專利名稱：一種生物鈣膏膠凝結(jié)復(fù)合封堵劑及其應(yīng)用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及油田化學(xué)堵水調(diào)剖技術(shù)和三次采油封竄技術(shù)。
目前油田所使用的封堵劑大多以硅酸鹽水泥類為主要材料，具有使用濃度大，泵注阻力大，反應(yīng)速度快，使用中很容易使管線等設(shè)備堵塞的缺點(diǎn)。1992年2月《第七次全國(guó)油田堵水技術(shù)工作會(huì)議資料》中報(bào)道了一種“榆樹皮粉+生蚌殼粉調(diào)剖劑”。此調(diào)剖劑由榆樹皮粉和生蚌殼粉組成，是用榆樹皮粉與水溶液攜帶生蚌殼粉形成的調(diào)剖劑；已在油田得到應(yīng)用，并在油田開發(fā)初期見到較好的效果。隨著油田開發(fā)開采的進(jìn)行，油田逐漸進(jìn)入到高含水開發(fā)期或特高含水開發(fā)階段，地層中存在著高滲透層或大孔道，在“榆樹皮粉+生蚌殼粉調(diào)剖劑”的應(yīng)用過程中，由于榆樹皮粉和生蚌殼粉顆粒易分散并沿地層的高滲透孔道隨水移動(dòng)，一則達(dá)不到注水井調(diào)剖的目的；再則致使這些顆粒從油井采出，甚至將油井生產(chǎn)管柱埋住造成油井停產(chǎn)，給油田生產(chǎn)造成嚴(yán)重危害。
本發(fā)明的目的在于避免上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處，提供一種能生產(chǎn)成價(jià)格低廉的工業(yè)化產(chǎn)品，在地層條件下，能反應(yīng)生成膏狀膠質(zhì)凝固整體，形成配制簡(jiǎn)單，施工方便，適應(yīng)性廣的高強(qiáng)度生物鈣膏膠凝結(jié)復(fù)合封堵劑及其應(yīng)用方法。
本發(fā)明的目的是這樣達(dá)到的一種生物鈣膏膠凝結(jié)復(fù)合封堵劑的主劑包括生物鈣和輕燒氧化鎂(MgO)，其水漿液濃度為3％-60％(質(zhì)量百分比)。膏膠凝結(jié)劑包括添加劑I和添加劑II，其水溶液濃度為0.1％-30％(質(zhì)量百分比)；添加劑I包括氯化鈣(CaCl2·6H2O)和氯化鎂(MgCl2·6H2O)，其水溶液濃度為0.1％-30％；添加劑II包括硫酸亞鐵(FeSO4·7H2O)、硫酸鐵[Fe2(SO4)3·9H2O]、硫酸鈉(Na2SO4·10H2O)和聚丙烯酸鉀(PAK)等，其水溶液濃度為0.01％-20％(質(zhì)量百分比)。
本發(fā)明生物鈣膏膠凝結(jié)復(fù)合封堵劑的反應(yīng)化學(xué)式用下述通式(1)表示
其應(yīng)用方法是將先配制好的膏膠凝結(jié)劑與主劑按比例分別地加入到配制池的水中，連續(xù)投料配制，連續(xù)地泵入井中。應(yīng)用時(shí)膏膠凝結(jié)劑在水溶液中的濃度為0.01％-30％(質(zhì)量百分比)；主劑在水漿液中的濃度為3％-60％(質(zhì)量百分比)。
本發(fā)明的目的還可這樣達(dá)到生物鈣膏膠凝結(jié)復(fù)合封堵劑中膏膠凝結(jié)劑的添加劑I為氯化鈣(CaCl2·6H2O)和氯化鎂(MgCl2·6H2O)，其水溶液濃度為0.1％-30％(質(zhì)量百分比)；添加劑II包括硫酸亞鐵(FeSO4·7H2O)、硫酸鐵[Fe2(SO4)3·9H2O]、硫酸鈉(Na2SO4·10H2O)和聚丙烯酸鉀(PAK)等，其水溶液濃度為0.01％-20％(質(zhì)量百分比)。其膏膠凝結(jié)劑和主劑經(jīng)攪拌配制，再連續(xù)泵入井中，在地層中反應(yīng)生成高強(qiáng)度膏狀膠質(zhì)凝固整體。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)1.本發(fā)明的生物鈣膏膠凝結(jié)復(fù)合封堵劑所采用的原材料全部為固體細(xì)粉，可制做成工藝化的產(chǎn)品；并且價(jià)格低廉。
2.在使用時(shí)配制方便，施工工藝簡(jiǎn)單，安全可靠，能連續(xù)配制連續(xù)泵入，可形成連續(xù)施工的作業(yè)方法。
3.該發(fā)明的封堵劑適用性廣，不僅可用于油水井封堵高出水孔道，而且還可用于封堵注聚井聚合物竄進(jìn)的層段。
4.本發(fā)明的生物鈣膏膠凝結(jié)復(fù)合封堵劑在泵入前為低粘度漿液；在注入地層后，生成強(qiáng)度高、有效期長(zhǎng)的凝固體。是封堵油藏高滲透水竄孔道和封堵聚合物竄進(jìn)層段的強(qiáng)力新型堵水調(diào)剖劑和封竄劑。
下面詳細(xì)敘述
具體實(shí)施例方式由于添加劑I在水溶液中提供了大量的二價(jià)陽離子，添加劑II在水溶液中提供了大量的多價(jià)陰離子；其二價(jià)陽離子和多價(jià)陰離子反應(yīng)生成膏狀膠質(zhì)體，與主劑生物鈣和輕燒氧化鎂懸浮，并與之反應(yīng)生成膏膠凝固體。其過程為膏膠粘流階段、聚結(jié)階段、整體凝固階段。同時(shí)，由于聚丙烯酸鉀(PAK)分子鏈上帶有的羧酸基等官能團(tuán)，包結(jié)于懸浮體上，并與出水地層中親水巖石表面的羥基形成氫鍵，使之牢固的吸附在親水巖石表面，使該封堵劑將高滲透出水層段或大孔道封堵住，迫使注入水進(jìn)入中、低滲透區(qū)；從而達(dá)到堵水調(diào)剖和三次采油封竄，提高油田最終采收率的目的。
由于本發(fā)明的生物鈣膏膠凝結(jié)復(fù)合封堵劑各組份采用的是細(xì)小顆粒和易溶于水的化工原料，在水溶液中可分散、溶解、懸浮，易于泵入，并且不受機(jī)械的影響；在一定的條件下，生成凝固整體。
表1記錄了生物鈣膏膠凝結(jié)復(fù)合封堵劑在不同濃度下，形成凝結(jié)體的情況及其特征。
表1 本封堵劑凝固體的生成情況表
表1表明，膏膠凝結(jié)劑中添加劑I的濃度在0.1％-30％和添加劑II的濃度在0.01％-20％與3％-60％濃度的主劑可反應(yīng)生成高強(qiáng)度的凝固體。
表2的數(shù)據(jù)記錄了本封堵劑對(duì)巖心孔隙的堵塞情況。
表2 本封堵劑對(duì)巖心的封堵情況表
由表2可看出，本封堵劑對(duì)巖心的封堵率強(qiáng)，突破壓力高。試驗(yàn)使用石英砂組裝的巖心；測(cè)試方法是先將制做好的巖心抽真空，飽和水，測(cè)堵前巖心滲透率K1，再擠入生物鈣膏膠凝結(jié)復(fù)合封堵劑的成膠液。在75℃溫度下凝結(jié)，并測(cè)突破壓力和堵后滲透率K2，然后用下式計(jì)算封堵率封堵率＝(K1-K2)/K1×100％突破壓力為巖心進(jìn)口端緩慢升壓，當(dāng)出口端流出第一滴液體時(shí)進(jìn)口端的壓力。
表3記錄了生物鈣膏膠凝結(jié)復(fù)合封堵劑的熱穩(wěn)定性能。
表3 熱穩(wěn)定性能考察情況 由表3看出將生物鈣膏膠凝結(jié)復(fù)合封堵劑置于特制觀察瓶中，在不同溫度下恒定，經(jīng)六個(gè)月的長(zhǎng)期觀察，固結(jié)體仍為整體并且具有高的強(qiáng)度，表明了該封堵劑具有非常好的熱穩(wěn)定性能。
權(quán)利要求
1.一種生物鈣膏膠凝結(jié)復(fù)合封堵劑，包括主劑和膏膠凝結(jié)劑，其特征在于膏膠凝結(jié)劑由添加劑I和添加劑II組成，添加劑I包括氯化鈣(CaCl2·6H2O)和氯化鎂(MgCl2·6H2O)，其水溶液濃度為0.1％-30％(質(zhì)量百分比)，添加劑II包括硫酸亞鐵(FeSO4·7H2O)、硫酸鐵[Fe2(SO4)3·9H2O]、硫酸鈉(Na2SO4·10H2O)和聚丙烯酸鉀(PAK)，其水溶液濃度為0.0l％-20％(質(zhì)量百分比)；主劑包括生物鈣粉和輕燒氧化鎂(MgO)，其水漿液濃度為3％-60％(質(zhì)量百分比)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的封堵劑，其特征在于所說的添加劑I和添加劑II的水溶液濃度為0.01％-30％(質(zhì)量百分比)。
3.一種生物鈣膏膠凝結(jié)復(fù)合封堵劑的應(yīng)用方法，其特征在于是先將膏膠凝結(jié)劑配制成溶液，與主劑分別加入到配制池的水中并攪拌，連續(xù)投料配制，連續(xù)泵入井中。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種生物鈣膏膠凝結(jié)復(fù)合封堵劑，由生物鈣粉、礦物粉和能生成膏狀膠質(zhì)的物質(zhì)組成。主要應(yīng)用于油田化學(xué)堵水調(diào)剖技術(shù)及三次采油中。具有強(qiáng)度高，抗高溫性好，熱穩(wěn)定期長(zhǎng)，施工工藝簡(jiǎn)單，安全可靠，不受機(jī)械剪切等因素影響，適應(yīng)性廣，有效期長(zhǎng)等優(yōu)良性能。
文檔編號(hào)E21B33/12GK1441026SQ0311178
公開日2003年9月10日 申請(qǐng)日期2003年1月24日 優(yōu)先權(quán)日2003年1月24日
發(fā)明者張代森, 張毅, 呂西輝, 唐功勛, 鄭健 申請(qǐng)人:中國(guó)石化勝利油田有限公司采油工藝研究院