可降解高強(qiáng)度暫堵劑及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種可降解高強(qiáng)度暫堵劑，由粘度促變劑、膠粘劑、丙烯酰胺、鐵氰化鉀溶液、交聯(lián)劑、過硫酸銨、氫氧化鈉和水制得；其制備方法為首先將粘度促變劑、膠粘劑、丙烯酰胺投入水中攪勻；再加入鐵氰化鉀溶液、交聯(lián)劑、過硫酸銨，攪勻后滴加氫氧化鈉，并充分?jǐn)嚢?；最后升溫反?yīng)得到成品。采用本發(fā)明的顯著效果是，具有剪切變稀的非牛頓流體特性。靜止后體系粘度迅速提高，即結(jié)構(gòu)迅速增強(qiáng)的特性，為交聯(lián)劑提高體系強(qiáng)度提供了幫助。分布在其中的暫堵劑材料在油藏溫度下發(fā)生膠凝作用，提高了體系的強(qiáng)度，形成高強(qiáng)度的膠凝段塞。實(shí)現(xiàn)了化學(xué)封隔器的作用，封堵水層或輔助后續(xù)地層堵劑的注入。同時(shí)在封堵完畢后能夠自行破膠，恢復(fù)了地層的滲透率。
【專利說明】
可降解高強(qiáng)度誓堵劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明屬于油田采油技術(shù)領(lǐng)域，具體設(shè)及一種適用于水平井控水堵水的可降解高 強(qiáng)度暫堵劑及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 水平井相對(duì)于垂直井來說，具有采油指數(shù)高、生產(chǎn)壓差低、無水采油期長等優(yōu)勢(shì)， 但是隨著開發(fā)時(shí)間的延長，水平井見水后含水率迅速上升，產(chǎn)油量急劇下降，一些水平井甚 至剛投產(chǎn)就見水，嚴(yán)重影響了水平井的開發(fā)效果在新疆油田、冀東油田、大港油田等只要用 水平井采油，就會(huì)不可避免地出現(xiàn)不同程度的出水問題。水平井完井方式主要有3種，即射 孔完井、割縫篩管(或襯管)完井和裸眼完井受成本及技術(shù)因素的影響，國內(nèi)外主要采用管 外無封隔器的割縫篩管完井方式，國內(nèi)該類完井方式占70 %，國外則達(dá)到90 %。在運(yùn)3種完 井方式中，割縫篩管水平井堵水難度最大，因?yàn)楦羁p篩管與巖石壁面之間無隔擋，底水或邊 水進(jìn)入井筒有徑向流和橫向流巧巾方式。因此，由于完井方式等原因，水平井控水問題已成 為世界級(jí)的難題，亟待突破。
[0003] 目前水平井暫堵劑在實(shí)驗(yàn)提高采收率實(shí)驗(yàn)中已經(jīng)取得一定進(jìn)展，在現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)中也 已經(jīng)取得一定效果。但也存在W下幾個(gè)方面的局限性。
[0004] 1.暫堵劑不能順利由地面經(jīng)施工管柱累入跨式封隔器的位置，并由環(huán)空進(jìn)入到割 縫篩管與井壁間的水平環(huán)空。運(yùn)就要求暫堵劑有良好的剪切稀釋性。有文獻(xiàn)(杜忠磊.陸梁 油田水平井堵水配方的研制與性能評(píng)價(jià)[D].西南石油大學(xué):杜忠磊，2014.)考查了暫堵劑 受到剪切前后所生成凝膠的強(qiáng)度，但卻沒有考查暫堵劑的剪切稀釋性。
[0005] 2.暫堵劑的強(qiáng)度不高W至于不能很好地封堵地層。有文獻(xiàn)(吳樂忠.水平井堵劑及 堵水技術(shù)研究[D].中國石油大學(xué)(華東）：吳樂忠，2009.)提出用HPM/有機(jī)銘，HPAM/酪醒來 提高強(qiáng)度，但強(qiáng)度仍然不能滿足需求。
[0006] 3.封堵完畢后破膠能力有待提高。專利CN101906292A提出了用觸變控制劑使暫堵 劑具有剪切稀釋性用強(qiáng)度控制劑提升暫堵劑的強(qiáng)度。但該項(xiàng)技術(shù)沒有做到令暫堵劑破膠。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 為解決W上技術(shù)問題：
[000引本發(fā)明的目的之一在于提供一種可降解高強(qiáng)度暫堵劑；
[0009] 本發(fā)明的目的之二在于提供一種可降解高強(qiáng)度暫堵劑的制備方法。
[0010] 本發(fā)明目的之一是運(yùn)樣實(shí)現(xiàn)的：
[0011] -種可降解高強(qiáng)度暫堵劑，其關(guān)鍵在于由W下質(zhì)量百分含量的原料制得:粘度促 變劑1-5%、膠粘劑1-10%、丙締酷胺1-10%、鐵氯化鐘溶液0.0025-0.01 %、交聯(lián)劑0.01- 0.5 %、過硫酸錠0.02-5 %、氨氧化鋼0.1 -0.15 %，余量為水。
[0012] 上述交聯(lián)劑為N，N-亞甲基雙丙締酷胺或季戊四醇Ξ締丙基酸。
[0013] 上述粘度促變劑為分子量5萬W上的聚丙締酸。
[0014] 上述膠粘劑為徑甲基淀粉或骨膠。
[0015] 上述鐵氯化鐘溶液濃度為lOg/L。
[0016] 本發(fā)明目的之二是運(yùn)樣實(shí)現(xiàn)的：
[0017] -種W上任一項(xiàng)所述的可降解高強(qiáng)度暫堵劑的制備方法，其要點(diǎn)在于按W下步驟 進(jìn)行:首先將所述粘度促變劑、膠粘劑、丙締酷胺投入水中，攬拌均勻;再依次加入所述鐵氯 化鐘溶液、交聯(lián)劑、過硫酸錠，攬拌均勻后滴加所述氨氧化鋼，并充分?jǐn)埌?最后，將整個(gè)體 系升溫至78-85°C，反應(yīng)4-化，得到半透明凝膠成品。
[001引優(yōu)選地，整個(gè)體系升溫至80°C，反應(yīng)4.化，得到成品。
【附圖說明】
[0019]圖巧暫堵劑I的粘度/剪切率-轉(zhuǎn)速關(guān)系圖；
[0020]圖2為暫堵劑ΙΠ 的破膠率-老化時(shí)間關(guān)系圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021 ]下面結(jié)合實(shí)施例和附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0022] 實(shí)施例1:
[0023] -種可降解高強(qiáng)度暫堵劑，按表1記載的質(zhì)量百分含量的原料制得，分別得到暫堵 劑I、II、III、IV、V、VI。
[0024] 表1、暫堵劑中各原料的質(zhì)量百分含量（％ )
[0025]
[0026] 實(shí)施例2:
[0027] -種實(shí)施例1中所述的可降解高強(qiáng)度暫堵劑的制備方法，按W下步驟進(jìn)行:首先將 所述粘度促變劑、膠粘劑、丙締酷胺投入水中，攬拌均勻;再依次加入所述鐵氯化鐘溶液、交 聯(lián)劑、過硫酸錠，攬拌均勻后滴加所述氨氧化鋼，并充分?jǐn)埌?最后，將整個(gè)體系升溫至78- 85 °C，反應(yīng)4-化，得到半透明凝膠成品；
[002引其中在制備暫堵劑巧PII時(shí)，將整個(gè)體系升溫至80°C，反應(yīng)4.化，得到成品。
[0029] 暫堵劑性能測試試驗(yàn)：
[0030] -、可降解高強(qiáng)度暫堵劑成膠前粘度分析
[0031] W暫堵劑I為例，取暫堵劑I成膠前(加熱前)流體，使用brookfield粘度計(jì)測定其 粘度，測試條件為34號(hào)轉(zhuǎn)子。測試前W蒸饋水稀釋了 2倍。W其中其粘度/剪切速率與轉(zhuǎn)速的 關(guān)系見圖1。
[0032] 如圖1所示，粘度與剪切速率的關(guān)系整體是粘度隨著剪切速率的增加而下降。證明 此暫堵劑I具有剪切變稀的非牛頓流體特性。
[0033] 對(duì)暫堵劑11、111、1￥、￥、￥1分別進(jìn)行測試，繪制粘度/剪切速率-轉(zhuǎn)速關(guān)系圖，曲線 均呈現(xiàn)與圖1類似的趨勢(shì)，因而均為剪切變稀的非牛頓流體特性。
[0034] 二、可降解高強(qiáng)度暫堵劑突破壓力的試驗(yàn)
[0035] W暫堵劑II為例，W填砂管為容器，在填砂管中制備出暫堵劑II，再將填砂管一端 打開，另一端與平流累連接并在填砂管中部取一點(diǎn)作為測壓點(diǎn)與壓力傳感器連接。接著控 制累注速度為5ml/min，啟動(dòng)APB00C系列平流累后觀測進(jìn)出口壓力的數(shù)據(jù)并觀察出口段是 否有水流出，待水流出后記錄數(shù)據(jù)根據(jù)進(jìn)出口壓力之差可算出暫堵劑的突破壓力。在此條 件下，測得暫堵劑II的軸向持壓強(qiáng)度大于〇.38MPa/m。其性能基本滿足工藝需要。
[0036] 對(duì)暫堵劑I、111、IV、V、VI分別進(jìn)行突破壓力的試驗(yàn)，其軸向持壓強(qiáng)度均在 0.35MPa/mW上。
[0037] Ξ、可降解高強(qiáng)度暫堵劑破膠試驗(yàn)
[003引 W暫堵劑III為例，將制備得到的暫堵劑ΙΠ 分為5份放入8(TC烘箱中分別加熱10， 20,30,40,50}1，稱量暫堵劑111的初始重量(1始)和最終重量(1終），通過式（1)可算出破膠率 (P破)，所得的破膠率與老化時(shí)間的關(guān)于見圖2。
[0039] Pgj=(M始-M終)/M始式（1)
[0040] 從圖2可W看出，暫堵劑III隨在80°C條件下，破膠率隨時(shí)間增加而提高，說明最終 重量不斷減少，暫堵劑ΠΙ發(fā)生降解。
[0041] 經(jīng)過對(duì)暫堵劑I、II、IV、V、VI分別進(jìn)行破膠試驗(yàn)，繪制破膠率-時(shí)間關(guān)系圖，圖中曲 線均呈現(xiàn)與圖2類似的趨勢(shì)，暫堵劑I、II、IV、V、VI均具有良好的降解性能。
[0042] 有益效果:采用本發(fā)明，暫堵劑具有剪切變稀的非牛頓流體特性。靜止后體系粘度 迅速提高，即結(jié)構(gòu)迅速增強(qiáng)的特性，為交聯(lián)劑提高體系強(qiáng)度提供了幫助。分布在其中的暫堵 劑材料在油藏溫度下發(fā)生膠凝作用，提高了體系的強(qiáng)度，形成高強(qiáng)度的膠凝段塞。實(shí)現(xiàn)了化 學(xué)封隔器的作用，封堵水層或輔助后續(xù)地層堵劑的注入。同時(shí)在封堵完畢后能夠自行破膠， 恢復(fù)了地層的滲透率。
[0043] 最后需要說明的是，上述描述僅僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人 員在本發(fā)明的啟示下，在不違背本發(fā)明宗旨及權(quán)利要求的前提下，可W做出多種類似的表 示，運(yùn)樣的變換均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種可降解高強(qiáng)度暫堵劑，其特征在于由以下質(zhì)量百分含量的原料制得:粘度促變 劑1-5 %、膠粘劑1-10 %、丙烯酰胺1-10 %、鐵氰化鉀溶液0.0025-0.01 %、交聯(lián)劑0.01- 0.5 %、過硫酸銨0.02-5 %、氫氧化鈉0.1 -0.15 %，余量為水。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的可降解高強(qiáng)度暫堵劑，其特征在于:所述交聯(lián)劑為N，N-亞甲基 雙丙烯酰胺或季戊四醇三烯丙基醚。3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的可降解高強(qiáng)度暫堵劑，其特征在于:所述粘度促變劑為分 子量5萬以上的聚丙稀酸。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的可降解高強(qiáng)度暫堵劑，其特征在于:所述膠粘劑為羥甲基淀粉 或骨膠。5. 根據(jù)權(quán)利要求1、2或4所述的可降解高強(qiáng)度暫堵劑，其特征在于:所述鐵氰化鉀溶液 濃度為l〇g/L。6. -種權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的可降解高強(qiáng)度暫堵劑的制備方法，其特征在于按以 下步驟進(jìn)行:首先將所述粘度促變劑、膠粘劑、丙烯酰胺投入水中，攪拌均勻;再依次加入所 述鐵氰化鉀溶液、交聯(lián)劑、過硫酸銨，攪拌均勻后滴加所述氫氧化鈉，并充分?jǐn)嚢?最后，將 整個(gè)體系升溫至78-85Γ，反應(yīng)4-6h，得到半透明凝膠成品。7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的可降解高強(qiáng)度暫堵劑的制備方法，其特征在于:將整個(gè)體系升 溫至80 °C，反應(yīng)4.5h，得到成品。
【文檔編號(hào)】C09K8/512GK106010492SQ201610340269
【公開日】2016年10月12日
【申請(qǐng)日】2016年5月20日
【發(fā)明人】張鵬, 洪福宇, 賈振福, 周成裕, 陳世蘭, 黃文章
【申請(qǐng)人】重慶科技學(xué)院