專利名稱：一種用于中高溫油氣藏的暫堵劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種中高溫(80 100°C )油氣藏暫堵作業(yè)中使用的高強度暫堵劑。
背景技術(shù)：
在水平井或長井段直井及大斜度井的改造過程中，由于井段較長，會穿過不同滲透率和不同傷害程度的地層，整個井段一次改造不能實現(xiàn)有效改造儲層的目的，常需要對長井段進行分段改造。常規(guī)下橋塞和封隔器的機械封堵工藝方法，需要多次起下管柱，改造周期長，作業(yè)成本很高，且存在砂卡管柱的風(fēng)險。為此，需要尋求一種化學(xué)暫堵劑，在需改造目標(biāo)井段的前方或后方形成高強度的暫堵劑凍膠，封堵已改造的或不需要改造的井段，在完成目標(biāo)井段的壓裂施工后，暫堵劑凍膠可自動破膠，方便返排，從而實現(xiàn)安全高效的分段改造。另外，在油氣層重復(fù)改造、轉(zhuǎn)向改造、油水井的分層處理措施中，經(jīng)常需要對一些儲層部位進行暫堵保護作業(yè)，也需要高強度、對儲層無傷害的暫堵劑技術(shù)。針對暫堵劑技術(shù)的研究，國內(nèi)外已經(jīng)開展了一定的研究工作。美國專利4137182 采用聚丙烯酰胺與鉻交聯(lián)劑形成凝膠進行分段壓裂，注入地層M小時后利用凝膠自動水化破膠，該技術(shù)形成的凝膠耐壓強度低，破膠不徹底，破膠后對地層有較大傷害。為了改善對地層的傷害，要求暫堵劑能徹底破膠。美國專利6488091在水力壓裂中采用多糖類高分子加交聯(lián)劑形成凝膠，并提出加入過硫酸銨來降解聚合物，使破膠更徹底，從而減少對地層傷害的方法，但是形成的凝膠封堵強度仍然較弱，不適宜用于壓裂過程中的暫堵作業(yè)。為了提高暫堵劑的封堵能力，美國專利6169058提出了采用吸水膨體顆粒用于水力壓裂的技術(shù)，但是該項技術(shù)在水平段難以形成整體封堵，不適合水平井段的壓裂。為了滿足壓裂措施對暫堵劑的高封堵強度要求，直接利用丙烯酰胺單體溶液注入地層后聚合形成凍膠，這種方法遠(yuǎn)較聚合物交聯(lián)形成的凝膠耐壓強度要高。在美國專利5335726中采用丙烯酰胺等水溶性單體加引發(fā)劑的溶液直接注入地層，在60°C地層溫度下聚合成強凍膠，具有很強的封堵性能和耐壓能力；美國專利6187839采用高礦化度的鹽溶液、偶氮類水溶性引發(fā)劑和單體溶液形成高強度的封堵。但是，這些專利中的封堵體系只能在地層內(nèi)形成高強度的封堵，在地層條件下形成的強凍膠體系不能破膠，產(chǎn)生永久性的堵塞，因此不能用于暫堵作業(yè)。在中國專利99113250. 5中，采用了聚丙烯酰胺、氧化鎂、丙烯酰胺、亞甲基雙丙烯酰胺、過硫酸銨和水所組成的體系，在50°C下經(jīng)聚合反應(yīng)形成凝膠，形成的凝膠在注入蒸汽后通過受熱水化來破膠，解決蒸汽吞吐中暫堵作業(yè)問題。由于形成的凝膠是通過熱降解來破膠，該技術(shù)僅適合注蒸汽油藏的暫堵作業(yè)。在中國專利200910086M8. 1中，采用丙烯酰胺為單體，過硫酸鹽類為引發(fā)破膠劑，針對中低溫油藏(40 70°C)開發(fā)出了高強度的暫堵劑體系。但是，對于溫度高于80°C 的中高溫油藏，過硫酸鹽型的引發(fā)破膠體系會快速分解，暫堵劑已不能滿足現(xiàn)場施工的需要。
針對80 100°C的中高溫油藏，目前大部分采用有機硼交聯(lián)的瓜膠暫堵體系。美國專利M13178比較了系列氧化還原破膠體系對硼交聯(lián)瓜膠的影響，認(rèn)為采用亞氯酸鈉和亞硫酸鈉的氧化還原體系控制破膠的效果較好。美國專利5950731采用二價銅鹽與亞氯酸鹽和次氯酸鹽的復(fù)合體系為破膠劑，并加入有機氨作穩(wěn)定劑來解決破膠時間的控制問題， 可以控制破膠時間大于4h，破膠后粘度低于lOmPas。但在高溫條件下，瓜膠體系的暫堵劑成膠強度較低，為了提高體系的強度常常采用高濃度的交聯(lián)劑配方，這會帶來破膠殘留的問題。在美國專利6214773中提出了加入新型鈦鹽和鋯鹽交聯(lián)劑來提高硼交聯(lián)瓜膠體系成膠強度的方法，但破膠液粘度高的問題仍未解決。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為80 100°C中高溫油氣藏分層或分段等需暫堵作業(yè)的施工提供滿足要求的高強度暫堵劑。使用這種暫堵劑在地層條件下形成高強度的凍膠，封堵某段儲層，進行對其他目的層段的壓裂、酸化等施工作業(yè)，在一定時間后暫堵劑可自動破膠，完成暫堵油氣層的目的。較高濃度的丙烯酰胺單體溶液在地層溫度下，以水溶性偶氮類化合物為引發(fā)劑， 形成高強度的凍膠，在過氧化物的氧化分解作用下破膠，使形成的凍膠在指定時間內(nèi)破膠， 通過配方調(diào)整可以滿足現(xiàn)場施工對暫堵性能的不同要求。暫堵劑中所述的水溶性不飽和單體為丙烯酰胺。它是具有較快鏈增長速率常數(shù)的水溶性不飽和單體，能聚合形成較高分子量的聚合物，聚合得到的凍膠具有較高的封堵能力。暫堵劑配方中丙烯酰胺單體的一般使用濃度為2 20%，最優(yōu)濃度為3 10%。暫堵劑中所述的交聯(lián)劑為N，N-亞甲基丙烯酰胺，與丙烯酰胺單體共聚可形成交聯(lián)結(jié)構(gòu)的聚合物，可增加凍膠的強度。暫堵劑配方中交聯(lián)劑的一般使用濃度為0. 02 0.5%，優(yōu)化濃度為0. 05%。在高溫條件下，丙烯酰胺單體會快速聚合成膠，因此在暫堵劑配方中加入阻聚劑來控制成膠時間。暫堵劑中所述的阻聚劑為酚類化合物，包括但不限于對苯二酚、對羥甲基苯甲醚及叔丁基鄰苯二酚。阻聚劑的一般使用濃度為O 0. 1%，最優(yōu)濃度為0. 005 0. 03%。在暫堵劑配方體系中加入稠化劑可以調(diào)整暫堵劑的粘度，以適應(yīng)不同滲透率地層條件對注入體系粘度的要求。暫堵劑中所述的稠化劑包括黃原膠、羥乙基纖維素、瓜膠和部分水解聚丙烯酰胺。稠化劑的一般使用濃度為O 1. 0%，最優(yōu)濃度在0. 05 0. 3%之間， 配制好的暫堵體系初時粘度為1 300mPa. 8(1708-1)，較好為15_60mPa. s (170s—1)。在暫堵劑配方體系中加入水溶性偶氮類化合物作引發(fā)劑，在高溫條件下引發(fā)丙烯酰胺聚合，形成高強度的凍膠，能阻止氧化型破膠劑對凍膠的快速降解，延長破膠時間。暫堵劑中所述的引發(fā)劑為水溶性偶氮類化合物，包括但不限于偶氮二異丁瞇鹽酸鹽(AIBA)、 偶氮二異丙基咪唑啉(AIP)和偶氮二異丙基咪唑啉鹽酸鹽(AIBI)。引發(fā)劑的一般使用濃度為0. 005 1. 0%，最優(yōu)濃度為0. 05 0. 3%。在暫堵劑配方體系中加入水溶性過氧化物作破膠劑，水溶性過氧化物在高溫條件下分解速度平穩(wěn)，能較好控制破膠時間。暫堵劑中所述的破膠劑為水溶性過氧化物，包括但不限于過氧化氫、過氧化乙酸和過氧化乙酸鹽。破膠劑的一般使用濃度為0. 1 10%，最優(yōu)濃度為0. 15 3%。
該高強度暫堵劑的制備及應(yīng)用方法如下1、在常溫條件下，將丙烯酰胺、亞甲基雙丙烯酰胺、阻聚劑加入到水中，攪拌到完全溶解；2、將稠化劑加到上述配制好的溶液中，攪拌至稠化劑完全溶解后，再加入引發(fā)齊IJ、 破膠劑攪拌至完全溶解，即配制成耐高溫高強度暫堵劑。3、將配制好的耐高溫高強度暫堵劑用計量泵從井口注入到井筒，用頂替液頂替其至目的層段，靜置規(guī)定時間后，進行后續(xù)施工作業(yè)，然后再靜置規(guī)定時間，待暫堵劑破膠后返排。由于引發(fā)劑、破膠劑的分解速率受溫度的影響很大，因此上述配方的暫堵劑對油藏溫度有一定的要求，適用的地層溫度在80 100°C之間，最適宜的地層溫度在85 95°C 之間。發(fā)明效果本發(fā)明的暫堵劑具有優(yōu)異的封堵性能，在地層溫度(80 100°C)下成膠時間可以控制在30 120min，成膠后耐壓強度高，破膠時間可以控制在證 2d，破膠徹底。暫堵劑破膠后對地層無傷害，暫堵性能可以滿足現(xiàn)場施工的要求，使用暫堵劑后能大幅度改善壓裂效果，節(jié)省分層或分段壓裂的作業(yè)周期，具有廣闊的市場前景。
具體實施例方式實施例1 在室溫條件下，稱取80g水到燒杯中，再順序加入3g丙烯酰胺、0. 05gN，N_亞甲基雙丙烯酰胺和0. 005g對苯二酚，攪拌至完全溶解，然后加入0. 3g黃原膠，攪拌至完全溶解， 再加入0. Ig偶氮二異丁瞇鹽酸鹽(AIBA)和0. 5g過氧化氫溶液(30% )，加水到總重量為 100g，攪拌至完全溶解，即得到暫堵劑。用布氏粘度計在170s—1下測定制備好的暫堵劑初始粘度后，將暫堵劑放入90°C烘箱中，觀察聚合成凍膠狀的時間(成膠時間)和破膠為清液的時間(破膠時間)，并測量破膠液在170s—1下的粘度。結(jié)果見表1。表1黃原膠作為增粘劑的暫堵劑配方及性能(90°C )
權(quán)利要求
1. 一種用于中高溫油氣藏的暫堵劑，中高溫為80 100°C ；其特征在于由丙烯酰胺、 N，N-亞甲基雙丙烯酰胺、阻聚劑、稠化劑、引發(fā)劑、破膠劑和水組成，質(zhì)量百分比依次分別為 2 20%、0. 02 0. 5%,0. 005 0. 03,0. 05 0. 3%,0. 005 1. 0%,0. 1 10%和余量為水；所述的稠化劑為黃原膠、羥乙基纖維素、瓜膠或部分水解聚丙烯酰胺； 所述的阻聚劑為對苯二酚、對羥甲基苯甲醚或叔丁基鄰苯二酚； 所述的引發(fā)劑為偶氮二異丁瞇鹽酸鹽、偶氮二異丙基咪唑啉或偶氮二異丙基咪唑啉鹽酸鹽；所述的破膠劑為過氧化氫、過氧化乙酸或過氧化乙酸鹽。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種中高溫油氣藏(80～100℃)暫堵劑；該暫堵劑由丙烯酰胺、N，N-亞甲基雙丙烯酰胺、阻聚劑、稠化劑、引發(fā)劑、破膠劑和水組成，按質(zhì)量百分比依次分別為2～20％、0.02～0.5％、0.005～0.03、0.05～0.3％、0.005～1.0％、0.1～10％和余量為水；引發(fā)劑為偶氮二異丁瞇鹽酸鹽、偶氮二異丙基咪唑啉或偶氮二異丙基咪唑啉鹽酸鹽；破膠劑為過氧化氫、過氧化乙酸或過氧化乙酸鹽；暫堵劑在中高溫地層條件下能形成高強度的凍膠，可在規(guī)定的時間內(nèi)成膠與徹底破膠，破膠后對地層無傷害，能適應(yīng)中高溫油氣藏的長井段分段改造、重復(fù)改造、轉(zhuǎn)向改造、井段與地層需臨時封堵的暫堵作業(yè)。
文檔編號C09K8/42GK102191023SQ20101013040
公開日2011年9月21日 申請日期2010年3月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月19日
發(fā)明者劉玉章, 劉雄飛, 周福建, 李向東, 楊賢友, 林慶霞, 樊劍, 熊春明, 石陽, 連勝江, 韋莉 申請人:中國石油天然氣股份有限公司