CN116445145A - 一种适用于co2驱特低渗透高温油藏气窜井作业用暂堵剂 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及采油工程技术领域，尤其属于一种适用于CO2驱特低渗透高温油藏气窜井作业用暂堵剂。本发明解决了CO2驱特低渗透高温油藏气窜井作业时暂堵剂在高温条件下成胶困难，稳定期短，破胶不彻底污染油层的问题。本发明由主剂、增强剂、交联剂、引发剂及清水组成；它的重量百分比为：主剂3~10%，增强剂1~2%，交联剂0.5~1.0%，引发剂0.2‑0.4%，余量为清水。本发明具有配制简单，初粘低，成本低，成胶强度高，稳定性好，降解后粘度低对油层伤害小等特点，满足CO2驱特低渗透高温高压力井压井作业需求，暂堵高温高压CO2气窜油层，实现了注采井的安全环保、低成本作业。
Description
技术领域
本发明涉及采油工程技术领域，尤其属于一种适用于CO2驱特低渗透高温油藏气窜井作业用暂堵剂。
背景技术
2007年大庆油田开展了CO2驱油先导试验，试验区为特低渗透油层，井深1900~2300m，油层温度90~110℃，目前部分注采井气窜严重，高压气窜井压井作业时，利用无固相高密度压井液，成本昂贵，易发生CO2气侵，造成溢流、井涌、井喷等安全事故。需发明适用于CO2驱特低渗透高温油藏暂堵剂，利用暂堵剂暂时封堵气窜油层平衡井筒压力，应用低密度压井液进行压井作业，实现低成本、安全环保作业。目前暂堵剂在高温高压条件下存在成胶困难，稳定期短，破胶不彻底污染油层的问题。
因此，需要研制一种适用于CO2驱特低渗透高温油藏气窜井作业用暂堵剂，具有低成本、耐高温、高强度、稳定性好、降解后粘度低对油层伤害小等特点，暂堵高温高压CO2气窜油层，满足二氧化碳试验区特低渗透高温高压力井压井作业需求，实现注采井的安全环保、低成本作业。
发明内容
本发明的目的在于提供一种适用于CO2驱特低渗透高温油藏气窜井作业用暂堵剂，本发明不仅具有配制简单，初粘低，成本低，成胶强度高，稳定性好，降解后粘度低对油层伤害小的特点，而且满足CO2驱特低渗透高温高压力井压井作业需求，暂堵高温高压CO2气窜油层，实现了注采井的安全环保、低成本作业。
本发明所采取的技术方案是：一种适用于CO2驱特低渗透高温油藏气窜井作业用暂堵剂，它由主剂、增强剂、交联剂、引发剂及清水组成；它的重量百分比为：主剂3~10%，增强剂1~2%，交联剂0.5~1.0%，引发剂0.2-0.4%，余量为清水。
进一步地，所述主剂为丙烯酰胺或丙烯酸或两种组合。
进一步地，所述交联剂为二甲基丙烯酸乙二醇酯。
进一步地，所述引发剂为过硫酸钠、过硫酸钾、过硫酸铵中的一种或几种的组合。
进一步地，所述增强剂为纳米碳酸钙或有机膨润土。
本发明的暂堵剂原理利用含不饱和双键的烯类单体作为原料，通过加入引发剂打开单体分子中的双键形成自由基，在分子间进行重复多次的加成反应，把许多单体连接起来，形成大分子，引发丙烯酰胺或丙烯酸发生聚合反应。
本发明与现有堵剂相比有如下优点：
1、本发明配制简单，初粘低，小于5mPa·s，具有一定选择性，易于注入，对低渗层污染小。
2、本发明90℃条件下，4h成胶，成胶强度高，不低于40000mPa·s，且3d内稳定性好。
3、本发明降解后粘度低于6mPa·s，岩心伤害率小于5%，对油层伤害小。
4、可通过调节增强剂的比例使暂堵剂强度增加；调节引发剂的比例，控制成胶时间；并通过调节交联剂的比例使稳定时间可控、降解彻底。
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。
本发明所采取的技术方案是：一种适用于CO2驱特低渗透高温油藏气窜井作业用暂堵剂，它由主剂、增强剂、交联剂、引发剂及清水组成；它的重量百分比为：主剂3~10%，增强剂1~2%，交联剂0.5~1.0%，引发剂0.2-0.4%，余量为清水。
进一步地，所述主剂为丙烯酰胺或丙烯酸。丙烯酰胺中的N孤对电子与羰基形成p-pi共轭，增加了双键电子云密度，电子云密度大的优先反应，进一步优选为丙烯酰胺。
进一步地，所述交联剂为二甲基丙烯酸乙二醇酯。
进一步地，所述引发剂为过硫酸钠、过硫酸钾、过硫酸铵中的一种或几种的组合。过硫酸钾比过硫酸铵引发速度更快，可根据现场配制需要进行选择，保证引发剂的引发效率以及消除残留单体的有效性，为了缓慢成胶优选为过硫酸铵；为了快速成胶优选为过硫酸钾。
进一步地，所述增强剂为纳米碳酸钙或有机膨润土。优选为有机膨润土，价格低廉，且有机膨润土在各类有机溶剂、油类、液体树脂中能形成凝胶，具有良好的增稠性、悬浮稳定性、高温稳定性，可形成较稳定网状结构，使CO2气体难以侵入，达到抗气侵目的。
测试仪器包括：HAQY-09型高温高压气层岩心模拟实验装置，恒温烘箱，岩心筒，Brookfield DV-III旋转粘度计，64号转子，剪切速率7·34s-1。以清水为例，CO2驱特低渗透高温油藏气窜井作业用暂堵剂成胶粘度为40000-80010mPa·s，稳定时间在3-7d可调，配制时溶液的初始粘度较低，为<10mPa·s，便于注入，破胶粘度<10mPa·s，岩心伤害小，不影响油层产能，能够满足施工工艺要求。
实施例1，本实施例中本发明按重量百分比由下列成分组成：
丙烯酰胺3%，有机膨润土1%，二甲基丙烯酸乙二醇酯0.5%，过硫酸铵0.2%，余量为清水。
具体制备过程为：
将清水95.3份、丙烯酰胺3份、有机膨润土1份、二甲基丙烯酸乙二醇酯0.5份，加入到具塞广口瓶中，充分搅拌约15分钟，使其完全溶解、分散后，再将0.2份的过硫酸铵加入溶液中，充分搅拌溶解后静止反应约30分钟，得到本发明。
上述暂堵剂的性能测试实验：
（1）暂堵剂粘度的测定
将上述制得CO2驱特低渗透高温油藏气窜井作业用暂堵剂置于具塞广口瓶中放入恒温烘箱，利用恒温烘箱模拟油层不同温度（90℃、100℃、110℃），观察暂堵剂性能情况，具体数据结果见表1。
表1 暂堵剂性能特点
（2）暂堵剂的岩心伤害实验
将上述制得CO2驱特低渗透高温油藏气窜井作业用暂堵剂注入低渗透岩心中，置于90℃恒温烘箱中8h使其成胶，实验时间6d后注入CO2进行驱替实验，考察暂堵剂破胶后岩心伤害情况，岩心伤害程度小于5%，结果见表2。
表2 暂堵剂破胶后岩心伤害率情况
实施例2，本实施例中本发明按重量百分比由下列成分组成：
丙烯酸10%，有机膨润土1%，二甲基丙烯酸乙二醇酯0.8%，过硫酸铵0.3%，余量为清水。
具体制备过程为：
将清水87.9份、丙烯酸10份、有机膨润土1份、二甲基丙烯酸乙二醇酯0.8份，加入到具塞广口瓶中，充分搅拌约15分钟，使其完全溶解、分散后，再将0.3份的过硫酸铵加入溶液中，充分搅拌溶解后静止反应约30分钟，得到本发明。
暂堵剂粘度的测定
将上述制得CO2驱特低渗透高温油藏气窜井作业用暂堵剂置于具塞广口瓶中放入恒温烘箱，利用恒温烘箱模拟油层不同温度（90℃、100℃、110℃），观察暂堵剂性能情况，具体数据结果见表3。
表3 暂堵剂性能特点
实施例3，本实施例中本发明按重量百分比由下列成分组成：
丙烯酰胺3%，丙烯酸5%，有机膨润土2%，二甲基丙烯酸乙二醇酯1%，过硫酸钾0.4%，余量为清水。
具体制备过程为：
将清水88.6份、丙烯酰胺3份，丙烯酸5份、有机膨润土2份、二甲基丙烯酸乙二醇酯1份，加入到具塞广口瓶中，充分搅拌约15分钟，使其完全溶解、分散后，再将0.4份的过硫酸钾加入溶液中，充分搅拌溶解后静止反应约30分钟，得到本发明。
暂堵剂粘度的测定
将上述制得CO2驱特低渗透高温油藏气窜井作业用暂堵剂置于具塞广口瓶中放入恒温烘箱，利用恒温烘箱模拟油层不同温度（90℃、100℃、110℃），观察暂堵剂性能情况，具体数据结果见表4。
表4 暂堵剂性能特点
实施例4，本实施例中本发明按重量百分比由下列成分组成：
丙烯酰胺5%，有机膨润土1%，二甲基丙烯酸乙二醇酯0.7%，过硫酸铵0.3%，余量为清水。
制备方法同实施例1。
室内通过二氧化碳驱压井液气侵模拟评价实验装置，专利号ZL 201520963292.9，开展模拟气侵评价试验。
实验结果表明，在油层温度范围内，CO2驱特低渗透高温油藏气窜井作业用暂堵剂具有良好的适应性，单次压井实现压力平衡稳定时间3-4d，未观察到气侵现象，具体数据见表5。
表5 暂堵剂性能表
实施例5，本实施例中本发明按重量百分比由下列成分组成：
丙烯酰胺5%，有机膨润土1%，二甲基丙烯酸乙二醇酯0.7%，过硫酸铵0.3%，余量为清水。
具体制备过程为：
将清水93份、丙烯酰胺5份、有机膨润土1份、二甲基丙烯酸乙二醇酯0.7份，加入到现场配液池中，充分搅拌约60分钟，使其完全溶解、分散后，再将0.3份的过硫酸铵加入到配液池，再充分搅拌溶解后静止反应约30分钟，得到本发明。
现场应用于二氧化碳试验区高压采油井Y65-53井，该井油层中深2069m，油层温度100℃，作业前井口压力6MPa，应用本实例制得CO2驱特低渗透高温油藏气窜井作业用暂堵剂，作业期间无溢流、无气体窜出，井底压力平衡稳定时间10h，具备抗气侵性能；且措施后循环洗井顶替降解后的暂堵剂，产量恢复到作业前水平。
Claims (5)
1.一种适用于CO2驱特低渗透高温油藏气窜井作业用暂堵剂，其特征在于：它由主剂、增强剂、交联剂、引发剂及清水组成；它的重量百分比为：主剂3~10%，增强剂1~2%，交联剂0.5~1.0%，引发剂0.2-0.4%，余量为清水。
2.根据权利要求1所述的一种适用于CO2驱特低渗透高温油藏气窜井作业用暂堵剂，其特征在于：所述主剂为丙烯酰胺或丙烯酸或两种组合。
3.根据权利要求1所述的一种适用于CO2驱特低渗透高温油藏气窜井作业用暂堵剂，其特征在于：所述交联剂为二甲基丙烯酸乙二醇酯。
4.根据权利要求1所述的一种适用于CO2驱特低渗透高温油藏气窜井作业用暂堵剂，其特征在于：所述引发剂为过硫酸钠、过硫酸钾、过硫酸铵中的一种或几种的组合。
5.根据权利要求1所述的一种适用于CO2驱特低渗透高温油藏气窜井作业用暂堵剂，其特征在于：所述增强剂为纳米碳酸钙或有机膨润土。
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