油田注水井深部沉淀調剖方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及油田開發(fā)過程中注水井調剖技術，尤其涉及油田注水井深部沉淀調剖方法。
【背景技術】
[0002]油田直接生產出石油的井稱為油井。用于向地層注水增加或者穩(wěn)定油井產量的井稱為注水井，注入水絕大多數(shù)是從油井產出的地層水。由于種種原因，注水開發(fā)過程中，水井注入的水沿著竄流通道(大孔道高滲透帶)迅速竄流到油井，致使驅油效率低，油井產油少、產水多。
[0003]通常采用凝膠類、無機沉淀型、或顆粒型等藥劑注入水井，封堵水竄通道，起到堵水和調整吸水剖面的作用，進而增加油井產油量。這種措施稱為注水井調剖，所用藥劑稱為調剖劑。
[0004]無機沉淀物作為堵水調剖劑是目前提高條件苛刻油藏(高溫、高無機鹽含量)開發(fā)效果的一種有效方法。其原理是向地層中注入兩種或以上的無機鹽，這些無機鹽在地層中反應生成沉淀，堵塞水流通道，達到調剖的目的。
[0005]通常兩種無機鹽之間的沉淀反應是十分迅速的，在10分鐘內就可以徹底反應完。因此形成的沉淀會堆積在地層井底附近。而調剖希望在遠離井底的地方形成沉淀，即深部調剖，因此現(xiàn)有技術會采用雙液法，即把兩種無機鹽水溶液分開注入地層，讓它們在地層內接觸后形成沉淀。這種方法會造成兩者混合不均勻、反應不充分，藥劑難以完全發(fā)揮作用。
[0006]也有利用地層溫度使烏洛托品在高溫下逐步分解成氨水和甲醛，氨水與鐵鋁類金屬鹽反應生成氫氧化鋁等沉淀，逐步封堵高滲透層，從而延遲了沉淀顆粒生成時間，但此類技術成本較高，不利于推廣。

【發(fā)明內容】

[0007]本發(fā)明要解決的問題是克服現(xiàn)有技術中溶液混合不均勻，調剖效果不好的問題，充分利用地層水中的二價離子，在調剖液中注入綠色阻垢劑延緩沉淀結垢生成，降低成本的同時提高了調剖效果。
[0008]為解決上述技術問題，本發(fā)明采用的技術方案是:一種油田注水井深部沉淀調剖方法，包括以下步驟:
[0009](I)依據SY/T 5523-2006油田水分析方法，分析出地層水中鈣、鎂、鋇、鍶、鐵等二價陽離子摩爾濃度總和M。，分析出地層水中硫酸根、亞硫酸根等二價陰離子摩爾濃度總和Mn；
[0010](2)如果地層水中鈣、鎂、鋇、鍶、鐵等二價陽離子較多，即Μ>Μη，則需向地層水中加入硫酸銨或硅酸鈉，即用硫酸銨或硅酸鈉沉淀水中陽離子，確定硫酸銨或硅酸鈉的加量，使硫酸銨或硅酸鈉的濃度為Me-Mn;
[0011](3)如果地層水中硫酸根、亞硫酸根等二價陰離子含量較多，即McXMn,則需向地層水中加入氯化鈣，即用氯化鈣沉淀水中陰離子，確定氯化鈣的加量，使氯化鈣的濃度為Mn-Mc;
[0012](4)在地層實際溫度下，用地層水及以上步驟確立的無機鹽及加量，確定阻垢劑聚環(huán)氧琥珀酸鈉或聚天冬氨酸加量，使得產生沉淀結垢的時間在I?7天之內；
[0013](5)用現(xiàn)場地層水，加入根據以上步驟確立的無機鹽加量，阻垢劑加量，混配均勻即可形成調剖液；
[0014](6)實際施工或室內模擬實驗時，向地層或模擬巖芯中注入步驟(5)確定的調剖液。
[0015]進一步地，確定最低阻垢劑加量的具體操作方法為:在地層實際溫度下，用地層水及以上步驟確立的無機鹽加量配置成溶液，在所述溶液中分別加入不等量的阻垢劑，制成的不同阻垢劑濃度的樣品溶液，每隔4小時觀察所述樣品溶液并記錄沉淀產生時間，依此篩選出所需的阻垢劑加量。
[0016]進一步地，所述阻垢劑為油田及其它行業(yè)常用的水處理劑，優(yōu)選為聚環(huán)氧琥珀酸鈉或聚天冬氨酸兩類綠色阻垢劑。這些阻垢劑的特點是不耐高溫，容易生物降解。
[0017]進一步地，如果分析得出地層水二價陰、陽離子含量均小于0.lmmol/L，或者選擇地表淡水作為注入水，則本發(fā)明方法不適用。
[0018]本發(fā)明具有的優(yōu)點和積極效果是:
[0019]1.克服雙液法溶液混合不均勻，反應不充分的缺點。
[0020]2.充分利用了地層水中的二價離子形成沉淀來調剖。每次加入的藥劑種類及用量相對現(xiàn)有類似方法少，提高了藥劑利用效率，具有低成本的優(yōu)點。
[0021]3.采用和藥劑只有硅酸鈉、硫酸銨、氯化鈣、聚環(huán)氧琥珀酸鈉和聚天冬氨酸，沒有毒性和腐蝕性，對環(huán)境影響很小。
[0022]4.將地層水中的二價離子沉淀于地層深部，可減小油井及地面油水處理設備和管線的結垢問題。
【具體實施方式】
[0023]下面結合實施例對本發(fā)明做進一步描述。
[0024]實施例1
[0025]采用大港油田小集地區(qū)地層水，水中礦化度2.7X104mg/L ;依據SY/T5523-2006油田水分析方法，分析出水中鈣、鎂、鋇、鍶、鐵等二價陽離子含量總和(摩爾濃度)Mc=0.17mmol/L ;分析出地層水中硫酸根、亞硫酸根等二價陰離子含量總和Mn= 4.13mmol/L。陰離子含量大于陽離子含量，則采用氯化鈣來沉淀地層水中的陰離子，需要的鈣離子濃度為4.13-0.17 = 3.96mmol/L，即需在地層水中加入氯化鈣，使氯化鈣的濃度為3.96mmol/L。
[0026]在現(xiàn)場溫度105 °C下，用大港油田小集地區(qū)地層水配制成氯化鈣濃度為3.96mmol/L的溶液，在所述溶液中分別加入不等量的阻垢劑，制成的不同阻垢劑濃度的樣品溶液，每隔4小時觀察所述樣品溶液并記錄沉淀產生時間，聚環(huán)氧琥珀酸鈉濃度優(yōu)選為
0.55mmol/L，聚環(huán)氧琥珀酸鈉阻垢劑不耐高溫，在地層溫度作用下，此濃度的聚環(huán)氧琥珀酸鈉2-3天后逐漸失效，此時可以保障在2?3內天產生沉淀。
[0027]確立調剖液組成為:大港油田小集地區(qū)地層水，聚環(huán)氧琥珀酸鈉0.55mmol/L，氯化媽3.96mmol/Lo混配均勾注入地層即可。
[0028]現(xiàn)場施工注入2000m3上述調剖液后，顯著增加了油井產油量，井組增油760噸以上。且每方調剖液成本較現(xiàn)有的雙液法降低35%以上。
[0029]實施例2
[0030]采用大港油田棗園地區(qū)地層水，依據SY/T 5523-2006油田水分析方法，分析出地層水中鈣、鎂、鋇、鍶、鐵等二價陽離子含量總和(摩爾濃度)Mc= 2.67mmol/L;分析出地層水中硫酸根、亞硫酸根等二價陰離子含量總和Mn= 0.26mmol/Lo陰離子含量小于陽離子含量，則采用硫酸銨為來沉淀地層水中的陽離子，需要的硫酸根濃度為2.67-0.26 =2.41mmol/L，即需在地層水中加入硫酸錢，使硫酸錢的濃度為2.41mmol/L。
[0031]在現(xiàn)場溫度85°C下，用大港油田棗園地區(qū)地層水配制成硫酸銨濃度為2.41mmol/L的溶液，在所述溶液中分別加入不等量的阻垢劑，制成的不同阻垢劑濃度的樣品溶液，每隔4小時觀察所述樣品溶液并記錄沉淀產生時間，聚天冬氨酸濃度優(yōu)選為0.22mmol/L,聚天冬氨酸阻垢劑不耐高溫，在地層溫度作用下，此濃度的聚天冬氨酸1-2天后逐漸失效，此時可保障在I?2天內產生沉淀。
[0032]確立調剖液組成為:大港油田棗園地區(qū)地層水，聚天冬氨酸0.22mmol/L，硫酸錢
2.41mmol/Lo混配均勾注入地層即可。
[0033]用巖芯流動試驗儀進行室內巖芯模擬實驗，對于滲透率620毫達西的巖芯，注入上述調剖液2倍孔隙體積后，巖芯滲透率降低至269.7毫達西，滲透率降低56%以上，起到了良好調剖封堵效果，且每方調剖液成本較現(xiàn)有雙液法降低32%以上。
[0034]實施例3
[0035]采用大港油田王官屯地區(qū)地層水，依據SY/T 5523-2006油田水分析方法，分析出地層水中鈣、鎂、鋇、鍶、鐵等二價陽離子含量總和(摩爾濃度)Mc= 3.28mmol/L;分析出地層水中硫酸根、亞硫酸根等二價陰離子含量總和Mn= 0.17mmol/Lo陰離子含量小于陽離子含量，則采用硅酸鈉為來沉淀地層水中的陽離子，需要的硅酸根濃度為3.28-0.17 =
3.1 lmmol/L,即需在地層水中加入硅酸鈉，使硅酸鈉的濃度為3.1 lmmol/L。
[0036]在現(xiàn)場溫度8O °C下，用大港油田王官屯地區(qū)地層水配制成硅酸鈉濃度為3.1 lmmol/L的溶液，在所述溶液中分別加入不等量的阻垢劑，制成的不同阻垢劑濃度的樣品溶液，每隔4小時觀察所述樣品溶液并記錄沉淀產生時間，聚天冬氨酸濃度優(yōu)選為
0.15mmol/L，聚天冬氨酸阻垢劑不耐高溫，在地層溫度作用下，此濃度的聚天冬氨酸1_2天后逐漸失效，此時可以保障在I?2內天產生沉淀。
[0037]確立調剖液組成為:大港油田王官屯地區(qū)地層水，聚天冬氨酸0.15mmol/L，娃酸鈉3.llmmol/Lo混配均勾注入地層即可。
[0038]現(xiàn)場施工注入2500m3上述調剖液后，顯著增加了油井產油量，井組增油970噸以上。且每方調剖液成本較現(xiàn)有雙液法降低43%以上。
[0039]以上對本發(fā)明的實施例進行了詳細說明，但所述內容僅為本發(fā)明的較佳實施例，不能被認為用于限定本發(fā)明的實施范圍。凡依本發(fā)明范圍所作的均等變化與改進等，均應仍歸屬于本專利涵蓋范圍之內。
【主權項】
1.一種油田注水井深部沉淀調剖方法，其特征在于:包括以下步驟: (1)依據SY/T5523-2006油田水分析方法，分析出地層水中鈣、鎂、鋇、鍶、鐵等二價陽離子摩爾濃度總和Mc,分析出地層水中硫酸根、亞硫酸根等二價陰離子摩爾濃度總和Mn; (2)如果地層水中鈣、鎂、鋇、鍶、鐵等二價陽離子較多，則需向地層水中加入硫酸銨或硅酸鈉，確定硫酸銨或硅酸鈉的加量，使硫酸銨或硅酸鈉的濃度為Me-Mn; (3)如果地層水中硫酸根、亞硫酸根等二價陰離子含量較多，則需向地層水中加入氯化鈣，確定氯化鈣的加量，使氯化鈣的濃度為Mn-M。； (4)在地層實際溫度下，用地層水及以上步驟確立的無機鹽及加量，確定阻垢劑聚環(huán)氧琥珀酸鈉或聚天冬氨酸加量，使得產生沉淀結垢的時間在I?7天之內； (5)用現(xiàn)場地層水，加入根據以上步驟確立的無機鹽加量，阻垢劑加量，混配均勻即可形成調剖液； (6)實際施工或室內模擬實驗時，向地層或模擬巖芯中注入步驟(5)確定的調剖液。
2.根據權利要求1所述的油田注水井深部沉淀調剖方法，其特征在于:確定最低阻垢劑加量的具體操作方法為:在地層實際溫度下，用地層水及以上步驟確立的無機鹽加量配置成溶液，在所述溶液中分別加入不等量的阻垢劑，制成的不同阻垢劑濃度的樣品溶液，每隔4小時觀察所述樣品溶液并記錄沉淀產生時間，依此篩選出所需的阻垢劑加量。
3.根據權利要求1所述的油田注水井深部沉淀調剖方法，其特征在于:所述阻垢劑為油田及其它行業(yè)常用的水處理劑，優(yōu)選為聚環(huán)氧琥珀酸鈉或聚天冬氨酸兩類綠色阻垢劑。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種油田注水井深部沉淀調剖方法，包括以下步驟：1.分析出地層水二價陽離子和二價陰離子摩爾濃度總和MC和Mn；2.若二價陽離子較多，則向地層水中加入硫酸銨或硅酸鈉，使硫酸銨或硅酸鈉濃度為Mc-Mn；3.若二價陰離子含量較多，則向地層水中加入氯化鈣，確定氯化鈣加量，使氯化鈣的濃度為Mn-Mc；4.確定所需阻垢劑加量，使得產生沉淀結垢的時間在1～7天之內；5.用現(xiàn)場地層水，加入根據以上步驟確立的無機鹽、阻垢劑加量混配均勻；6.向地層或模擬巖芯中注入步驟5確定的調剖液。本發(fā)明克服現(xiàn)有技術中溶液混合不均勻，調剖效果不好的問題，充分利用地層水中的二價離子，在調剖液中注入綠色阻垢劑延緩沉淀結垢生成，降低成本的同時提高了調剖效果。
【IPC分類】E21B43-22
【公開號】CN104632159
【申請?zhí)枴緾N201410854894
【發(fā)明人】葛紅江, 雷齊玲, 程靜, 楊衛(wèi)華, 雷齊松, 楊敏
【申請人】大港油田集團有限責任公司
【公開日】2015年5月20日
【申請日】2014年12月31日