專利名稱：一種凝膠組合物及含其的氮?dú)馀菽z復(fù)合暫堵劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種凝膠組合物及含其的氮?dú)馀菽z復(fù)合暫堵劑，屬于石油開采技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
稠油原油粘度高，流動(dòng)性差；油藏發(fā)育的非均質(zhì)性，造成層間、層內(nèi)及平面動(dòng)用不均，特別是隨著吞吐輪次增加、井間水平井近井距等因素影響，動(dòng)用不均進(jìn)一步加劇，井間形成汽竄通道，影響生產(chǎn)效果。且目前吞吐井普遍進(jìn)入中高周期，地層壓力大幅下降，周期間遞減矛盾突出；中高輪次油井套壞現(xiàn)象普遍，措施實(shí)施受限。目前針對(duì)于稠油高輪次吞吐井生產(chǎn)過程中的矛盾主要采取選配注、暫堵調(diào)剖措施改善油井動(dòng)用不均、汽竄干擾問題；實(shí)施助排工藝降低原油粘度。但隨著油井進(jìn)入高輪次吞吐，受到油藏儲(chǔ)層條件和堵劑本身限制，以上措施應(yīng)用的弊端日益明顯。稠油選配注存在著受井況制約嚴(yán)重的問題，且無法解決層內(nèi)矛盾和平而矛盾的問題。高溫暫堵調(diào)剖技術(shù)主要有以有機(jī)顆粒為主劑的顆粒型調(diào)剖劑、凝膠型調(diào)剖劑和泡沫型調(diào)剖劑，顆粒型調(diào)剖劑存在著流動(dòng)性差、作用半徑小、地層傷害大的問題，不適于套變井及有篩管完井方式的油井；凝膠型調(diào)剖劑存在耐溫性差、容易被蒸汽突破的問題；泡沫調(diào)剖存在著地泡沫調(diào)剖作用較弱的缺陷，不適用于已形成汽竄通道的油井。因此研發(fā)出一種具有地層傷害小、措施選擇性強(qiáng)、兼具氣體增能功效等特點(diǎn)的暫堵劑，仍是本領(lǐng)域亟待解決的問題之一。

發(fā)明內(nèi)容
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的目的在于提供一種凝膠組合物及含其的氮?dú)馀菽z復(fù)合暫堵劑。本發(fā)明的目的還在于提供一種耦合內(nèi)外旋流泡沫發(fā)生器。本發(fā)明的又一目的在于提供利用上述氮?dú)馀菽z復(fù)合暫堵劑抑制稠油高輪次吞吐井汽竄干擾的方法，該方法具有暫堵調(diào)剖性能好、地層傷害小的特點(diǎn)。為達(dá)上述目的，本發(fā)明提供一種凝膠組合物，以質(zhì)量百分比，其包括1.0%部分水解聚丙烯酰胺、1. 5%甲醛、0.5%對(duì)苯二酚、余量為水。本發(fā)明的凝膠組合物的制備方法為常規(guī)的制備方法，把部分水解聚丙烯酰胺、甲醛、對(duì)苯二酚與水混合均勻，即可以得到該凝膠組合物。根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
，優(yōu)選地，在凝膠組合物中，所采用的部分水解聚丙烯酰的水解度為25%，聚合度為16 X 104，分子量為1200 X 104。本發(fā)明還提供了一種氮?dú)馀菽z復(fù)合暫堵劑，其包括氮?dú)夂团菽z；其中，所述泡沫凝膠為上述凝膠組合物與耐高溫發(fā)泡劑的混合物；其中，所述氮?dú)馀c所述泡沫凝膠的體積比為40-60 I。上述氮?dú)馀c泡沫凝膠的體積比為二者在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下的體積t匕。本發(fā)明所提供的氮?dú)馀菽z復(fù)合暫堵劑可以在使用時(shí)通過常規(guī)方法制得，例如將氮?dú)?、泡沫凝膠混合制得，或者在使用時(shí)將凝膠組合物、耐高溫發(fā)泡劑和氮?dú)饨?jīng)泡沫凝膠發(fā)生器從油管同步注入而制得。在本發(fā)明中，上述泡沫凝膠以及氮?dú)獾暮靠梢愿鶕?jù)措施井井況進(jìn)行合理調(diào)整。優(yōu)選地，所述氮?dú)獾暮繛?. 2-3. O萬標(biāo)立方米，所述泡沫凝膠的含量為300-500立方米。在上述氮?dú)馀菽z復(fù)合暫堵劑中，優(yōu)選地，以所述凝膠組合物的體積計(jì)，所述耐高溫發(fā)泡劑的濃度為12g/L，即，所述耐高溫發(fā)泡劑以12g/L的濃度添加到所述凝膠組合物中，形成所述泡沫凝膠。在上述氮?dú)馀菽z復(fù)合暫堵劑中，優(yōu)選地，以質(zhì)量百分比計(jì)，所述耐高溫發(fā)泡劑包括99. 7%的妥爾油脂肪酸鈉鹽和O. 3%的疏水締合聚丙烯酰胺。該耐高溫發(fā)泡劑在250C _300°C范圍內(nèi)的高溫半衰期為223min，降解率為6. 17%。本發(fā)明采用凝膠組合物、耐高溫發(fā)泡劑及氮?dú)?，形成交?lián)前具有泡沫性質(zhì)而交聯(lián)后具有凝膠性質(zhì)的氮?dú)馀菽z復(fù)合暫堵劑，注入時(shí)形成的泡沫會(huì)產(chǎn)生明顯的分流作用，在大幅度提高高滲透層或高滲透層段阻力因子的同時(shí)，低滲透層或低滲透層段的阻力因子較低，調(diào)堵作用較常規(guī)凝膠會(huì)有大幅度的提高；凝膠的穩(wěn)定泡沫作用，會(huì)增強(qiáng)泡沫結(jié)構(gòu)，增大泡沫尺寸、提高泡沫穩(wěn)定性、延長(zhǎng)泡沫半衰期；泡沫能夠擴(kuò)大封堵范圍，減少凝膠用量，明顯降低對(duì)油層的傷害。在較高氣液比條件下，氮?dú)馀菽z復(fù)合暫堵劑的封堵范圍達(dá)到常規(guī)凝膠類堵劑的2-3倍，實(shí)現(xiàn)深部調(diào)堵、有效期長(zhǎng)；泡沫遇油的消泡作用，能夠降低氮?dú)馀菽z對(duì)低滲透或動(dòng)用差層位或?qū)佣蔚牟焕绊懀坏獨(dú)馀菽z在地層消泡后產(chǎn)生的氣體可在一定程度上增加地層能量，有利于返排破膠液和提高油井產(chǎn)量；氮?dú)馀菽z中的耐高溫發(fā)泡劑會(huì)改變巖石的潤(rùn)濕性，提高驅(qū)油效率。本發(fā)明還提供了一種耦合內(nèi)外旋流泡沫發(fā)生器，如圖1所示，其包括以下部件泡沫發(fā)生器本體， 該本體分為液體入口(I)、旋流腔(2)與泡沫出口(3);所述旋流腔⑵分為入口頸部(4)、中部(5)和出口頸部(6)；在旋流腔⑵的入口頸部⑷設(shè)有氣體入口(7);在旋流腔⑵的中部(5)和出口頸部(6)的內(nèi)壁上設(shè)有外旋導(dǎo)流葉片(8)；在所述旋流腔的中心設(shè)有一芯軸(9)，該芯軸(9)通過設(shè)于入口頸部(4)與出口頸部(6)的套環(huán)(10)連接于所述旋流腔(2)的內(nèi)壁上，該芯軸(9)上設(shè)有成排的內(nèi)旋導(dǎo)流葉片(11);在所述泡沫出口(3)上開設(shè)有一取樣口(12)。在上述耦合內(nèi)外旋流泡沫發(fā)生器中，所述內(nèi)旋導(dǎo)流葉片(11)設(shè)于芯軸(9)上對(duì)應(yīng)旋流腔(2)的中部(5)以及出口頸部(6)的位置，其與所述外旋導(dǎo)流葉片(8)交錯(cuò)設(shè)置。在上述耦合內(nèi)外旋流泡沫發(fā)生器中，優(yōu)選地，所述液體入口(I)的長(zhǎng)度為500mm，直徑為118. 5mm(外徑)，63. 5mm(內(nèi)徑)；旋流腔(2)的入口頸部(4)的長(zhǎng)度為200mm、中部
(5)的長(zhǎng)度為1000mm，直徑為420mm(外徑)，380mm(內(nèi)徑)、出口頸部(6)的長(zhǎng)度為1000mm;所述泡沫出口(3)的長(zhǎng)度為500mm,直徑為118. 5mm (外徑)，63. 5mm (內(nèi)徑)；所述外旋導(dǎo)流葉片⑶的長(zhǎng)度為50mm，所述內(nèi)旋導(dǎo)流葉片(11)的長(zhǎng)度為100_240mm，在本發(fā)明中，優(yōu)選地，上述耦合內(nèi)外旋流泡沫發(fā)生器的工作壓力為10_20MPa ;氣體流量為5-25m3/min ;液體流量為100-500L/min ;大氣壓下的泡沫密度O. 05-0. 10g/cm3。本發(fā)明的耦合內(nèi)外旋流泡沫發(fā)生器采用流線型的耦合內(nèi)外旋流流道，使氣體(氮?dú)?通過外旋導(dǎo)流葉片進(jìn)行外旋流，液體(泡沫凝膠)通過內(nèi)旋導(dǎo)流葉片進(jìn)行內(nèi)旋流，提高了外旋流氣體與內(nèi)旋流液體的混合程度，提高了混合發(fā)泡效率，可以使復(fù)合暫堵劑的起泡效率提高15%以上。優(yōu)選地，本發(fā)明的耦合內(nèi)外旋流泡沫發(fā)生器可以作為上述氮?dú)馀菽z復(fù)合暫堵劑的制備設(shè)施。本發(fā)明還提供了一種抑制稠油高輪次吞吐井汽竄干擾的方法，其包括以下步驟用熱水注入油套環(huán)形空間和油管，保證注入通道的暢通；經(jīng)上述耦合內(nèi)外旋流泡沫發(fā)生器從油管注入上述的氮?dú)馀菽z復(fù)合暫堵劑，施工壓力控制在15MPa以內(nèi)。在油管和油套環(huán)形空間注入過量的水來保護(hù)油套，候凝24小時(shí)后轉(zhuǎn)入注蒸汽吞吐。本發(fā)明提供的抑制稠油高輪次吞吐井汽竄干擾的方法，將暫堵調(diào)剖、氣體增能、驅(qū)油助排三項(xiàng)功能有機(jī)結(jié)合。該方法設(shè)計(jì)合理，依據(jù)可靠，與現(xiàn)有的暫堵調(diào)剖工藝相比具有地層傷害小、措施選擇性強(qiáng)、兼具氣體增能功效等特點(diǎn)，為蒸汽吞吐開發(fā)方式抽油井抑制高輪次井間汽竄、改善油井生產(chǎn)效果提供了新的有效方法。


圖1為本發(fā)明提供的耦合內(nèi)外旋流泡沫發(fā)生器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖。主要組件符號(hào)說明液體入口 I旋流腔2泡沫出口 3入口頸部4中部5出口頸部6氣體入口 7外旋導(dǎo)流葉片8芯軸9套環(huán)10內(nèi)旋導(dǎo)流葉片11取樣口 1具體實(shí)施例方式實(shí)施例本實(shí)施例提供了一種凝膠組合物，以重量百分比計(jì)，其包括1. 0wt%部分水解聚丙烯酰胺(水解度為25%，聚合度為16 X 104，分子量為1200 X IO4)、1. 5wt%甲醛、0. 5wt%對(duì)苯二酚、余量為水。該凝膠組合物為將上述各物質(zhì)按比例混合均勻而得到的。本實(shí)施例還提供一種氮?dú)馀菽z復(fù)合暫堵劑，其包括氮?dú)庖约芭菽z，二者的體積比為氮?dú)馀菽z=50 I (標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下)。其中，該泡沫凝膠為上述凝膠組合物與耐高溫發(fā)泡劑的混合物，并且，以所述凝膠組合物的體積計(jì)，所述耐高溫發(fā)泡劑的濃度為12g/L。以質(zhì)量百分比計(jì)，上述耐高溫發(fā)泡劑包括99. 7%的妥爾油脂肪酸鈉鹽和0. 3%的疏水締合聚丙烯酰胺。下面分別從不同滲透率巖心，不同含水飽和度地層以及不同溫度蒸汽(或熱水)三個(gè)角度下對(duì)上述氮?dú)馀菽z復(fù)合暫堵劑的封堵性能進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測(cè)定。測(cè)試?yán)齀不同滲透率巖心氮?dú)馀菽z封堵實(shí)驗(yàn)本測(cè)試?yán)捎?種不同滲透率巖心對(duì)氮?dú)馀菽⒌獨(dú)馀菽z復(fù)合暫堵劑、凝膠組合物進(jìn)行封堵實(shí)驗(yàn)。在此需說明的是，每種注入介質(zhì)分別選用滲透率為500、1000、3000 X 10_3 u m2左右的3種巖心，因此，本測(cè)試?yán)褂玫膸r心共9塊。上述氮?dú)馀菽ǖ獨(dú)饧澳透邷匕l(fā)泡劑(5MPa實(shí)驗(yàn)壓力氣液體積比為1:1,標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下氣液體積比為50 1)，其中，以質(zhì)量百分比計(jì)，上述耐高溫發(fā)泡劑包括99.7%的妥爾油脂肪酸鈉鹽和
0.3%的疏水締合聚丙烯酰胺。該氮?dú)馀菽z復(fù)合暫堵劑及該凝膠組合物為實(shí)施例所提供。采用不同滲透率巖心對(duì)實(shí)施例的氮?dú)馀菽z復(fù)合暫堵劑實(shí)驗(yàn)包括以下步驟在50°C條件下，水測(cè)巖心滲透率后，向巖心中正向注入1. OPV的氮?dú)馀菽z復(fù)合暫堵劑(實(shí)驗(yàn)壓力為5MPa)，并用氮?dú)獗３痔钌肮軌毫Ψ€(wěn)定，恒溫恒壓48h使其成膠，記錄壓力穩(wěn)定時(shí)巖心兩端的壓力差，計(jì)算阻力因子；然后打開出口端，正向注入10. 0PV300°C的水蒸汽驅(qū)替，記錄壓力穩(wěn)定時(shí)巖心兩端的壓力差和流量，直至出口端被水蒸汽突破為止，記錄水蒸汽突破的時(shí)間，計(jì)算汽驅(qū)后阻力因子；然后，反向注水(2. 0PV)驅(qū)替，記錄壓力穩(wěn)定時(shí)巖心兩端的壓力差及流量，計(jì)算實(shí)驗(yàn)后的水相滲透率，以及注水后的殘余阻力因子，再用熱油(2. 0PV)反向驅(qū)替，記錄壓力變化。對(duì)于氮?dú)馀菽约澳z組合物封堵實(shí)驗(yàn)與上述實(shí)驗(yàn)過程相同。實(shí)驗(yàn)所測(cè)得的3種巖心(9塊巖心)的水相滲透率、以及不同注入介質(zhì)下的阻力因子、汽驅(qū)后阻力因子和注水后的殘余阻力因子的數(shù)據(jù)如表I所示。在此需說明的是，阻力因子測(cè)定方法為針對(duì)同一巖心，在水測(cè)巖心滲透率時(shí)以一定注入速度向巖心中注入清水，壓力穩(wěn)定時(shí)巖心兩端的壓力差A(yù)Pw;再以相同速度注入堵齊U，壓力穩(wěn)定時(shí)巖心兩端的壓力差A(yù)P1,則阻力因子為AP1與APw的比值；然后以相同速度注入水蒸汽，壓力穩(wěn)定時(shí)巖心兩端的壓力差ΛΡ2，則汽驅(qū)后阻力因子為AP2與比值；殘余阻力因子測(cè)定方法為計(jì)算一巖心的水相滲透率Kwl，經(jīng)過上述實(shí)驗(yàn)后測(cè)得的水相滲透率Kw2，其殘余阻力因子為Kw2與Kwl的比值，其中，水相滲透率的計(jì)算公式請(qǐng)參考SYT5345-2007中水相有效滲透率的公式。表I
權(quán)利要求
1.一種凝膠組合物，以質(zhì)量百分比計(jì)，其包括1.0%部分水解聚丙烯酰胺、1. 5%甲醛、O. 5%對(duì)苯二酚、余量為水。
2.如權(quán)利要求1所述的凝膠組合物，其中，所述部分水解聚丙烯酰的水解度為25%，聚合度為16 X 104，分子量為1200 X IO4。
3.一種氮?dú)馀菽z復(fù)合暫堵劑,其包括氮?dú)夂团菽z； 其中，所述泡沫凝膠為權(quán)利要求1或2所述的凝膠組合物與耐高溫發(fā)泡劑的混合物； 其中，所述氮?dú)馀c所述泡沫凝膠的體積比為40-60 I。
4.如權(quán)利要求3所述的氮?dú)馀菽z復(fù)合暫堵劑，其中，所述氮?dú)獾暮繛?.2-3. O萬標(biāo)立方米，所述泡沫凝膠的含量為300-500立方米。
5.如權(quán)利要求3所述的氮?dú)馀菽z復(fù)合暫堵劑，其中，以所述凝膠組合物的體積計(jì)，所述耐高溫發(fā)泡劑的濃度為12g/L。
6.如權(quán)利要求3或5所述的氮?dú)馀菽z復(fù)合暫堵劑，其中，以質(zhì)量百分比計(jì)，所述耐高溫發(fā)泡劑包括99. 7%的妥爾油脂肪酸鈉鹽和O. 3%的疏水締合聚丙烯酰胺。
7.一種耦合內(nèi)外旋流泡沫發(fā)生器，其包括以下部件 泡沫發(fā)生器本體，該本體分為液體入口(I)、旋流腔(2)與泡沫出口(3);所述旋流腔(2)分為入口頸部(4)、中部(5)和出口頸部(6)； 在旋流腔⑵的入口頸部⑷設(shè)有氣體入口(7);在旋流腔⑵的中部(5)和出口頸部(6)的內(nèi)壁上設(shè)有外旋導(dǎo)流葉片⑶； 在所述旋流腔的中心設(shè)有一芯軸(9)，該芯軸(9)通過設(shè)于入口頸部(4)與出口頸部(6)的套環(huán)(10)連接于所述旋流腔(2)的內(nèi)壁上，該芯軸(9)上設(shè)有成排的內(nèi)旋導(dǎo)流葉片(11); 在所述泡沫出口(3)上開設(shè)有一取樣口(12)。
8.如權(quán)利要求7所述的耦合內(nèi)外旋流泡沫發(fā)生器，其中，所述內(nèi)旋導(dǎo)流葉片(11)設(shè)于芯軸(9)上對(duì)應(yīng)旋流腔(2)的中部(5)以及出口頸部(6)的位置，其與所述外旋導(dǎo)流葉片(8)交錯(cuò)設(shè)置。
9.如權(quán)利要求8所述的耦合內(nèi)外旋流泡沫發(fā)生器，其工作壓力為10-20MPa;氣體流量為5-25m3/min ;液體流量為100-500L/min ;大氣壓下的泡沫密度O. 05-0. 10g/cm3。
10.一種抑制稠油高輪次吞吐井汽竄干擾的方法，其包括以下步驟 用熱水注入油套環(huán)形空間和油管，保證注入通道的暢通； 經(jīng)權(quán)利要求7-9任一項(xiàng)所述的耦合內(nèi)外旋流泡沫發(fā)生器從油管注入權(quán)利要求3-6任一項(xiàng)所述的氮?dú)馀菽z復(fù)合暫堵劑，施工壓力控制在15MPa以內(nèi)； 在油管和油套環(huán)形空間注入過量的水來保護(hù)油套，候凝24小時(shí)后轉(zhuǎn)入注蒸汽吞吐。
全文摘要
本發(fā)明提供一種凝膠組合物及含其的氮?dú)馀菽z復(fù)合暫堵劑。以質(zhì)量百分比計(jì)，該凝膠組合物包括1.0％部分水解聚丙烯酰胺、1.5％甲醛、0.5％對(duì)苯二酚、余量為水。該氮?dú)馀菽z復(fù)合暫堵劑包括氮?dú)夂团菽z；其中，所述泡沫凝膠為凝膠組合物與耐高溫發(fā)泡劑的混合物；所述氮?dú)馀c所述泡沫凝膠的體積比為40-60∶1。本發(fā)明還提供一種耦合內(nèi)外旋流泡沫發(fā)生器，其可以作為上述氮?dú)馀菽z復(fù)合暫堵劑的制備設(shè)施。本發(fā)明又提供一種抑制稠油高輪次吞吐井汽竄干擾的方法，該方法具有地層傷害小、措施選擇性強(qiáng)、兼具氣體增能功效等特點(diǎn)。
文檔編號(hào)C08L33/26GK103030916SQ20121048344
公開日2013年4月10日 申請(qǐng)日期2012年11月23日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月23日
發(fā)明者郎寶山, 郭斌建, 許丹, 秦洪巖, 梁建軍, 趙亞明, 于浩, 王堯, 劉江玲 申請(qǐng)人:中國(guó)石油天然氣股份有限公司