本發(fā)明屬于石油工程油田化學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種可固結(jié)發(fā)泡堵劑。
背景技術(shù)：
油田開發(fā)后期在多層系開發(fā)、層系調(diào)整時需要對高含水層、無效開發(fā)層進行封層堵水，以此保障其他含油層系的正常生產(chǎn)。所謂油水井封層堵水，即向封堵目的層中注入堵劑封堵地層滲流通道，實現(xiàn)地層內(nèi)部流體、壓力與井筒內(nèi)部、其他層系的完全隔離。
油水井封層堵水需要堵劑封堵強度高。通常使用油井水泥類堵劑可滿足較高滲透地層封層，但對于中低滲透地層封層，普通油井水泥顆粒尺寸大，比重大于水，經(jīng)地層水稀釋，近井容易發(fā)生沉降、堆積，注入地層困難，難以形成有效封堵層。即便使用超細水泥，對堵劑注入性的改善很有限，而且超細水泥比表面積大，水化固結(jié)速度快，尤其在高溫中低滲透地層施工風(fēng)險較大。
中低滲透地層封層也可使用環(huán)氧樹脂類堵劑進行封堵，該類堵劑在常溫下為均一液相，不被水稀釋，可直接注入地層，經(jīng)地層溫度、固化劑調(diào)節(jié)，在地層孔隙內(nèi)充填固結(jié)，實現(xiàn)高強度封堵。但環(huán)氧樹脂類堵劑仍存在初始粘度較高不易泵送，固結(jié)后容易出現(xiàn)體積微縮的問題。雖加入微硅粉工藝可減小體積微縮的影響，但相比油井水泥堵劑，環(huán)氧樹脂類堵劑成本較高，應(yīng)用量受到限制。
針對以上中低滲透地層封層堵水技術(shù)難題，亟需開發(fā)出一種可固結(jié)發(fā)泡堵劑，可有效克服或改善現(xiàn)有封層堵水技術(shù)產(chǎn)品的不足。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
有鑒于此，本發(fā)明旨在提出一種可固結(jié)發(fā)泡堵劑，以解決石油開采中，針對中低滲透地層封層堵水，現(xiàn)有堵劑難以形成有效封堵強度、成本較高的技術(shù)問題。
為達到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的：
一種可固結(jié)發(fā)泡堵劑，包括如下重量份數(shù)的組分，環(huán)氧樹脂25～55份；低粘度原油25～55份；三乙烯四胺3～12份；氯化銨2.1～6份；亞硝酸鈉3～7.2份；水5～25份；表面活性劑0.3～1.2份。
優(yōu)選的，包括如下重量份數(shù)的組分，環(huán)氧樹脂30～50份；低粘度原油30～50份；三乙烯四胺5～10份；氯化銨2.7～5.4份；亞硝酸鈉3.4～6.8份；水10～20份；表面活性劑0.5～1份。
優(yōu)選的，包括如下重量份數(shù)的組分，環(huán)氧樹脂35～45份；低粘度原油35～45份；三乙烯四胺6～9份；氯化銨3.7～4.4份；亞硝酸鈉4.4～5.8份；水13～17份；表面活性劑0.6～0.8份。
優(yōu)選的，所述環(huán)氧樹脂為雙酚f型環(huán)氧樹脂。
優(yōu)選的，所述低粘度原油的20℃粘度為30～60mpa.s。
優(yōu)選的，所述表面活性劑為span-80或span-60。
本發(fā)明還提供了一種制備如上所述的可固結(jié)發(fā)泡堵劑的方法，包括如下步驟，
1)制備發(fā)泡劑水溶液：按照原料配比，將發(fā)泡反應(yīng)原料氯化銨與亞硝酸鈉溶入自來水，低速150～250轉(zhuǎn)/分鐘均勻攪拌15～35分鐘；
2)制備環(huán)氧樹脂低粘度溶液：按照原料配比，依次在環(huán)氧樹脂中混入低粘度原油、三乙烯四胺、表面活性劑，低速150～250轉(zhuǎn)/分鐘均勻攪拌15～35分鐘；
3)制備乳液型環(huán)氧樹脂：低速150～250轉(zhuǎn)/分鐘攪拌步驟2)制備的環(huán)氧樹脂低粘度溶液，攪拌過程中滴加步驟1)制備的發(fā)泡劑水溶液，待滴加完畢后，密閉攪拌罐，高速6000～10000轉(zhuǎn)/分鐘攪拌15～35分鐘，即得到可固結(jié)發(fā)泡堵劑。
優(yōu)選的，步驟1)中，低速200轉(zhuǎn)/分鐘均勻攪拌20分鐘；步驟2)中，低速200轉(zhuǎn)/分鐘均勻攪拌20分鐘；步驟3)中，低速200轉(zhuǎn)/分鐘攪拌步驟2)制備的環(huán)氧樹脂低粘度溶液，攪拌過程中滴加步驟1)制備的發(fā)泡劑水溶液；待滴加完畢后，密閉攪拌罐，高速8000轉(zhuǎn)/分鐘攪拌20分鐘。
本發(fā)明同時提供如上所述的可固結(jié)發(fā)泡堵劑在地層溫度≥65℃的中低滲透封堵目的層中的應(yīng)用。
本發(fā)明也提供如上所述的制備方法制備的可固結(jié)發(fā)泡堵劑，在地層溫度65℃～120℃的中低滲透封堵目的層中的應(yīng)用。
本發(fā)明所述的可固結(jié)發(fā)泡堵劑的堵水原理為，將本發(fā)明所述的可固結(jié)發(fā)泡堵劑注入中低滲透封堵目的層。候凝期間，本發(fā)明所述的堵劑在地層溫度≥65℃時，堵劑內(nèi)部的發(fā)泡組分發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生的氮氣使得環(huán)氧樹脂內(nèi)部均勻充氣而體積膨脹。與此同時，環(huán)氧樹脂也在地層溫度、固化劑的調(diào)節(jié)下，逐漸固化成型，形成蜂窩狀、與地層孔隙整體固結(jié)封堵體，實現(xiàn)地層高強度封堵。
本發(fā)明所述的可固結(jié)發(fā)泡堵劑的發(fā)泡機理為，
反應(yīng)式：nh4cl+nano2＝nacl+2h2o+n2↑；
反應(yīng)條件：該化學(xué)反應(yīng)只在有水環(huán)境下且溫度≥65℃進行，并隨溫度增加而反應(yīng)加劇。
相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明所述的可固結(jié)發(fā)泡堵劑，具有以下優(yōu)勢：
(1)本發(fā)明所述的可固結(jié)發(fā)泡堵劑，是一種低粘度乳狀溶液，生產(chǎn)簡單且安全，副反應(yīng)、副產(chǎn)品少。由于采用低粘度原油等原料，成本低于普通環(huán)氧樹脂類堵劑。
(2)本發(fā)明所述的可固結(jié)發(fā)泡堵劑，堵劑中不含固體顆粒，相比較超細水泥具有明顯的注入性優(yōu)勢，適于中低滲透地層高強度封堵。
(3)本發(fā)明所述的可固結(jié)發(fā)泡堵劑，堵劑可發(fā)泡膨脹，相比較普通環(huán)氧樹脂類堵劑，不會出現(xiàn)固化后體積微縮現(xiàn)象，封堵強度大。
具體實施方式
除有定義外，以下實施例中所用的技術(shù)術(shù)語具有與本發(fā)明創(chuàng)造所屬領(lǐng)域技術(shù)人員普遍理解的相同含義。以下實施例中所用的試驗試劑，如無特殊說明，均為常規(guī)生化試劑；所述實驗方法，如無特殊說明，均為常規(guī)方法。
以下實施例中使用的原料及設(shè)備，如下所述：
①環(huán)氧樹脂：雙酚f型環(huán)氧樹脂，化學(xué)純，市售。
②低粘度原油：20℃粘度30～60mpa.s，市售或油田自產(chǎn)，起稀釋劑及降低成本作用。
③三乙烯四胺：起固化劑作用，化學(xué)純，市售。
④氯化銨：發(fā)泡反應(yīng)原料，化學(xué)純，市售。
⑤亞硝酸鈉：發(fā)泡反應(yīng)原料，化學(xué)純，市售。
⑥表面活性劑：span-80或span-60，化學(xué)純，市售。
⑦自來水：城市自來水供水，符合國家自來水標準gb5749-85。
⑧恒速攪拌器：型號370型，美國千德樂科技有限公司生產(chǎn)。
⑨蠕動泵：排量1～100ml/min，konap蠕動泵bt100-1j基本型，科耐普蠕動泵有限公司生產(chǎn)。用于實施例調(diào)剖劑泵入填砂管封堵模擬實驗。
⑩恒溫烘箱：電熱恒溫干燥箱ufe500，德國memmert公司生產(chǎn)。用于實施例實驗樣品的恒溫養(yǎng)護。
本發(fā)明所述的可固結(jié)發(fā)泡堵劑的制備方法，包括如下步驟，
1)制備發(fā)泡劑水溶液：按照原料配比，將發(fā)泡反應(yīng)原料氯化銨與亞硝酸鈉溶入自來水，低速200轉(zhuǎn)/分鐘均勻攪拌20分鐘；
2)制備環(huán)氧樹脂低粘度溶液：按照原料配比，依次在環(huán)氧樹脂中混入低粘度原油、三乙烯四胺、表面活性劑，低速200轉(zhuǎn)/分鐘均勻攪拌20分鐘；
3)制備乳液型環(huán)氧樹脂：低速200轉(zhuǎn)/分鐘攪拌步驟2)制備的環(huán)氧樹脂低粘度溶液，攪拌過程中滴加步驟1)制備的發(fā)泡劑水溶液，待滴加完畢后，密閉攪拌罐，高速8000轉(zhuǎn)/分鐘攪拌20分鐘，即得到可固結(jié)發(fā)泡堵劑。
實施例1
原料(均為市售工業(yè)品)：環(huán)氧樹脂30公斤，低粘度原油30公斤，三乙烯四胺5公斤，發(fā)泡反應(yīng)原料氯化銨2.7公斤，亞硝酸鈉3.4公斤，自來水10公斤，表面活性劑0.5公斤。嚴格按照上文描述的制備方法得到本發(fā)明產(chǎn)品可固結(jié)發(fā)泡堵劑。表面活性劑使用span-80。
室內(nèi)中低滲透人造巖心封堵模擬試驗對比：準備滲透率220×10-3μm2的人造圓柱巖心，外徑25.5mm，巖心長度200.4mm。利用蠕動泵將可固結(jié)發(fā)泡堵劑以2ml/min注入速度，注入量0.8pv，注入滲透率220×10-3μm2的人造巖心。將人造巖心80℃下候凝24h后測試人造巖心突破壓力為2.4mpa。
實施例2
原料(均為市售工業(yè)品)：環(huán)氧樹脂50公斤，低粘度原油50公斤，三乙烯四胺10公斤，發(fā)泡反應(yīng)原料氯化銨5.4公斤，亞硝酸鈉6.8公斤，自來水20公斤，表面活性劑1.0公斤。嚴格按照上文描述的制備方法得到本發(fā)明產(chǎn)品可固結(jié)發(fā)泡堵劑。表面活性劑使用span-60。
室內(nèi)中低滲透人造巖心封堵模擬試驗對比：準備滲透率220×10-3μm2的人造圓柱巖心，外徑25.3mm，巖心長度200.2mm。利用蠕動泵將可固結(jié)發(fā)泡堵劑以2ml/min注入速度，注入量0.8pv，注入滲透率215×10-3μm2的人造巖心。將人造巖心80℃下候凝12h后測試人造巖心突破壓力為3.5mpa。
實施例3
原料(均為市售工業(yè)品)：環(huán)氧樹脂40公斤，低粘度原油40公斤，三乙烯四胺7公斤，發(fā)泡反應(yīng)原料氯化銨4.0公斤，亞硝酸鈉5.0公斤，自來水15公斤，表面活性劑0.7公斤。嚴格按照上文描述的制備方法得到本發(fā)明產(chǎn)品可固結(jié)發(fā)泡堵劑。表面活性劑使用span-80。
室內(nèi)中低滲透人造巖心封堵模擬試驗對比：準備滲透率220×10-3μm2的人造圓柱巖心，外徑25.4mm，巖心長度200.4mm。利用蠕動泵將可固結(jié)發(fā)泡堵劑以2ml/min注入速度，注入量0.8pv，注入滲透率218×10-3μm2的人造巖心。將人造巖心80℃下候凝12h后測試人造巖心突破壓力為3.1mpa。
以上所述僅為本發(fā)明創(chuàng)造的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明創(chuàng)造，凡在本發(fā)明創(chuàng)造的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明創(chuàng)造的保護范圍之內(nèi)。