：反应物，提供聚合反应所需的醇羟基，使用浓度为10-15％。
聚丙烯：增韧剂，促使聚合反应后生成的物质具有一定韧性，使用浓度为15-20％。
聚丙烯酰胺：主反应物，提供聚合反应所需的酰胺基，使用浓度为60-70％。
超细氧化钙：填充剂，促使聚合反应后生成的物质具有一定的刚性，使用浓度为1-2％。
增溶剂：促使各种反应物分散，增加反应速率，使用浓度2-3％。
作为一种可选的实施方式，所述聚乙烯醇的粘均分子量为6-7万，所述聚丙烯的粘均分子量为5-6万，所述聚丙烯酰胺的粘均分子量为1600-2000万。
作为一种可选的实施方式，所述聚丙烯酰胺的聚合度为19-20万。
作为一种可选的实施方式，所述第一段塞包括前置液，所述前置液的组分以质量分数计包括：混苯40％-50％和乳化剂1-3％，余量为水；
其中：
所述混苯包括苯、甲苯及二甲苯中的任意一种或多种组合；
所述乳化剂包括十二烷基苯磺酸钠、十二烷基磺酸钠、烷基酚聚氧乙烯醚、辛基酚聚氧乙烯醚及壬基酚聚氧乙烯醚中的任意一种或多种组合。
作为一种可选的实施方式，所述第二段塞包括缓速酸解堵剂，所述缓速酸解堵剂的组分以质量分数计包括：
盐酸：8-10％、氢氟酸：3-5％、乙酸：4-6％、氟硼酸：4-6％以及缓释剂：1-2％。
上述主要组分的作用和限定范围详细说明如下：该酸化配方可与大修泥浆污染物反应，通过无机酸与有机酸的组合，既保证酸化溶蚀污染物的强度，又有效延长反应时间，拓展解堵作用半径，达到深部缓蚀的效果。
本发明与现有技术相比，其能够通过第一段塞清洗井筒内残余的死油，配合可降解暂堵球对高渗层射孔炮眼进行暂时封堵；通过第二段塞进入低渗层，对低渗层精准解堵，提高针对性和有效性。通过设置可降解暂堵球的原料组分，使其能够在地层温度条件下自行降解，不会对油层造成任何污染。
根据本发明一种典型的实施方式，提供了一种可降解暂堵球的制备方法，包括如下步骤：
S1、采用上述任意一项原料组分加入反应釜内加热并搅拌，获得混合物。
作为一种可选的实施方式，所述反应釜加热温度为240-270℃，加热时间为3-4h。
控制上述加热条件的原因在于：使反应物熔融，进一步发生聚合反应。
S2、将所述混合物注入真空球模内并冷却，获得所述可降解暂堵球。
作为一种可选的实施方式，所述混合物的注入温度为240-270℃，所述混合物的注入压力为110-120MPa，所述混合物的注入时间为2-3s，所述真空球模内压为18-20MPa。
控制上述各项参数的原因在于：在上述参数下，各反应物能较好的发生目标产物的聚合反应，减少副反应的发生，生成的产物加工成的可降解暂堵球才能具备较好的刚性、韧性，满足暂堵过程中对暂堵球抗压强度(70MPa)与降解时间(12-16h)的要求。
根据本发明一种典型的实施方式，提供了一种分层解堵方法，使用上述任意一项所述的火驱大修井解堵组合物进行，包括如下步骤：
S1、向井内注入所述第一段塞；
S2、向含有所述第一段塞的井内投入所述可降解暂堵球；
S3、向含有所述可降解暂堵球的井内注入所述第二段塞；
S4、向含有所述第二段塞的井内注入所述第三段塞。
其中，所述第一段塞的所述第一段塞的注入量为15-30m3，注入压力为2-8MPa；所述可降解暂堵球的直径为射孔直径的1.2-1.4倍，所述可降解暂堵球的投入数量为暂堵层位射孔数量的1.0-1.3倍；所述第二段塞的注入量为80-120m3，注入压力为3-6MPa；所述第三段塞的注入量为20-30m3，注入压力为2-5MPa。
需要说明的是，实际操作过程中，所述第一段塞的注入量还需结合作业过程中洗井操作时返出物中胶质、沥青质、蜡质成分的质量百分比含量。若返出物中胶质、沥青质、蜡质含量总和未超过30％，则第一段塞的注入量在正常设计量基础上增加3-5吨；若返出物中胶质、沥青质、蜡质含量总和超过30％，则第一段塞的注入量在正常设计量基础上增加5-10吨。
需要说明的是，第三段塞为清水。
本发明与现有技术相比，其首先通过注入第一段塞，清洗井筒内残余的死油，然后通过投入可降解暂堵球，并配合已注入的第一段塞，对高渗层射孔炮眼进行暂时封堵，接着通过注入第二段塞，因为高渗层射孔炮眼已被可降解暂堵球暂时性封堵，因此迫使第二段塞向低渗层运移，使第二段塞中的解堵成分更多的进入低渗层，实现了第二段塞对低渗透层的精准解堵，提高了解堵的针对性及有效性。施工结束后关井反应期间，可降解暂堵球在地层温度条件下自行降解，不会对油层造成任何污染。
作为一种可选的实施方式，解堵半径为1.5-2.0m。
选取上述范围的原因是：根据大修作业过程中使用的泥浆用量及比重计算出来的污染物总量，再结合油藏油层厚度及孔隙度、渗透率等数值，计算得到上述油层污染半径，即解堵半径。
作为一种可选的实施方式，所述第三段塞注入后，关井反应12-24h。
下面将结合实施例、对照例及实验数据对本申请的火驱大修井解堵组合物、可降解暂堵球的制备方法及分层解堵方法进行详细说明。
实施例1
环境：某油田火驱大修井，吞吐18轮，受大修影响注汽压力16.5MPa，注汽干度45％，周期生产65天，产油91t，产水691t，已处于周期末。该井射孔孔径为10mm,暂堵层位射孔数为320个。
本实施例提供了一种火驱大修井解堵组合物，包括第一段塞、可降解暂堵球、第二段塞以及第三段塞，其中，各原料的组分以质量分数计见表1-3。
表1实施例1第一段塞的原料组分
表2实施例1可降解暂堵球的原料组分
其中，该井射孔孔径为10mm,暂堵球的直径按照射孔半径的1.2倍选取为12mm，暂堵层位射孔数为320个，暂堵球的数量按1.2倍设计为384个。
其中，增溶剂为：由上海德高实业有限公司提供的PC309型增溶剂。
表3实施例1第二段塞的原料组分
其中，缓释剂为：由南京华洲材料有限公司提供的HAI-90型缓蚀剂。
第三段塞：本实施例中为清水。
本实施例还提供了一种可降解暂堵球的制备方法，包括如下步骤：
S1、采用上述原料组分加入反应釜内，在250℃的条件下加热并搅拌，加热时间为3.2h，获得混合物。
S2、将混合物在250℃的条件下，以110-120MPa的注入压力、3s的注入时间的情况下注入真空球模内并冷却，并保持所述真空球模内压为18-20MPa，获得所述可降解暂堵球。
本实施例还提供了一种分层解堵方法，使用上述火驱大修井解堵组合物进行，包括如下步骤：
S1、向井内注入所述第一段塞；
S2、向含有所述第一段塞的井内投入所述可降解暂堵球；
S3、向含有所述可降解暂堵球的井内注入所述第二段塞；
S4、向含有所述第二段塞的井内注入所述第三段塞。
其中，所述第一段塞的注入量为15m3，注入压力为5MPa；所述第二段塞的注入量为90m3，注入压力为4MPa；所述第三段塞的注入量为25m3，注入压力为2MPa。
实施例2
环境：某油田火驱大修井，吞吐25轮，受大修影响注汽压力17.0MPa，注汽干度33％，周期生产55天，产油80t，产水560t，已处于周期末。该井射孔孔径为10mm,暂堵层位射孔数为260个。
本实施例提供了一种火驱大修井解堵组合物，包括第一段塞、可降解暂堵球、第二段塞以及第三段塞，其中，各原料的组分以质量分数计见表4-6。
表4实施例2第一段塞的原料组分
表5实施例2可降解暂堵球的原料组分
其中，该井射孔孔径为12mm,暂堵球的直径按照射孔半径的1.2倍选取为14mm，暂堵层位射孔数为260个，暂堵球的数量按1.2倍设计为312个。
其中，增溶剂为：由上海德高实业有限公司提供的PC309型增溶剂。
盐酸：8-10％、氢氟酸：3-5％、乙酸：4-6％、氟硼酸：4-6％以及缓释剂：1-2％。
表6实施例2第二段塞的原料组分
其中，缓释剂为：由南京华洲材料有限公司提供的HAI-90型缓蚀剂。
第三段塞：本实施例中为清水。
本实施例还提供了一种可降解暂堵球的制备方法，包括如下步骤：
S1、采用上述原料组分加入反应釜内，在260℃的条件下加热并搅拌，加热时间为3h，获得混合物。260℃的条件下，以110-120MPa的注入压力、2s的注入时间的情况下注入真空球模内并冷却，并保持所述真空球模内压为18-20MPa，获得所述可降解暂堵球。
本实施例还提供了一种分层解堵方法，使用上述火驱大修井解堵组合物进行，包括如下步骤：
S1、向井内注入所述第一段塞；
S2、向含有所述第一段塞的井内投入所述可降解暂堵球；
S3、向含有所述可降解暂堵球的井内注入所述第二段塞；
S4、向含有所述第二段塞的井内注入所述第三段塞。
其中，所述第一段塞的注入量为18m3，注入压力为6MPa；所述第二段塞的注入量为100m3，注入压力为3MPa；所述第三段塞的注入量为30m3，注入压力为2MPa。
对比例1
环境：某油田火驱大修井，吞吐20轮，受大修影响注汽压力16.3MPa，注汽干度47％，周期生产101天，产油108t，产水521t，已处于周期末。
本对比例提供了一种火驱大修井酸化解堵工艺，包括第一段塞、第二段塞，各原料的组分以质量分数计见表7。
表7对比例1第一段塞的原料组分
其中，缓蚀剂为：由南京华洲材料有限公司提供的HAI-90型缓蚀剂。
第二段塞：本对比例中为清水。
其中，所述第一段塞的注入量为120m3，注入压力为2MPa；所述第二段塞的注入量为25m3，注入压力为2MPa。
对比例2
环境：某油田火驱大修井，吞吐17轮，受大修影响注汽压力15.8MPa，注汽干度45％，周期生产68天，产油128t，产水453t，已处于周期末。
本对比例提供了一种火驱大修井暂堵酸化工艺，包括第一段塞、第二段塞、第三段塞，各原料的组分以质量分数计见表8。
表8对比例2第一段塞的原料组分
表9对比例2第二段塞的原料组分
其中，缓蚀剂为：由南京华洲材料有限公司提供的HAI-90型缓蚀剂。
第三段塞：本对比例中为清水。
其中，所述第一段塞的注入量为30m3，注入压力为2MPa；所述第二段塞的注入量为90m3，注入压力为3MPa，第三段塞的注入量为25m3，注入压力为2MPa。
实验例1
分别采用实施例1-2和对比例1-2的方法进行解堵，分别通过下述各项参数评估解堵效果，评估结果如下表所示：
由表可得，本发明实施例提供的分层解堵方法的解堵效果从注汽压力降低、注汽干度升高、周期产油量上升等方面均优于现有技术，其技术方面可行，施工方面易行，能够有效适用于火驱大修井泥浆污染解堵。
本发明实施例中的一个或多个技术方案，至少还具有如下技术效果或优点：
(1)本发明提供的一种火驱大修井解堵组合物，其通过第一段塞清洗井筒内残余的死油，配合可降解暂堵球对高渗层射孔炮眼进行暂时封堵；通过第二段塞进入低渗层，对低渗层精准解堵，提高针对性和有效性。通过设置可降解暂堵球的原料组分，使其能够在地层温度条件下自行降解，不会对油层造成任何污染。
(2)本发明提供的一种分层解堵方法，其首先通过注入第一段塞，清洗井筒内残余的死油，然后通过投入可降解暂堵球，并配合已注入的第一段塞，对高渗层射孔炮眼进行暂时封堵，接着通过注入第二段塞，因为高渗层射孔炮眼已被可降解暂堵球暂时性封堵，因此迫使第二段塞向低渗层运移，使第二段塞中的解堵成分更多的进入低渗层，实现了第二段塞对低渗透层的精准解堵，提高了解堵的针对性及有效性。施工结束后关井反应期间，可降解暂堵球在地层温度条件下自行降解，不会对油层造成任何污染。
最后，还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (10)
1.一种火驱大修井解堵组合物，其特征在于，包括第一段塞、可降解暂堵球、第二段塞以及第三段塞，所述可降解暂堵球的原料组分以质量分数计包括：
聚乙烯醇：10-15％、聚丙烯：15-20％、聚丙烯酰胺：60-70％、超细氧化钙：1-2％以及增溶剂：2-3％；
所述第一段塞包括前置液，所述前置液的组分以质量分数计包括：混苯40％-50％和乳化剂1-3％，余量为水；
其中：
所述混苯包括苯、甲苯及二甲苯中的任意一种或多种组合；
所述乳化剂包括十二烷基苯磺酸钠、十二烷基磺酸钠、烷基酚聚氧乙烯醚中的任意一种或多种组合。
2.根据权利要求1所述的火驱大修井解堵组合物，其特征在于，所述聚乙烯醇的粘均分子量为6-7万，所述聚丙烯的粘均分子量为5-6万，所述聚丙烯酰胺的粘均分子量为1600-2000万。
3.根据权利要求1所述的火驱大修井解堵组合物，其特征在于，所述聚丙烯酰胺的聚合度为19-20万。
4.根据权利要求1所述的火驱大修井解堵组合物，其特征在于，所述第二段塞包括缓速酸解堵剂，所述缓速酸解堵剂的组分以质量分数计包括：
盐酸：8-10％、氢氟酸：3-5％、乙酸：4-6％、氟硼酸：4-6％以及缓蚀剂：1-2％。
5.一种可降解暂堵球的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
采用权利要求1-4中任意一项所述的可降解暂堵球的原料组分加入反应釜内加热并搅拌，获得混合物；
将所述混合物注入真空球模内并冷却，获得所述可降解暂堵球。
6.根据权利要求5所述的可降解暂堵球的制备方法，其特征在于，所述反应釜加热温度为240-270℃，加热时间为3-4h。
7.根据权利要求5所述的可降解暂堵球的制备方法，其特征在于，所述混合物的注入温度为240-270℃，所述混合物的注入压力为110-120MPa，所述混合物的注入时间为2-3s，所述真空球模内压为18-20MPa。
8.一种分层解堵方法，其特征在于，使用权利要求1-4中任意一项所述的火驱大修井解堵组合物进行，包括如下步骤：
向井内注入所述第一段塞；
向含有所述第一段塞的井内投入所述可降解暂堵球；
向含有所述可降解暂堵球的井内注入所述第二段塞；
向含有所述第二段塞的井内注入所述第三段塞；
其中，所述第一段塞的注入量为15-30m3，注入压力为2-8MPa；
所述可降解暂堵球的直径为射孔直径的1.2-1.4倍，所述可降解暂堵球的投入数量为暂堵层位射孔数量的1.0-1.3倍；
所述第二段塞的注入量为80-120m3，注入压力为3-6MPa；
所述第三段塞的注入量为20-30m3，注入压力为2-5MPa。
9.根据权利要求8所述的分层解堵方法，其特征在于，解堵半径为1.5-2.0m。
10.根据权利要求8所述的分层解堵方法，其特征在于，所述第三段塞注入后，关井反应12-24h。
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