專利名稱：一種用于封堵油層大孔道的纖維復(fù)合凝膠的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及油田開發(fā)過程的堵水調(diào)剖技術(shù)，用于封堵由于長(zhǎng)期注水開發(fā)形成的油層大孔道，控制注入水無效循環(huán)，改善水驅(qū)開發(fā)效果，特別涉及用于封堵油層大孔道的纖維復(fù)合凝膠。
背景技術(shù)：
由于陸相沉積的特點(diǎn)，我國(guó)油層原始非均質(zhì)嚴(yán)重。經(jīng)過幾十年的水驅(qū)開發(fā)甚至強(qiáng)注強(qiáng)采，油藏的非均質(zhì)狀況進(jìn)一步惡化。油層經(jīng)歷長(zhǎng)期水流沖刷，加之粘土膨脹、微粒運(yùn)移、甚至出砂，油層某些部位逐漸形成大孔道或者裂縫，導(dǎo)致注入水無效循環(huán)，水驅(qū)“短路”，嚴(yán)重影響油田開發(fā)效果。目前占我國(guó)原油產(chǎn)量80％的東部主力油田例如大慶、勝利、遼河、大港、華北等油田綜合含水已經(jīng)接近90％，主力區(qū)塊的含水有的已經(jīng)高達(dá)95％，進(jìn)一步改善水驅(qū)開發(fā)效果十分迫切。
為了改善水驅(qū)開發(fā)效果，已經(jīng)進(jìn)行了大量的研究和實(shí)踐。例如在油藏工程方面，開展了油藏描述、改換層系、井網(wǎng)調(diào)整、井網(wǎng)加密、不穩(wěn)定注水、周期注水等，都是為了擴(kuò)大宏觀波及體積，改善水驅(qū)開發(fā)效果；在工程技術(shù)方面，發(fā)展了分層注水、堵水(機(jī)械卡封、化學(xué)堵水)調(diào)剖等。尤其是化學(xué)堵水調(diào)剖，幾十年來發(fā)展了多種配方的堵劑，如強(qiáng)凝膠、弱凝膠等。例如文獻(xiàn)一“地層內(nèi)聚合丙烯酰胺凝膠堵水封竄技術(shù)”(《石油勘探與開發(fā)》1997年6月Vol.24 No.3)所述，將6％的丙烯酰胺和0.5％的甲叉基雙丙烯酰胺，用過硫酸銨引發(fā)聚合交聯(lián)，可以形成很強(qiáng)的凝膠，對(duì)大孔道有較好的封堵效果。再如文獻(xiàn)二“污水配制聚合物交聯(lián)體系在江蘇油田的應(yīng)用”(《石油勘探與開發(fā)》2001年8月Vol.28 No.4)采用聚丙烯酰胺為主劑、苯酚-六次甲基四胺為交聯(lián)劑的配方，可以形成弱凝膠，利于注入地層較深部位。
文獻(xiàn)一所述強(qiáng)凝膠雖然成膠可靠，強(qiáng)度大，但成膠時(shí)間短，堵劑成本高。由于丙烯酰胺單體用量5％以上，所以成本是一般聚丙烯酰胺交聯(lián)堵劑的20-50倍，難以廣泛應(yīng)用。
文獻(xiàn)二所述是聚丙烯酰胺交聯(lián)凝膠，強(qiáng)度較弱，主劑聚丙烯酰胺的濃度一般為0.1-0.2％，所以成本較低，油田大量應(yīng)用于中高滲透層的堵水調(diào)剖，但是存在的問題是在大孔道內(nèi)堵塞強(qiáng)度不夠，容易被水沖走，施工效果差。
現(xiàn)有技術(shù)不能滿足油田封堵大孔道的要求。強(qiáng)凝膠雖然成膠可靠，強(qiáng)度大，但成膠時(shí)間短，堵劑成本高，是一般聚丙烯酰胺交聯(lián)堵劑的20-50倍，難以廣泛應(yīng)用。聚丙烯酰胺類交聯(lián)凝膠，成本雖然較低，但是在大孔道內(nèi)堵塞強(qiáng)度不夠，容易被水沖走，有效期短。
本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，在聚丙烯酰胺類交聯(lián)凝膠堵劑配方中加入纖維，注入大孔道后形成纖維復(fù)合凝膠，大大提高了堵劑在地層大孔道內(nèi)的封堵強(qiáng)度和耐沖刷能力，迫使后續(xù)注入水轉(zhuǎn)向油層較低滲透率部位，擴(kuò)大波及體積，驅(qū)出更多的原油。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于配制纖維纖維復(fù)合凝膠，在現(xiàn)有堵劑配方基礎(chǔ)上加入合適的纖維材料。
(1)堵水劑配方選擇大部分現(xiàn)有的堵水劑配方都可以加入纖維進(jìn)行復(fù)合?？紤]到現(xiàn)場(chǎng)大范圍應(yīng)用的可能性，主要選擇聚合物交聯(lián)類堵劑，如聚丙烯酰胺為主劑、苯酚-六次甲基四胺為交聯(lián)劑的配方或者有機(jī)鉻為交聯(lián)劑的配方來加入纖維復(fù)合。
(2)纖維的選擇一般來說，任何纖維都可以用于本發(fā)明目的。但是考慮到比重、親水性、環(huán)保等要求，選擇的纖維其最小直徑要達(dá)到1-10微米(1/100-1/1000mm)左右，表面強(qiáng)親水，比重1.0，化學(xué)惰性，對(duì)環(huán)境無害，耐溫至少1500℃，纖維長(zhǎng)度為5mm～10mm。
經(jīng)過篩選，認(rèn)為SF纖維較為適合。SF纖維是一種純度100％單股聚丙烯纖維絲，市場(chǎng)上可以買到。
(3)纖維復(fù)合凝膠的配制方法a)100份水中加入0.05～1份纖維，攪拌均勻，使纖維均勻懸浮于自來水中。纖維使用濃度范圍根據(jù)對(duì)強(qiáng)度的要求確定，一般為0.2％。
b)上述溶液中加入0.05～1份堵水劑，攪拌10分鐘，使其均勻溶解，形成纖維成膠液。堵水劑使用濃度范圍根據(jù)對(duì)強(qiáng)度的要求確定。
c)加熱上述溶液至膠狀，成膠后形成纖維復(fù)合凝膠。
所述的堵水劑為聚合物交聯(lián)類堵水劑。所述的聚合物交聯(lián)類堵水劑的配方為聚合物為聚丙烯酰胺，交聯(lián)劑為苯酚-六次甲基四胺或有機(jī)鉻的堵水劑。其中聚丙烯酰胺使用濃度一般為0.2％，交聯(lián)劑苯酚和六次甲基四胺一般都為0.1％。所述的纖維為表面強(qiáng)親水、化學(xué)惰性、耐溫100～150℃、長(zhǎng)度為5～10mm、最小直徑可達(dá)1微米的纖維。所述的纖維為純度為100％的單股聚丙烯纖維絲。
本發(fā)明的效果可以從以下3方面體現(xiàn)出來(1)與普通凝膠相比，纖維復(fù)合凝膠強(qiáng)度提高1-2級(jí)(采用目測(cè)舌長(zhǎng)法測(cè)定)。
(2)在模擬大孔道的巖芯管中測(cè)試，纖維復(fù)合凝膠的對(duì)水的流動(dòng)阻力和耐沖刷能力大幅度提高。
(3)與普通凝膠相比，纖維復(fù)合凝膠成本增加小于1％。


圖1流程示意2流量與驅(qū)替壓力圖具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步描述，所舉之例并不限制本發(fā)明保護(hù)范圍。
實(shí)施例1(1)纖維復(fù)合成膠液的配制1)100份水中加入0.2份SF纖維，稍加攪拌，使其均勻懸浮于自來水中。
2)上述溶液中加入0.4份的堵水劑，其中顆粒狀聚丙烯酰胺0.2份，苯酚0.1份，六次甲基四胺0.1份，攪拌10分鐘，使其均勻，形成復(fù)合纖維成膠液。
(2)模擬大孔道以及試驗(yàn)流程為了模擬油層因長(zhǎng)期注水沖刷形成的大孔道，把5-10目石英砂充填到直徑40mm、長(zhǎng)度為300mm的巖芯管中。巖芯流動(dòng)試驗(yàn)流程見圖1。
(3)實(shí)驗(yàn)步驟1)將纖維成膠液和普通成膠液分別注入兩個(gè)充填了相同粒徑石英砂的模擬大孔道中。
2)將兩個(gè)巖芯管兩端密封，放入600℃恒溫箱24小時(shí)，使其成膠。
3)將巖芯管取出，去除端面凝膠堵塞，接到圖1所示試驗(yàn)流程上，注入自來水作驅(qū)替試驗(yàn)，記錄突破壓力和耐沖刷能力。
(4)實(shí)驗(yàn)結(jié)果實(shí)驗(yàn)結(jié)果見圖2?？梢娕c普通凝膠相比，纖維復(fù)合凝膠對(duì)水流的流動(dòng)阻力提高了一倍左右，并且耐沖刷能力明顯提高(曲線沒有下降)。
實(shí)施例2(1)纖維復(fù)合成膠液的配制1)100份水中加入1份SF纖維，稍加攪拌，使其均勻懸浮于自來水中。
2)上述溶液中加入1份的堵水劑，其中顆粒狀聚丙烯酰胺0.5份，苯酚0.25份，六次甲基四胺0.25份，攪拌10分鐘，使其均勻，形成復(fù)合纖維成膠液。
(2)實(shí)驗(yàn)結(jié)果模擬大孔道試驗(yàn)結(jié)果顯示纖維復(fù)合凝膠對(duì)水流的流動(dòng)阻力及其耐沖刷能力明顯提高。
實(shí)施例3(1)纖維復(fù)合成膠液的配制1)100份水中加入0.05份SF纖維，稍加攪拌，使其均勻懸浮于自來水中。
2)上述溶液中加入0.05份的堵水劑，其中顆粒狀聚丙烯酰胺0.25份，苯酚0.125份，六次甲基四胺0.125份，攪拌10分鐘，使其均勻，形成復(fù)合纖維成膠液。
(2)實(shí)驗(yàn)結(jié)果模擬大孔道試驗(yàn)結(jié)果顯示纖維復(fù)合凝膠對(duì)水流的流動(dòng)阻力及其耐沖刷能力明顯提高。
權(quán)利要求
1.種用于封堵油層大孔道的纖維復(fù)合凝膠的制備方法，其特征在于所述的復(fù)合凝膠由以下過程制得d)100份水中加入0.05～1份纖維，攪拌均勻，使纖維均勻懸浮于自來水中；e)在上述溶液中再加入0.05～1份堵水劑，攪拌使其均勻溶解，形成復(fù)合纖維成膠液；f)加熱復(fù)合纖維成膠液或者將復(fù)合纖維成膠液注入巖層中，成膠后形成纖維復(fù)合凝膠。
2.據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于封堵油層大孔道的纖維復(fù)合凝膠的制備方法，其特征在于所述的堵水劑為聚合物交聯(lián)類堵水劑。
3.據(jù)權(quán)利要求2所述的一種用于封堵油層大孔道的纖維復(fù)合凝膠的制備方法，其特征在于所述的聚合物交聯(lián)類堵水劑的配方為聚合物為聚丙烯酰胺，交聯(lián)劑為苯酚-六次甲基四胺或有機(jī)鉻的堵水劑。
4.據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于封堵油層大孔道的纖維復(fù)合凝膠的制備方法，其特征在于所述的纖維為表面強(qiáng)親水、化學(xué)惰性、耐溫100～150℃、長(zhǎng)度為5～10mm、直徑1～10微米的纖維。
5.據(jù)權(quán)利要求4所述的一種用于封堵油層大孔道的纖維復(fù)合凝膠的制備方法，其特征在于所述的纖維為純度為100％的單股聚丙烯纖維絲。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于封堵油層大孔道的纖維復(fù)合凝膠的制備方法，用于封堵由于長(zhǎng)期注水開發(fā)形成的油層大孔道，控制注入水無效循環(huán)，改善水驅(qū)開發(fā)效果，纖維復(fù)合凝膠的配制方法(1)100份水中加入0.05~1份纖維，攪拌均勻，使纖維均勻懸浮于自來水中。(2)上述溶液中加入0.05~1份堵水劑，攪拌10分鐘，使其均勻溶解，形成纖維成膠液。(3)加熱上述溶液至膠狀，成膠后形成纖維復(fù)合凝膠。在聚丙烯酰胺類交聯(lián)凝膠堵劑配方中加入纖維，注入大孔道后形成纖維復(fù)合凝膠，大大提高了堵劑在地層大孔道內(nèi)的封堵強(qiáng)度和耐沖刷能力，迫使后續(xù)注入水轉(zhuǎn)向油層較低滲透率部位，擴(kuò)大波及體積，驅(qū)出更多的原油。
文檔編號(hào)E21B33/12GK1884346SQ20051007724
公開日2006年12月27日 申請(qǐng)日期2005年6月20日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月20日
發(fā)明者劉玉章 申請(qǐng)人:中國(guó)石油天然氣股份有限公司