專利名稱：暫堵劑、復(fù)合解堵劑及應(yīng)用暫堵劑和復(fù)合解堵劑復(fù)合解堵的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及ー種暫堵劑、復(fù)合解堵劑及復(fù)合解堵的方法。
背景技術(shù)：
聚合物驅(qū)油在大面積現(xiàn)場(chǎng)推廣應(yīng)用中，很多注聚井出現(xiàn)了注入困難的問(wèn)題，主要表現(xiàn)為注入壓カ上升，不能按配比完成配注，有些井甚至停注，嚴(yán)重影響了聚驅(qū)效果和綜合經(jīng)濟(jì)效益。普通的水力壓裂和化學(xué)解堵措施，雖在一定程度上緩解聚合物注不進(jìn)去和注入壓カ上升的矛盾，但存在增注量低、有效期短的問(wèn)題。近幾年的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，無(wú)論是壓裂還是化學(xué)解堵效果都較差，都不能滿足注聚井措施改造的要求，影響了聚驅(qū)開發(fā)的整體經(jīng)濟(jì)效益。而且，壓裂措施存在施工成本較高，施工后會(huì)造成油井含水上升速度過(guò)快及對(duì)固井質(zhì)量差的井易造成竄槽等問(wèn)題。研究表明，聚合物吸附和滯留作用以及聚合物溶脹不充分產(chǎn)生的近井及炮眼的堵塞，是導(dǎo)致注聚困難的重要因素。另外，在聚合物驅(qū)過(guò)程中，由于注入介質(zhì)的變化，儲(chǔ)層傷害與水驅(qū)時(shí)不同。聚合物可通過(guò)化學(xué)吸附和機(jī)械捕集而在多孔介質(zhì)內(nèi)發(fā)生滯留，造成孔道過(guò)流斷面減小、液流阻力増加。當(dāng)聚合物分子尺寸即線團(tuán)回旋半徑與巖石孔道半徑中值不匹配時(shí)，聚合物在多孔介質(zhì)內(nèi)會(huì)發(fā)生堵塞現(xiàn)象。除此之外，污水礦化度、細(xì)菌等因素在一定程度上會(huì)加劇聚合物的堵塞。目前，油田上使用過(guò)氧化氫等氧化劑及無(wú)機(jī)解堵劑用于注聚井解堵，見(jiàn)到一定效果。室內(nèi)實(shí)驗(yàn)表明:在眾多過(guò)氧化物中，過(guò)氧化氫稀溶液對(duì)聚合物及其衍生堵塞物的氧化降解的效果最好。但過(guò)氧化氫是ー種不穩(wěn)定的化合物，在現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用中易于環(huán)境中的弱還原劑(如:亞鐵離子、硫化氫等)發(fā)生反應(yīng)，失去活性，不能達(dá)到有效的氧化、降解聚合物和其衍生堵塞物堵塞的目的。如遇到酸，會(huì)發(fā)生強(qiáng)烈的反應(yīng)，迅速分解而放出氧氣，造成火災(zāi)或爆炸?；谝陨显?，開展了適用于解除油藏聚合物堵塞的復(fù)合解堵技術(shù)研究。國(guó)內(nèi)開展聚驅(qū)的油藏往往都是層內(nèi)滲透率差異較大的。在出現(xiàn)注聚困難時(shí)，直接使用解堵劑，會(huì)出現(xiàn)解堵劑優(yōu)先進(jìn)入未堵塞地層，既造成解堵劑的浪費(fèi)，又不能使被堵塞地層充分解堵。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了解決聚合物驅(qū)過(guò)程中聚合物在多孔介質(zhì)內(nèi)會(huì)發(fā)生堵塞導(dǎo)致注聚困難，并且直接使用解堵劑，會(huì)出現(xiàn)解堵劑優(yōu)先進(jìn)入未堵塞地層又不能使被堵塞地層充分解堵的技術(shù)問(wèn)題，提供了ー種暫堵劑、復(fù)合解堵劑及應(yīng)用暫堵劑和復(fù)合解堵劑復(fù)合解堵的方法。 暫堵劑按照質(zhì)量份數(shù)由1-11份季銨鹽表活劑與1-2份促凍劑組成，所述的季銨鹽表活劑是十二烷基三甲基氯化銨、十六烷基三甲基氯化銨、十八烷基三甲基氯化銨及二十ニ烷基三甲基氯化銨中的兩種；所述的促凍劑是檸檬酸鈉、KC1、KBr、2-羥基丙烷-1，2，3-三羧酸鈉、鄰-羥基苯甲酸鈉或NH4Cl。暫堵劑按照質(zhì)量份數(shù)由1-9份季銨鹽表活劑、1.5-2.5份甜菜堿表活劑與1-2份促凍劑組成，所述的季銨鹽表活劑是十二烷基三甲基氯化銨、十六烷基三甲基氯化銨、十八烷基三甲基氯化銨或二十ニ烷基三甲基氯化銨；所述的甜菜堿表活劑是十八烷基甜菜堿；所述的促凍劑是檸檬酸鈉、KC1、KBr、2-羥基丙烷_1，2，3_三羧酸鈉、鄰-羥基苯甲酸鈉或NH4Cl。復(fù)合解堵劑按照質(zhì)量份數(shù)由2-3份主劑1、2_3份主劑2和1.5-2.5份引發(fā)劑組成，所述主劑I是過(guò)氧化苯甲酰或過(guò)氧化苯甲酸；主劑2是次氯酸鈉或次氯酸；所述的引發(fā)劑是鹽酸、醋酸或者檸檬酸。應(yīng)用暫堵劑和復(fù)合解堵劑復(fù)合解堵的方法如下:在45で、平衡壓カ為4-8MPa的條件下注入5m3_10m3暫堵劑段塞，然后再在平衡壓カ為2-10MPa的條件下再注入10m3-30m3解堵劑主段塞，然后關(guān)井2_3天，即完成應(yīng)用暫堵劑和復(fù)合解堵劑復(fù)合解堵。本發(fā)明先采用暫堵劑，封堵住未堵塞地層，讓后續(xù)注入的大劑量低粘度解堵劑較多地選擇性進(jìn)入需解堵地層，然后關(guān)井2-3天，讓解堵劑與堵塞物充分反應(yīng)，從而達(dá)到解堵的目的。由于暫堵劑的主要成分是陽(yáng)離子表面活性剤，在遇見(jiàn)水或油后，會(huì)逐漸破解。其中的季銨鹽作為粘土穩(wěn)定劑已廣泛應(yīng)用于石油鉆采エ藝中，具有吸附能力強(qiáng)，耐溫、耐酸、耐沖刷的特點(diǎn)，可以長(zhǎng)期穩(wěn)定粘土，有效地恢復(fù)地層滲透率。所以，這種暫堵劑既可以發(fā)揮暫堵作用，又可以恢復(fù)地層的滲透率。一般表面活性劑在 水溶液中形成的膠束呈球狀，不能使溶液增粘。但本發(fā)明中使用的季銨鹽或甜菜堿表活劑屬于粘彈性表面活性劑(Viscoelastic Surfactant,簡(jiǎn)稱VES)，具有親水基團(tuán)和長(zhǎng)鏈?zhǔn)杷鶊F(tuán)，當(dāng)表面活性劑濃度超過(guò)臨界膠束濃度(CMC)值時(shí)，疏水基長(zhǎng)鏈伸入水相，使黏彈性表面活性劑分子聚集，形成以長(zhǎng)鏈?zhǔn)杷鶊F(tuán)為內(nèi)核、親水基團(tuán)向外伸人溶劑的球形膠束；當(dāng)表面活性劑的濃度繼續(xù)增加且改變?nèi)芤航M成時(shí)(加鹽或加助表面活性劑)，表面活性劑膠束占有的空間變小，膠束之間的排斥作用増加，此時(shí)球形膠束開始變形，合并成為占用空間更小的線狀或棒狀膠束；棒狀膠束之間會(huì)進(jìn)一步合并成更長(zhǎng)的蠕蟲狀膠束，這些蠕蟲狀膠束之間由于疏水基團(tuán)的作用會(huì)自動(dòng)糾纏在一起，形成空間交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，類似于交聯(lián)的長(zhǎng)鏈聚合物形成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。在中當(dāng)化學(xué)劑總濃度増大至2% (如圖4所示)以上時(shí)出現(xiàn)形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)階段。當(dāng)化學(xué)劑總濃度増大至13%以上時(shí)出現(xiàn)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)消解，這是由于表活劑濃度過(guò)高，膠束被破壞，蠕蟲狀結(jié)構(gòu)坍塌，凝膠反而水化了。另外，這種蠕蟲狀膠束結(jié)構(gòu)的形成依賴的是溶液中溶質(zhì)分子之間通過(guò)非共價(jià)鍵(靜電、氫鍵、疏水締合效應(yīng)等)發(fā)生相互作用，形成分子間的聚集結(jié)構(gòu)，這種聚集結(jié)構(gòu)可以隨剪切擾動(dòng)變大或變小甚至完全拆散，當(dāng)剪切擾動(dòng)消除后，聚集體又重新恢復(fù)的ー種溶液。在這些溶液中，由于分子間聚集體的形成，因此溶液流變性將不完全取決于溶質(zhì)分子在流場(chǎng)中的形態(tài)與水動(dòng)力學(xué)尺寸，更多取決于超分子聚集體的形態(tài)、尺寸與聚集強(qiáng)度。因此這種暫堵劑在井口和管柱中高速注入時(shí)的粘彈性并不十分高，但是當(dāng)進(jìn)入地層后，流速大幅度降低，則粘彈性快速恢復(fù)，產(chǎn)生暫堵作用。
暫堵劑使用的季銨鹽作為粘土穩(wěn)定劑已廣泛應(yīng)用于石油鉆采エ藝中，具有吸附能力強(qiáng)，耐溫、耐酸、耐沖刷的特點(diǎn)，可以長(zhǎng)期穩(wěn)定粘土，有效地恢復(fù)地層滲透率。所以，這種暫堵劑既可以發(fā)揮暫堵作用，又可以恢復(fù)地層的滲透率。


圖1是實(shí)驗(yàn)一中暫堵劑的表觀粘度圖；圖2是實(shí)驗(yàn)一中暫堵劑的粘弾性曲線，圖中 表示彈性模量(G’ )，■表示粘性模量(G”)，，!「表示復(fù)合粘度(n*);圖3是實(shí)驗(yàn)ニ的暫堵劑的黏溫關(guān)系曲線和實(shí)驗(yàn)三的暫堵劑的黏溫關(guān)系曲線，圖中- ■表不實(shí)驗(yàn)_.的暫堵劑的黏溫關(guān)系曲線，表不實(shí)驗(yàn)ニ的暫堵劑的黏溫關(guān)系曲線;圖4是實(shí)驗(yàn)四暫堵劑的表觀黏度曲線和實(shí)驗(yàn)五暫堵劑的表觀黏度曲線，圖中—表不實(shí)驗(yàn)四暫堵劑的表觀黏度曲線，實(shí)驗(yàn)五暫堵劑的表觀黏度曲線；圖5是實(shí)驗(yàn)八中·不同的復(fù)合解堵劑質(zhì)量濃度的混合液的表觀黏度曲線，一表示復(fù)合解堵劑質(zhì)量濃度為5%的混合液的表觀黏度曲線，.表示復(fù)合解堵劑質(zhì)量濃度為10%的混合液的表觀黏度曲線；圖6是實(shí)驗(yàn)九中的溶液達(dá)到90%降粘率所需反應(yīng)時(shí)間與溫度關(guān)系曲線。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明技術(shù)方案不局限于以下所列舉具體實(shí)施方式
，還包括各具體實(shí)施方式
間的任意組合。
具體實(shí)施方式
一:本實(shí)施方式暫堵劑按照質(zhì)量份數(shù)由1-11份季銨鹽表活劑與1-2份促凍劑組成，所述的季銨鹽表活劑是十二烷基三甲基氯化銨、十六烷基三甲基氯化銨、十八烷基三甲基氯化銨及二十ニ烷基三甲基氯化銨中的兩種；所述的促凍劑是檸檬酸鈉、KCl、KBr,2-羥基丙烷-1，2，3-三羧酸鈉、鄰-羥基苯甲酸鈉或NH4Cl。
具體實(shí)施方式
ニ:本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一不同的是所述暫堵劑按照質(zhì)量份數(shù)由6份季銨鹽表活劑與1.5份促凍劑組成。其它與具體實(shí)施方式
一相同。
具體實(shí)施方式
三:本實(shí)施方式暫堵劑按照質(zhì)量份數(shù)由1-9份季銨鹽表活劑、
1.5-2.5份甜菜堿表活劑與1-2份促凍劑組成，所述的季銨鹽表活劑是十二烷基三甲基氯化銨、十六烷基三甲基氯化銨、十八烷基三甲基氯化銨或二十ニ烷基三甲基氯化銨；所述的甜菜堿表活劑是十八烷基甜菜堿；所述的促凍劑是檸檬酸鈉、KC1、KBr、2-羥基丙烷_1，2，
3-三羧酸鈉、鄰-羥基苯甲酸鈉或NH4Cl。
具體實(shí)施方式
四:本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
三不同的是暫堵劑按照質(zhì)量份數(shù)由4份季銨鹽表活劑、2份甜菜堿表活劑與1.5份促凍劑組成。其它與具體實(shí)施方式
三相同。
具體實(shí)施方式
五:本實(shí)施方式復(fù)合解堵劑按照質(zhì)量份數(shù)由2-3份主劑1、2-3份主劑2和1.5-2.5份引發(fā)劑組成，所述主劑I是過(guò)氧化苯甲?；蜻^(guò)氧化苯甲酸；主劑2是次氯酸鈉或次氯酸；所述的引發(fā)劑是鹽酸、醋酸或者檸檬酸。本實(shí)施方式中所述的過(guò)氧化苯甲酰、過(guò)氧化苯甲酸、次氯酸鈉、次氯酸鹽酸、醋酸和朽1檬酸均為市售。
具體實(shí)施方式
六:本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
五不同的是復(fù)合解堵劑按照質(zhì)量份數(shù)由2.5份主劑1、2.5份主劑2和2份引發(fā)劑組成。其它與具體實(shí)施方式
五相同。
具體實(shí)施方式
七:應(yīng)用權(quán)利要求1所述的暫堵劑和權(quán)利要求5所述的復(fù)合解堵劑復(fù)合解堵的方法如下:在45で、平衡壓カ為4_8MPa的條件下注入5m3_10m3暫堵劑段塞，然后再在平衡壓カ為2-10MPa的條件下再注入10m3-30m3解堵劑主段塞，然后關(guān)井2_3天，即完成應(yīng)用暫堵劑和復(fù)合解堵劑復(fù)合解堵。
具體實(shí)施方式
八:應(yīng)用權(quán)利要求3所述的暫堵劑和權(quán)利要求5所述的復(fù)合解堵劑復(fù)合解堵的方法如下:在45°C、平衡壓カ為4_8MPa的條件下注入5m3_10m3暫堵劑段塞，然后再在平衡壓カ為2-10的條件下再注入10m3-30m3解堵劑主段塞，然后關(guān)井2_3天，即完成應(yīng)用暫堵劑和復(fù)合解堵劑復(fù)合解堵。采用下述實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證本發(fā)明方法:實(shí)驗(yàn)ー:本實(shí)驗(yàn)中暫堵劑由5質(zhì)量份十八烷基三甲基氯化銨、I質(zhì)量份二十ニ烷基三甲基氯化銨和1.5質(zhì)量份鄰-羥基苯甲酸鈉組成。在45°C下測(cè)定暫堵劑粘彈性關(guān)系見(jiàn)圖1和圖2。由圖1可見(jiàn)，形成的凍膠是接近于假塑性流體，但是無(wú)法進(jìn)行對(duì)數(shù)回歸表觀粘度與剪切速率的關(guān)系，使用乘冪關(guān)系回歸得到y(tǒng)=7654.1xki 745 ;在45で和10 200sヾ下其表觀粘度為1150 150mPa S。所以，暫堵劑體系凍膠與聚合物溶液(假塑性流體，表觀粘度與剪切速率符合對(duì)數(shù)回歸關(guān)系)和聚合物凝膠(以彈性為主，難以用表觀粘度表征)的流變性均有區(qū)別。實(shí)驗(yàn)ニ:本實(shí)驗(yàn)中暫堵劑由4質(zhì)量份十八烷基三甲基氯化銨、2質(zhì)量份二十ニ烷基三甲基氯化銨和1.5質(zhì)量份鄰-羥基苯甲酸鈉組成。實(shí)驗(yàn)三:本實(shí)驗(yàn)中暫堵劑由4質(zhì)量份十八烷基三甲基氯化銨、2質(zhì)量份十八烷基甜菜堿和
1.5質(zhì)量份鄰-羥基苯甲酸鈉組成。在45°C、剪切速率為7.3S-1的條件下分別測(cè)試實(shí)驗(yàn)ニ的暫堵劑的黏溫關(guān)系曲線和實(shí)驗(yàn)三的暫堵劑的黏溫關(guān)系曲線，結(jié)果如圖3。實(shí)驗(yàn)四:本實(shí)驗(yàn)中暫堵劑由2質(zhì)量份十八烷基三甲基氯化銨、I質(zhì)量份二十ニ烷基三甲基氯化銨和0.75質(zhì)量份鄰-羥基苯甲酸鈉組成。實(shí)驗(yàn)五:本實(shí)驗(yàn)中暫堵劑由2質(zhì)量份三甲基氯化銨、I質(zhì)量份十八烷基甜菜堿和0.75質(zhì)量份鄰-羥基苯甲酸鈉組成。在45°C、剪切速率為7.3S-1的條件下分別測(cè)試實(shí)驗(yàn)四的暫堵劑的黏溫關(guān)系曲線和實(shí)驗(yàn)五的暫堵劑的黏溫關(guān)系曲線，結(jié)果如圖4。實(shí)驗(yàn)六:
本實(shí)驗(yàn)中復(fù)合解堵劑由2.5質(zhì)量份過(guò)氧化苯甲酰、2.5質(zhì)量份HClO和2質(zhì)量份引發(fā)劑組成。
本實(shí)驗(yàn)中使用大慶的清水分別配制質(zhì)量濃度為5%的過(guò)氧化氫溶液、次氯酸鈉溶液、過(guò)硫酸銨溶液、過(guò)硼酸鈉溶液、硫酸亞鐵溶液作為聚合物的解堵劑。使用大慶清水配制質(zhì)量濃度為0.6%的HPAM(聚丙烯酰胺，分子量1900萬(wàn)、固含量89.1 %、水解度23.6% )溶液。為了對(duì)比不同解堵劑對(duì)聚丙烯酰胺的降粘效果，分別取質(zhì)量濃度為0.6%的HPAM溶液和質(zhì)量濃度為5%的解堵劑溶液按質(zhì)量比1:1配制成混合液，然后在45°C下恒溫，定期測(cè)定混合液的表觀黏度，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表I (在45°C下，質(zhì)量濃度為2.5%的解堵劑與質(zhì)量濃度為0.3%的HPAM溶液體系的表觀黏度與作用時(shí)間的關(guān)系)。表I
權(quán)利要求
1.暫堵劑，其特征在于所述暫堵劑按照質(zhì)量份數(shù)由1-11份季銨鹽表活劑與1-2份促凍劑組成，所述的季銨鹽表活劑是十二烷基三甲基氯化銨、十六烷基三甲基氯化銨、十八烷基三甲基氯化銨及二十ニ烷基三甲基氯化銨中的兩種；所述的促凍劑是檸檬酸鈉、KC1、KBr,2-羥基丙烷-1，2，3-三羧酸鈉、鄰-羥基苯甲酸鈉或NH4Cl。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述暫堵劑，其特征在于所述暫堵劑按照質(zhì)量份數(shù)由6份季銨鹽表活劑與1.5份促凍劑組成。
3.暫堵劑，其特征在于所述暫堵劑按照質(zhì)量份數(shù)由1-9份季銨鹽表活劑、1.5-2.5份甜菜堿表活劑與1-2份促凍劑組成，所述的季銨鹽表活劑是十二烷基三甲基氯化銨、十六烷基三甲基氯化銨、十八烷基三甲基氯化銨或二十ニ烷基三甲基氯化銨；；所述的甜菜堿表活劑是十八烷基甜菜堿；所述的促凍劑是檸檬酸鈉、KCl、KBr、2-羥基丙烷-1，2，3-三羧酸鈉、鄰-羥基苯甲酸鈉或NH4CL
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述暫堵劑，其特征在于所述暫堵劑按照質(zhì)量份數(shù)由4份季銨鹽表活劑、2份甜菜堿表活劑與1.5份促凍劑組成。
5.復(fù)合解堵劑，其特征在于復(fù)合解堵劑按照質(zhì)量份數(shù)由2-3份主劑1、2-3份主劑2和1.5-2.5份引發(fā)劑組成，所述主劑I是過(guò)氧化苯甲酰或過(guò)氧化苯甲酸；主劑2是次氯酸鈉或次氯酸；所述的引發(fā)劑是鹽酸、醋酸或者檸檬酸。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的復(fù)合解堵劑，其特征 在于復(fù)合解堵劑按照質(zhì)量份數(shù)由2.5份主劑1、2.5份主劑2和2份引發(fā)劑組成。
7.應(yīng)用權(quán)利要求1所述的暫堵劑和權(quán)利要求5所述的復(fù)合解堵劑復(fù)合解堵的方法，其特征在于應(yīng)用暫堵劑和復(fù)合解堵劑復(fù)合解堵的方法如下: 在45°C、平衡壓カ為4-8MPa的條件下注入5m3_10m3暫堵劑段塞，然后再在平衡壓カ為2-1OMPa的條件下再注入10m3-30m3解堵劑主段塞，然后關(guān)井2_3天，即完成應(yīng)用暫堵劑和復(fù)合解堵劑復(fù)合解堵。
8.應(yīng)用權(quán)利要求3所述的暫堵劑和權(quán)利要求5所述的復(fù)合解堵劑復(fù)合解堵的方法，其特征在于應(yīng)用暫堵劑和復(fù)合解堵劑復(fù)合解堵的方法如下: 在45°C、平衡壓カ為4-8MPa的條件下注入5m3_10m3暫堵劑段塞，然后再在平衡壓カ為2-1OMPa的條件下再注入10m3-30m3解堵劑主段塞，然后關(guān)井2_3天，即完成應(yīng)用暫堵劑和復(fù)合解堵劑復(fù)合解堵。
全文摘要
暫堵劑、復(fù)合解堵劑及應(yīng)用暫堵劑和復(fù)合解堵劑復(fù)合解堵的方法，它涉及一種暫堵劑、復(fù)合解堵劑及復(fù)合解堵的方法。本發(fā)明解決了聚合物驅(qū)過(guò)程中聚合物在多孔介質(zhì)內(nèi)會(huì)發(fā)生堵塞導(dǎo)致注聚困難，并且直接使用解堵劑，會(huì)出現(xiàn)解堵劑優(yōu)先進(jìn)入未堵塞地層又不能使被堵塞地層充分解堵的技術(shù)問(wèn)題。暫堵劑由表活劑與促凍劑組成。復(fù)合解堵劑由主劑和引發(fā)劑組成。本發(fā)明先采用暫堵劑，封堵住未堵塞地層，讓后續(xù)注入的大劑量低粘度解堵劑較多地選擇性進(jìn)入需解堵地層，然后關(guān)井2-3天，讓解堵劑與堵塞物充分反應(yīng)，從而達(dá)到解堵的目的。
文檔編號(hào)E21B33/13GK103113864SQ20131006476
公開日2013年5月22日 申請(qǐng)日期2013年2月28日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月28日
發(fā)明者鮑洪玉, 劉永濤, 邢平, 韓莉華, 侯鳳芹, 趙金姝 申請(qǐng)人:趙金姝