專利名稱：復(fù)合陽離子堵劑的制備及堵聚使用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種適合聚合物驅(qū)油田出聚油井的堵聚封竄的復(fù)合陽離子堵劑及其應(yīng)用技術(shù)，特別涉及到復(fù)合陽離子堵劑的配制及其應(yīng)用技術(shù)，具體地說是一種復(fù)合陽離子堵劑的制備及堵聚使用方法。
背景技術(shù)：
聚合物驅(qū)是一種推廣程度很高的三次采油方法。聚合物驅(qū)主要通過增加水相的粘度、減小水油流度比來提高注入水的平面波及系數(shù)及縱向波及系數(shù)，從而提高原油采收率。以勝利油田孤島采油廠為例，孤島油田1992年在中一區(qū)館3進行聚合物驅(qū)先導(dǎo)試驗，降水增油效果明顯；1994年又對該單元進行了擴大試驗，在取得成功的基礎(chǔ)上，于1997年開始了大規(guī)模的工業(yè)化推廣，孤島油田主力水驅(qū)單元逐步投入了工業(yè)化聚合物驅(qū)開發(fā)，目前有16個注聚項目，覆蓋地質(zhì)儲量1.66億噸，占孤島油田42.5％，聚合物驅(qū)油已成為孤島油田穩(wěn)產(chǎn)的重大措施。但是由于孤島油田是一個高滲透、高粘度、高飽和的稠油疏松砂巖油藏，儲層平面及縱向滲透率非均質(zhì)性嚴(yán)重，在聚合物驅(qū)見效后或中后期容易形成高滲透帶或竄流通道，后續(xù)注入的聚合物沿高滲透層帶突入油井，造成聚合物溶液指進或竄出而隨油井產(chǎn)出液產(chǎn)出(即油井產(chǎn)液中聚聚合物濃度高)，經(jīng)統(tǒng)計，近幾年來，孤島油田在聚合物驅(qū)和聚合物驅(qū)后轉(zhuǎn)水驅(qū)區(qū)塊油井采出液中含聚濃度＞500mg/L的油井?dāng)?shù)約占當(dāng)年注聚驅(qū)油井總數(shù)的10％。油井出聚一方面導(dǎo)致油井不能正常生產(chǎn)，既降低了驅(qū)替液波及系數(shù)，也浪費了聚合物，并給生產(chǎn)設(shè)備、地面處理等方面有一系列的影響，降低了聚合物驅(qū)開發(fā)的經(jīng)濟效益和效果。
因此，如何降低聚合物驅(qū)油井的出聚濃度，最大限度地提高聚合物的利用率和驅(qū)油效率是聚合物驅(qū)技術(shù)急需解決的問題之一。油田常用的針對出聚井的治理措施是應(yīng)用常規(guī)井實施的堵水技術(shù)，但常規(guī)的堵水技術(shù)針對性強，在聚合物驅(qū)出聚井上的應(yīng)用成功率低，有效期短(不超過6個月)。為此針對注聚驅(qū)油藏以及出聚井的特點進行新的堵聚封竄技術(shù)研究，提出了一種從聚合物驅(qū)出聚油井上實施堵聚封竄的新工藝。開發(fā)的復(fù)合陽離子堵劑具有調(diào)剖、驅(qū)油、固砂作用，既充分利用地下的陰離子聚合物，又提高了封堵油井、水井之間的竄聚通道或高滲帶的效果和有效期，降低油井出聚濃度，解決了聚合物驅(qū)油井出聚問題，減少了聚合物的采出，保證了注聚效果；同時由于油井含水下降減少了產(chǎn)出液的水量，對保持地層壓力有一定的積極作用，并且保證了油田外排污水的水質(zhì)，減少環(huán)境污染，提高了聚合物驅(qū)的經(jīng)濟效益和社會效益。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種適用于復(fù)合陽離子堵劑的制備及堵聚使用方法，解決上述已有技術(shù)存在的問題。
本發(fā)明的技術(shù)方案是通過以下方式實現(xiàn)的本發(fā)明所采用的堵劑是由陽離子聚合物、固體顆粒、有機懸浮劑組成；陽離子聚合物是陽離子度約20％的淀粉，固體顆粒是采用粒度中值為50μm的鈉基膨潤土、油井G級水泥及燃煤火電廠的粉煤灰，有機懸浮劑為粉狀陽離子聚丙烯酰胺，可以通過調(diào)整各成份之間的比例組成適合不同出聚濃度油井用的堵劑；發(fā)明的復(fù)合陽離子堵劑的堵聚封竄技術(shù)，包括堵劑的使用濃度、用量、注入方式。本發(fā)明所涉及的堵聚封竄體系適合聚合物驅(qū)出聚油井的堵聚封竄技術(shù)應(yīng)用。
所述復(fù)合陽離子堵劑的制備方法包括選用的陽離子聚合物是由淀粉改性后陽離子化的產(chǎn)品，陽離子度約20％；固體顆粒是采用粒度中值為50μm的鈉基膨潤土、油井G級水泥及燃煤火電廠的粉煤灰，其按質(zhì)量份數(shù)組成鈉基膨潤土粉煤灰G級水泥的比例為1∶5∶8的顆粒劑。
有機懸浮劑選用粉狀陽離子聚丙烯酰胺，是由丙烯酰胺、2，3-環(huán)氧丙基三甲基氯化銨、苯酚等單體在鹽水溶液及合適的溫度、PH值等條件下聚合形成，分子上帶有陽離子基團。
按需要治理的出聚油井的出聚濃度＞500mg/L，復(fù)合陽離子堵劑的質(zhì)量份數(shù)配比為陽離子聚合物∶顆粒劑∶懸浮劑＝25∶70∶5。
經(jīng)室內(nèi)對配制成的復(fù)合陽離子堵劑試驗評價，堵劑工作液堵劑濃度10％占注入總量65％時，懸浮時間達到18h，室內(nèi)對高滲巖芯(模擬滲透率2～29μm2)的實驗封堵率達到95％；復(fù)合陽離子堵劑的應(yīng)用，將制備出的復(fù)合陽離子堵劑按設(shè)計量用油田回注污水配制成堵劑工作液，由油井注入起到堵聚封竄作用。
復(fù)合陽離子堵劑的應(yīng)用，根據(jù)油井出聚濃度和處理半徑設(shè)計用量，所述堵劑工作液中復(fù)合陽離子堵劑的使用濃度為5～10％，封堵半徑一般3～5m。
復(fù)合陽離子堵劑的注入方法，所述堵劑工作液的注入方式為三段塞，以2-15m3/h速度注入，即第一段塞注入半徑為3～5m，用復(fù)合陽離子堵劑5-10％其余為水配成堵液，注入井內(nèi)，其占注入總量的65％；第二段塞由0.2-0.25％的陰離子聚合物其余為水配成封口劑注入井內(nèi)，其占注入總量的15％，第三段塞接著注入油田水做為頂替液，其占注入總量的20％，注入總量后關(guān)井24h后開井生產(chǎn)。
本發(fā)明比現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(1)針對注聚開發(fā)過程中大量聚合物從油井產(chǎn)出影響聚合物驅(qū)增油效果的問題，提出了從出聚油井上實施堵聚封竄工藝的技術(shù)思路，開發(fā)了適合在油井上堵聚封竄的復(fù)合陽離子堵劑及其應(yīng)用技術(shù)。
(2)針對油井出聚特點開發(fā)的復(fù)合陽離子堵劑，是由陽離子聚合物、顆粒劑、懸浮劑組成，既封堵油水井之間的高滲透層、大孔道，又能與油層中的聚合物作用，也能夠吸附在巖石表面，滿足出聚井封竄堵聚技術(shù)的降聚增油需要。
(3)針對聚合物驅(qū)所用的陰離子聚合物，實驗驗證了陽離子度約20％的陽離子改性淀粉聚合物的堵聚封竄效果最佳，反應(yīng)物產(chǎn)率與兩種溶液的配比有關(guān)，實驗測定陽、陰離子聚合物的質(zhì)量比在30∶1時反應(yīng)產(chǎn)生的“沉淀”最多，復(fù)合陽離子堵劑與陰離子聚合物反應(yīng)的質(zhì)量比是15∶1。
(4)同時為提高堵聚封竄效果，根據(jù)出聚油井的特點復(fù)配成了復(fù)合陽離子堵劑，堵劑中復(fù)配了無機顆粒劑和陽離子懸浮劑，提高了封堵強度和有效期，使該堵劑具有堵聚和堵水的雙重作用，室內(nèi)實驗封堵率達到90％以上，提高采收率大于5％，穩(wěn)定性好。
(5)現(xiàn)場2口出聚油井的應(yīng)用效果表明，復(fù)合陽離子堵劑封竄堵聚技術(shù)的成功率高，出聚濃度大幅度下降，降聚降水增油效果顯著，有效期長，提高了聚合物的經(jīng)濟利用率和注聚效果。
(6)現(xiàn)場實施表明，該技術(shù)與其它類似的技術(shù)比較，投入少，施工工藝簡單，堵劑配制以及懸浮穩(wěn)定性好，易于施工，降低了勞動強度。
四

無附圖。
五具體實施例方式
1、油井堵聚選井原則以儲量為基礎(chǔ)，根據(jù)注聚區(qū)的油藏地質(zhì)特點，選擇注聚區(qū)內(nèi)剩余儲量比較高的油井，由于聚合物竄導(dǎo)致含水大幅度上升、油量大幅度下降而失去生產(chǎn)能力，一般原則是(1)注聚見效期產(chǎn)能高，注聚后有明顯的見效高峰期，聚合物突破后油量迅速下降，含水、出聚濃度大幅上升的油井，正常生成時供液能力強，累積產(chǎn)油量低，動用程度較差。
(2)油井高含水＞95％，出聚濃度＞500mg/L；(3)油井單層厚度較大，一般要求單層厚度＞5米；(4)油井固井質(zhì)量好，無層間竄現(xiàn)象；(5)油井動液面高，因高液面表明產(chǎn)水量超過了泵抽能力，通過降低產(chǎn)水量，液面下降，可提高產(chǎn)油量所需的壓差。
2、工藝設(shè)計(1)施工用量的確定油井堵聚封竄注重的是發(fā)揮堵劑的封堵功效，兼顧驅(qū)油效果，因此堵劑用量需根據(jù)油井的出聚濃度、油層厚度、油藏的滲透情況、生產(chǎn)動態(tài)等參數(shù)在施工前通過計算確定，并在施工中應(yīng)根據(jù)泵入壓力的升降進行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，一般用下述公式計算堵劑體積VV＝πR2hφ式中R——處理半徑，mh——處理厚度，mφ——處理層的有效孔隙度，％堵劑的使用濃度為10％，但根據(jù)具體油井的出聚濃度適當(dāng)調(diào)整，出聚濃度較低時可降低堵劑的濃度，現(xiàn)場一般為5～10％。
(2)頂替液用量根據(jù)室內(nèi)研究結(jié)果，堵劑完成注入后，要注入一定量的聚合物溶液封口，將注入的堵劑后續(xù)部分固定，并需要注入一定量的頂替水，盡可能將堵劑頂離近井地帶。頂替液量V0按下式計算V0＝V1+V2+V3+V4其中，V0-頂替液量，m3V1-地面管匯容積，m3V2-管柱容積，m3V3-油套環(huán)空容積，m3V4-附加頂替液量，m3(3)施工時的排量施工時注入堵劑的擠注排量需要依據(jù)油井的具體條件而定，為減少對非目的層的傷害，應(yīng)采用低壓低排量的注入方式，擠注時的排量一般應(yīng)控制在2～15m3/小時為宜，使堵劑沿竄流通道推向縱深地帶，堵住高滲帶和大孔隙，以提高封堵效果，延長有效期。
(4)油井堵聚工藝步驟1)向地層注入5～10％濃度的復(fù)合陽離子堵劑；2)向地層注入0.2～0.25％濃度的陰離子聚合物，以保護注入的復(fù)合陽離子堵劑段塞；3)向地層注入一定量的污水頂替，將堵劑以及保護段塞推進到油層深部發(fā)揮作用。
典型井例GD2-22-5GD2-22-5礦場試驗情況GD2-22-5井生產(chǎn)層位Ng33，生產(chǎn)井段1197.8-1216.0米，有效厚度14米，注聚后峰值日液132.3m3，日油32.9t，含水75.2％，2002年12月日液75.4m3，日油11.8t，含水84.4％，2003年12月出聚1100mg/L，導(dǎo)致油量下降，含水上升，平均日液68.2m3，日油1.3t，含水98.2％。2004年1月堵聚施工前日液51.6m3，日油1.1t，含水97.8％，采出液聚合物含量1100mg/L，該井共注入復(fù)合陽離子堵劑15t，配制濃度為10％，施工壓力由0MPa升至6MPa，用40m32500mg/L聚合物封口，頂替污水60m3，關(guān)井反應(yīng)24小時。1月7日開井，開井后初期液量70.1m3，油量6.0t，含水91.5％，峰值產(chǎn)量液量132.9m3，油量39t，含水70.6％，目前液量87.4m3，油量16.7t，含水80.8％，采出液聚合物濃度125mg/L。截止至2005年底，平均日液103.8m3，日油17.6t，含水83.0％，已累計增油14430t，有效期長達720多天。
權(quán)利要求
1.一種聚合物驅(qū)出聚油井的復(fù)合陽離子堵劑的制備方法，其組成包括一定質(zhì)量份數(shù)比的陽離子聚合物、顆粒劑、有機懸浮劑，其特征在于陽離子聚合物∶顆粒劑∶懸浮劑＝25∶70∶5。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚合物驅(qū)出聚油井的復(fù)合陽離子堵劑的制備方法，其特征在于選用的陽離子聚合物是由淀粉改性后陽離子化的產(chǎn)品，陽離子度約20％。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚合物驅(qū)出聚油井的復(fù)合陽離子堵劑的制備方法，其特征在于固體顆粒是采用粒度中值為50μm的鈉基膨潤土、油井G級水泥及燃煤火電廠的粉煤灰，其組成鈉土∶粉煤灰∶G級水泥的比例為1∶5∶8質(zhì)量份數(shù)比的顆粒劑。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚合物驅(qū)出聚油井的復(fù)合陽離子堵劑的制備方法，其特征在于有機懸浮劑選用粉狀陽離子聚丙烯酰胺。
5.一種復(fù)合陽離子堵劑的使用方法，其特征在于工作液的注入方法分三段塞進行，以2-15m3/h速度注入，第一段塞注入復(fù)合陽離子堵劑，其占注入總量的65％，其中復(fù)合陽離子堵劑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5-10％，其余為水；第二段塞為0.2％-0.25％的陰離子聚合物配成的封口劑，其占注入總量的15％；第三段塞接著注入油田水做為頂替液，占注入總量的20％，注完總液后關(guān)井24小時后開井生產(chǎn)。
全文摘要
一種適用于復(fù)合陽離子堵劑的制備及堵聚使用方法，其包括復(fù)合陽離子堵劑以及堵聚封竄應(yīng)用技術(shù)。發(fā)明的復(fù)合陽離子堵劑是由一定質(zhì)量份數(shù)比的陽離子聚合物∶顆粒劑∶懸浮劑＝25∶70∶5組成的復(fù)合型堵劑。其堵聚封竄機理是在施工壓力下堵劑體系優(yōu)先進入高滲透層帶以及竄流通道中，其中的顆粒成份發(fā)揮支撐、充填大孔道的作用，陽離子成份可與地層中的陰離子聚合物絮凝，其產(chǎn)物與固體顆粒、地層中的粉細(xì)砂等混合凝固，能夠達到降低高滲層滲透率、調(diào)整油井產(chǎn)液剖面的目的，使聚合物發(fā)揮應(yīng)有的驅(qū)油作用，從而達到降低油井的出聚濃度、含水率，增加產(chǎn)油量，降低生產(chǎn)成本的目的。
文檔編號C09K8/56GK101016452SQ200710013649
公開日2007年8月15日 申請日期2007年2月28日 優(yōu)先權(quán)日2007年2月28日
發(fā)明者肖建洪, 陳輝, 姜娜, 韓鵬, 宋岱鋒, 李葵英 申請人:中國石化股份勝利油田分公司孤島采油廠