滲透選擇性堵劑及其制備方法和使用方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種滲透選擇性堵劑，同時，本發(fā)明還涉及該滲透選擇性堵劑的制備 方法和使用方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 國內(nèi)80%的油田都已進(jìn)入到注水開發(fā)的方式開采，目前到了高含水開發(fā)階段，據(jù) 統(tǒng)計大部分油田的綜合含水率高達(dá)80%以上，而一些老油田的綜合含水率更是高達(dá)90%以 上。油田長期注水開發(fā)，由于油藏的非均質(zhì)性，油、水粘度上的差異和油水井組內(nèi)的不平衡， 必然導(dǎo)致注入水沿高滲透條帶突入、竄流到生產(chǎn)井，向低滲透層波及程度低，導(dǎo)致注入水的 循環(huán)效率低。人們一直尋求采用各種技術(shù)和手段來提高采油率，其中油井堵水、注水井調(diào)剖 作為一種有效的技術(shù)手段得到了廣泛的應(yīng)用，如中國專利CN101451061B涉及一種油泥砂 固砂堵水調(diào)剖劑的研宄，CN101898860B提供了一種含油泥無機(jī)復(fù)合調(diào)剖劑及其應(yīng)用方法， CN103232838A公開了一種水泥調(diào)堵劑的制備及其應(yīng)用方法等等。但按常規(guī)方法堵水雖然 可以控制無效產(chǎn)水，但也損失了大部分儲量，而且伴隨著部分井夾層水泥環(huán)被破裂，造成嚴(yán) 重的層間串槽現(xiàn)象，封隔器失效，非選擇性堵水技術(shù)受到了夾層水和出水層位不明確的限 制。為了提高油井采油量，及時調(diào)整吸水剖面和產(chǎn)液剖面，充分封堵高含水層層內(nèi)大孔道， 解放層內(nèi)低含水且低滲透油層，提高層內(nèi)儲量的動用是油田開發(fā)作業(yè)中必須解決的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 為解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明提供了一種選擇性高、穩(wěn)定性好的滲透選 擇性堵劑。
[0004] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的滲透選擇性堵劑，由以下重量配比的組分制成：400份 水中加入由超細(xì)油井水泥10~20份和超細(xì)礦渣80~100份構(gòu)成的主劑，增粘劑15~30份，促 凝劑〇~2份，緩凝劑0~2份，穩(wěn)定劑1~10份；所述主劑的平均粒徑為15~16ym。
[0005] 滲透選擇性堵劑的主劑由超細(xì)油井水泥和超細(xì)礦渣構(gòu)成的富鈣相和富硅相組成， 富鈣相的Ca-o,Mg-o鍵比富硅相的Si-o鍵弱得多，且具有龐大的內(nèi)比表面積，和較高的熱 力學(xué)不穩(wěn)定性，故富鈣相的水硬活性高于富硅相；另一方面，富鈣相又具有一定的動力學(xué)穩(wěn) 定性，必須克服一定的活化能才能使其破壞，因此主劑的活性是潛在的，在通常情況下，水 分子的作用不足以克服富鈣相的分解活化能，主劑和水混合，在其表面僅能發(fā)生輕微的水 化反應(yīng)，使其部分物質(zhì)溶解和水化，形成C-S-H凝膠，但進(jìn)一步水化被表面的低滲透保護(hù)膜 所阻止。促凝劑的作用就是使主劑結(jié)構(gòu)破壞，促進(jìn)主劑再進(jìn)行水化固化反應(yīng)，克服富鈣相 的分解活化能，發(fā)生反應(yīng)使富鈣相溶解。富鈣相的反應(yīng)較為劇烈和迅速，而富硅相的反應(yīng)則 較為緩慢和持久，初期的水化以富鈣相的迅速水化和解體并導(dǎo)致主劑玻璃體解體為主，其 水化產(chǎn)物填充于原充水空間，脫離原先結(jié)構(gòu)的富硅相則填充于富鈣相水化產(chǎn)物的間隙中， 隨著富硅相水化反應(yīng)的進(jìn)行，其水化產(chǎn)物不斷填充于先前的水化產(chǎn)物間隙內(nèi)，使水化產(chǎn)物 的結(jié)構(gòu)更加致密。選擇水泥和礦渣的混合漿體作為主劑原料，一方面可以克服單獨(dú)漿體的 弊端，如僅使用礦渣材料，強(qiáng)度低，突破壓力低，會造成施工后承壓能力差，突破時間變短， 封堵施工后有效期縮短的問題；僅使用水泥容易在現(xiàn)場出現(xiàn)漿體不相容的問題，并容易污 染井下的其他漿體，而且井下其他漿體中存在的鹽或聚合物可能影響水泥的稠化時間，造 成安全事故；另一方面，混合漿體為輔劑體系的選擇提供了更豐富的范圍，為保證施工安全 提供更多便利。配制滲透選擇性堵劑體系時，增粘劑用于調(diào)節(jié)體系的流動性能，穩(wěn)定劑用于 協(xié)助增粘劑確保體系的不分層、穩(wěn)定性能，促凝劑與緩凝劑配合用于調(diào)節(jié)體系的固化時間， 主劑與各類輔劑間的協(xié)同作用，使得常溫下五種材料極其緩慢的發(fā)生著化學(xué)反應(yīng)，當(dāng)進(jìn)入 地層達(dá)到一定溫度時化學(xué)反應(yīng)加快，生成具有一定強(qiáng)度的硅酸鹽固化體。其主要反應(yīng)式如 下： 3CaO?Si02+nH20=xCa0 ?Si02 ?yH20+(3-x)Ca(0H)2 2CaO?Si02+nH20=xCa0 ?Si02 ?yH20+(2-x)Ca(0H)2 終產(chǎn)物為硅酸鹽物質(zhì)，該物質(zhì)結(jié)晶較大、膠結(jié)緊密，具有一定的強(qiáng)度，耐高溫性能良好。
[0006] 為使本發(fā)明的滲透選擇性堵劑能夠選擇性的進(jìn)入大孔道、高滲層，不進(jìn)入中低滲 地層，限定主劑的顆粒平均粒徑為15~16ym，基于三分之二架橋理論，并利用主劑中礦渣在 初期水化形成的無機(jī)凝膠，夾雜在堆積的顆粒其中可以很好的形成屏蔽層，防止堵漏漿向 低滲透層內(nèi)的繼續(xù)灌入。獲得的滲透選擇性堵劑以液體狀態(tài)選擇性進(jìn)入大孔道，不進(jìn)入中 低滲地層，在地層內(nèi)水化、離子重聚，與大孔道中疏松砂粒及孔壁膠結(jié)，根據(jù)要求適當(dāng)時間 固化，封堵大孔道，達(dá)到調(diào)整儲層不均勻性的目的，改變地層的非均質(zhì)性，疏松地層重新固 結(jié)，減少地層出砂幾率，而且很少進(jìn)入原始油層，對儲層基本不會造成損害。
[0007] 作為對上述方式的限定，所述主劑的粒徑< 50ym。
[0008] 作為對上述方式的限定，所述增粘劑為鋰鋁硅酸鹽。
[0009] 作為對上述方式的限定，所述促凝劑為亞硝酸鹽。
[0010] 作為對上述方式的限定，所述緩凝劑為羥基羧酸鹽。
[0011] 作為對上述方式的限定，所述穩(wěn)定劑為丙烯基聚合物。
[0012] 由于滲透選擇性堵劑中主劑使用了水泥和礦渣兩種與水反應(yīng)固化的材料，在反應(yīng) 過程中，兩者存在協(xié)同固化的情況，因此選擇促凝劑和緩凝劑要考慮對兩種材料的通用性 才會達(dá)到最佳的使用效果。增粘劑、穩(wěn)定劑的選擇，要考慮主劑中水泥與地層粘土間會發(fā)生 鈣侵增加漿體稠度的情況，而且這種增稠還會表現(xiàn)為一定的觸變性，即當(dāng)漿體靜置幾分鐘 后稠度迅速增加，從而增加漿體在地層中滯留的能力，以防止?jié){體被地層中其它流體攜帶 過多，保證封固的質(zhì)量。
[0013] 同時，本發(fā)明的滲透選擇性堵劑的制備方法是，向水中先加入緩凝劑和促凝劑，攪 拌溶解；在攪拌狀態(tài)下加入增粘劑和穩(wěn)定劑，使分散均勻；最后加入主劑，在攪拌狀態(tài)下得 到呈懸浮態(tài)的滲透選擇性堵劑。
[0014] 滲透選擇性堵劑的制備過程中，根據(jù)各物料在體系中的作用限定了緩凝劑、促凝 劑、增粘劑、穩(wěn)定劑及主劑的加入順序，使獲得的滲透選擇性堵劑具有最佳的性能及效果。
[0015] 同時，本發(fā)明的滲透選擇性堵劑的使用方法，包括以下步驟： 步驟一，地層預(yù)處理，擠注前置液、清洗液； 步驟二，連續(xù)擠注如上所述的滲透選擇性堵劑； 步驟三，擠注頂替液。
[0016] 擠注滲透選擇性堵劑前對地層進(jìn)行預(yù)處理，再使用前置液、清洗液，擠注滲透選擇 性堵劑后再擠注頂替液。通過前置液清洗井筒、降低地層溫度，清洗液清除孔道中的有機(jī)雜 質(zhì)，最后擠注頂替液按設(shè)計要求將堵劑頂替到設(shè)計位置完成擠注工藝。
[0017] 作為對上述方式的限定，在擠注清洗液之后、滲透選擇性堵劑之前，擠注隔離液； 在擠注滲透選擇性堵劑之后、頂替液之前，擠注隔離液。
[0018] 為使本發(fā)明的滲透選擇性堵劑發(fā)揮最佳的選擇性封堵效果，延長封堵時效，使用 滲透選擇性堵劑前用隔離液將地層中的水推開，降低封堵劑被水稀釋的程度，提前改善地 層的膠結(jié)能力，并降低封堵劑遇到其它離子的風(fēng)險，保證施工安全，而且使用隔離液后殘余 的堿也可以防止后續(xù)滲透選擇性堵劑在底層被稀釋后難以凝固的情況發(fā)生，提高封堵能 力；擠注滲透選擇性堵劑后再使用隔離液以保護(hù)滲透選擇性堵劑固化，防止頂替液稀釋導(dǎo) 致堵劑固化不完全、返渣現(xiàn)象。通過前置、后置隔離液強(qiáng)化滲透選擇性堵劑的封堵效果。
[0019] 作為對上述方式的限定，所述隔離液由以下質(zhì)量配比的組分制成：100份水中加 入氫氧化鈉1~5份，鈉蒙脫土5~10份，六偏磷酸鈉0. 05~0. 1份。
[0020] 如上的隔離液可以高效配合本發(fā)明的滲透選擇性堵劑發(fā)揮高選擇性高穩(wěn)定性的 封堵效果。
[0021] 綜上所述，采用本發(fā)明的技術(shù)方案，獲得的滲透選擇性堵劑穩(wěn)定性良好，在配置過 程不會出現(xiàn)泌水和離析現(xiàn)象，對水的礦化度適應(yīng)范圍寬，粘度較低，泵入性能良好；擠注入 地層后選擇性封堵大孔道，不進(jìn)入中低滲地層，改變地層的非均質(zhì)性，重新固結(jié)疏松地層， 不損害地層和儲層，適用溫度30~190°C，固化后抗溫能力達(dá)到300°C以上，耐高溫性能良 好。該滲透選擇性堵劑配合前置隔離液和后置隔離液的使用，能夠更好的發(fā)揮封堵效果，可 以做到堵而不死，并可用土酸解堵。
【具體實施方式】
[0022] 實施例一 本實施例涉及幾組滲透選擇性堵劑，配方如下表所示：
【主權(quán)項】
1. 一種滲透選擇性堵劑，其特征在于，由以下重量配比的組分制成：400份水中加入由 超細(xì)油井水泥1〇~20份和超細(xì)礦渣80~100份構(gòu)成的主劑，增粘劑15~30份，促凝劑0~2份， 緩凝劑〇~2份，穩(wěn)定劑1~10份；所述主劑的平均粒徑為15~16ym。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的滲透選擇性堵劑，其特征在于：所述主劑的粒徑< 50ym。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的滲透選擇性堵劑，其特征在于：所述增粘劑為鋰鋁硅酸鹽。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的滲透選擇性堵劑，其特征在于：所述促凝劑為亞硝酸鹽。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的滲透選擇性堵劑，其特征在于：所述緩凝劑為羥基羧酸鹽。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的滲透選擇性堵劑，其特征在于：所述穩(wěn)定劑為丙烯基聚合物。
7. -種如權(quán)利要求1所述的滲透選擇性堵劑的制備方法，其特征在于：向水中先加入 緩凝劑和促凝劑，攪拌溶解；在攪拌狀態(tài)下加入增粘劑和穩(wěn)定劑，使分散均勻；最后加入主 劑，在攪拌狀態(tài)下得到呈懸浮態(tài)的滲透選擇性堵劑。
8. -種滲透選擇性堵劑的使用方法，包括以下步驟： 步驟一，地層預(yù)處理，擠注前置液、清洗液； 步驟二，連續(xù)擠注如權(quán)利要求1所述的滲透選擇性堵劑； 步驟三，擠注頂替液。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的滲透選擇性堵劑的使用方法，其特征在于：在擠注清洗液之 后、滲透選擇性堵劑之前，擠注隔離液；在擠注滲透選擇性堵劑之后、頂替液之前，擠注隔離 液。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的滲透選擇性堵劑的使用方法，其特征在于：所述隔離液由以 下重量配比的組分制成：1〇〇份水中加入氫氧化鈉1~5份，鈉蒙脫土 5~10份，六偏磷酸鈉 0? 05~0. 1 份。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種滲透選擇性堵劑，由以下重量配比的組分制成：400份水中加入由超細(xì)油井水泥10~20份和超細(xì)礦渣80~100份構(gòu)成的主劑，增粘劑15~30份，促凝劑0~2份，緩凝劑0~2份，穩(wěn)定劑1~10份；所述主劑的平均粒徑為15~16μm。該滲透選擇性堵劑穩(wěn)定性良好，對水的礦化度適應(yīng)范圍寬，粘度較低，泵入性能良好，擠注入地層后選擇性封堵大孔道，不進(jìn)入中低滲地層，不損害地層和儲層，耐高溫性能良好。本發(fā)明還涉及該滲透選擇性堵劑的制備方法和使用方法，使其能夠更好的發(fā)揮封堵效果，做到堵而不死，并可用土酸解堵。
【IPC分類】C09K8-508, E21B33-13
【公開號】CN104762072
【申請?zhí)枴緾N201510078131
【發(fā)明人】潘衛(wèi)國
【申請人】丹諾(北京)石油技術(shù)服務(wù)有限公司
【公開日】2015年7月8日
【申請日】2015年2月14日