復(fù)合解堵劑及應(yīng)用暫堵劑和復(fù)合解堵劑復(fù)合解堵的方法
【專利摘要】復(fù)合解堵劑及應(yīng)用暫堵劑和復(fù)合解堵劑復(fù)合解堵的方法，它涉及一種復(fù)合解堵劑及復(fù)合解堵的方法。本發(fā)明解決了聚合物驅(qū)過程中聚合物在多孔介質(zhì)內(nèi)會發(fā)生堵塞導(dǎo)致注聚困難，并且直接使用解堵劑，會出現(xiàn)解堵劑優(yōu)先進(jìn)入未堵塞地層又不能使被堵塞地層充分解堵的技術(shù)問題。暫堵劑由表活劑與促凍劑組成。復(fù)合解堵劑由主劑和引發(fā)劑組成。本發(fā)明先采用暫堵劑，封堵住未堵塞地層，讓后續(xù)注入的大劑量低粘度解堵劑較多地選擇性進(jìn)入需解堵地層，然后關(guān)井2-3天，讓解堵劑與堵塞物充分反應(yīng)，從而達(dá)到解堵的目的。
【專利說明】復(fù)合解堵劑及應(yīng)用暫堵劑和復(fù)合解堵劑復(fù)合解堵的方法
[0001]本申請是申請日為2013.2.28、申請?zhí)枮?01310064765.7、發(fā)明名稱為“暫堵劑、
復(fù)合解堵劑及應(yīng)用暫堵劑和復(fù)合解堵劑復(fù)合解堵的方法”的發(fā)明專利的分案申請。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明涉及一種復(fù)合解堵劑及復(fù)合解堵的方法。
【背景技術(shù)】
[0003]聚合物驅(qū)油在大面積現(xiàn)場推廣應(yīng)用中，很多注聚井出現(xiàn)了注入困難的問題，主要表現(xiàn)為注入壓力上升，不能按配比完成配注，有些井甚至停注，嚴(yán)重影響了聚驅(qū)效果和綜合經(jīng)濟(jì)效益。普通的水力壓裂和化學(xué)解堵措施，雖在一定程度上緩解聚合物注不進(jìn)去和注入壓力上升的矛盾，但存在增注量低、有效期短的問題。近幾年的統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明，無論是壓裂還是化學(xué)解堵效果都較差，都不能滿足注聚井措施改造的要求，影響了聚驅(qū)開發(fā)的整體經(jīng)濟(jì)效益。而且，壓裂措施存在施工成本較高，施工后會造成油井含水上升速度過快及對固井質(zhì)量差的井易造成竄槽等問題。
[0004]研究表明，聚合物吸附和滯留作用以及聚合物溶脹不充分產(chǎn)生的近井及炮眼的堵塞，是導(dǎo)致注聚困難的重要因素。另外，在聚合物驅(qū)過程中，由于注入介質(zhì)的變化，儲層傷害與水驅(qū)時不同。聚合物可通過化學(xué)吸附和機械捕集而在多孔介質(zhì)內(nèi)發(fā)生滯留，造成孔道過流斷面減小、液流阻力增加。當(dāng)聚合物分子尺寸即線團(tuán)回旋半徑與巖石孔道半徑中值不匹配時，聚合物在多孔介質(zhì)內(nèi)會發(fā)生堵塞現(xiàn)象。除此之外，污水礦化度、細(xì)菌等因素在一定程度上會加劇聚合物的堵塞。
[0005]目前，油田上使用過 氧化氫等氧化劑及無機解堵劑用于注聚井解堵，見到一定效果。室內(nèi)實驗表明:在眾多過氧化物中，過氧化氫稀溶液對聚合物及其衍生堵塞物的氧化降解的效果最好。但過氧化氫是一種不穩(wěn)定的化合物，在現(xiàn)場應(yīng)用中易于環(huán)境中的弱還原劑(如:亞鐵離子、硫化氫等)發(fā)生反應(yīng)，失去活性，不能達(dá)到有效的氧化、降解聚合物和其衍生堵塞物堵塞的目的。如遇到酸，會發(fā)生強烈的反應(yīng)，迅速分解而放出氧氣，造成火災(zāi)或爆炸。
[0006]基于以上原因，開展了適用于解除油藏聚合物堵塞的復(fù)合解堵技術(shù)研究。國內(nèi)開展聚驅(qū)的油藏往往都是層內(nèi)滲透率差異較大的。在出現(xiàn)注聚困難時，直接使用解堵劑，會出現(xiàn)解堵劑優(yōu)先進(jìn)入未堵塞地層，既造成解堵劑的浪費，又不能使被堵塞地層充分解堵。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的是為了解決聚合物驅(qū)過程中聚合物在多孔介質(zhì)內(nèi)會發(fā)生堵塞導(dǎo)致注聚困難，并且直接使用解堵劑，會出現(xiàn)解堵劑優(yōu)先進(jìn)入未堵塞地層又不能使被堵塞地層充分解堵的技術(shù)問題，提供了一種暫堵劑、復(fù)合解堵劑及應(yīng)用暫堵劑和復(fù)合解堵劑復(fù)合解堵的方法。
[0008]暫堵劑按照質(zhì)量份數(shù)由1-11份季銨鹽表活劑與1-2份促凍劑組成，所述的季銨鹽表活劑是十二烷基三甲基氯化銨、十六烷基三甲基氯化銨、十八烷基三甲基氯化銨及二十二烷基三甲基氯化銨中的兩種；所述的促凍劑是檸檬酸鈉、KCl、KBr、2-羥基丙烷_1，2，3-三羧酸鈉、鄰一羥基苯甲酸鈉或NH4Cl。
[0009]暫堵劑按照質(zhì)量份數(shù)由1-9份季銨鹽表活劑、1.5-2.5份甜菜堿表活劑與1_2份促凍劑組成，所述的季銨鹽表活劑是十二烷基三甲基氯化銨、十六烷基三甲基氯化銨、十八烷基三甲基氯化銨或二十二烷基三甲基氯化銨；所述的甜菜堿表活劑是十八烷基甜菜堿；所述的促凍劑是檸檬酸鈉、KC1、KBr、2-羥基丙烷-1，2，3-三羧酸鈉、鄰一羥基苯甲酸鈉或NH4Cl。
[0010]復(fù)合解堵劑按照質(zhì)量份數(shù)由2-3份主劑1、2_3份主劑2和1.5-2.5份引發(fā)劑組成，所述主劑I是過氧化苯甲?；蜻^氧化苯甲酸；主劑2是次氯酸鈉或次氯酸；所述的引發(fā)劑是鹽酸、醋酸或者檸檬酸。
[0011]應(yīng)用暫堵劑和復(fù)合解堵劑復(fù)合解堵的方法如下:
[0012]在45°C、平衡壓力為4-8MPa的條件下注入5m3_10m3暫堵劑段塞，然后再在平衡壓力為2-10MPa的條件下再注入10m3-30m3解堵劑主段塞，然后關(guān)井2_3天，即完成應(yīng)用暫堵劑和復(fù)合解堵劑復(fù)合解堵。
[0013]本發(fā)明先采用暫堵劑，封堵住未堵塞地層，讓后續(xù)注入的大劑量低粘度解堵劑較多地選擇性進(jìn)入需解堵地層，然后關(guān)井2-3天，讓解堵劑與堵塞物充分反應(yīng)，從而達(dá)到解堵的目的。
[0014]由于暫堵劑的主要成分是陽離子表面活性劑，在遇見水或油后，會逐漸破解。其中的季銨鹽作為粘土穩(wěn)定劑已廣泛應(yīng)用于石油鉆采工藝中，具有吸附能力強，耐溫、耐酸、耐沖刷的特點，可以長期穩(wěn)定粘土，有效地恢復(fù)地層滲透率。所以，這種暫堵劑既可以發(fā)揮暫堵作用，又可以恢復(fù)地層的滲 透率。
[0015]一般表面活性劑在水溶液中形成的膠束呈球狀，不能使溶液增粘。但本發(fā)明中使用的季銨鹽或甜菜堿表活劑屬于粘彈性表面活性劑(Viscoelastic Surfactant,簡稱VES)，具有親水基團(tuán)和長鏈?zhǔn)杷鶊F(tuán)，當(dāng)表面活性劑濃度超過臨界膠束濃度(CMC)值時，疏水基長鏈伸入水相，使黏彈性表面活性劑分子聚集，形成以長鏈?zhǔn)杷鶊F(tuán)為內(nèi)核、親水基團(tuán)向外伸人溶劑的球形膠束；當(dāng)表面活性劑的濃度繼續(xù)增加且改變?nèi)芤航M成時(加鹽或加助表面活性劑)，表面活性劑膠束占有的空間變小，膠束之間的排斥作用增加，此時球形膠束開始變形，合并成為占用空間更小的線狀或棒狀膠束；棒狀膠束之間會進(jìn)一步合并成更長的蠕蟲狀膠束，這些蠕蟲狀膠束之間由于疏水基團(tuán)的作用會自動糾纏在一起，形成空間交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，類似于交聯(lián)的長鏈聚合物形成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。
[0016]在中當(dāng)化學(xué)劑總濃度增大至2% (如圖4所示)以上時出現(xiàn)形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)階段。當(dāng)化學(xué)劑總濃度增大至13%以上時出現(xiàn)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)消解，這是由于表活劑濃度過高，膠束被破壞，蠕蟲狀結(jié)構(gòu)坍塌，凝膠反而水化了。
[0017]另外，這種蠕蟲狀膠束結(jié)構(gòu)的形成依賴的是溶液中溶質(zhì)分子之間通過非共價鍵(靜電、氫鍵、疏水締合效應(yīng)等)發(fā)生相互作用，形成分子間的聚集結(jié)構(gòu)，這種聚集結(jié)構(gòu)可以隨剪切擾動變大或變小甚至完全拆散，當(dāng)剪切擾動消除后，聚集體又重新恢復(fù)的一種溶液。在這些溶液中，由于分子間聚集體的形成，因此溶液流變性將不完全取決于溶質(zhì)分子在流場中的形態(tài)與水動力學(xué)尺寸，更多取決于超分子聚集體的形態(tài)、尺寸與聚集強度。因此這種暫堵劑在井口和管柱中高速注入時的粘彈性并不十分高，但是當(dāng)進(jìn)入地層后，流速大幅度降低，則粘彈性快速恢復(fù)，產(chǎn)生暫堵作用。
[0018]暫堵劑使用的季銨鹽作為粘土穩(wěn)定劑已廣泛應(yīng)用于石油鉆采工藝中，具有吸附能力強，耐溫、耐酸、耐沖刷的特點，可以長期穩(wěn)定粘土，有效地恢復(fù)地層滲透率。所以，這種暫堵劑既可以發(fā)揮暫堵作用，又可以恢復(fù)地層的滲透率。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1是實驗一中暫堵劑的表觀粘度圖；
[0020]圖2是實驗一中暫堵劑的粘彈性曲線，圖中?表示彈性模量(G’)， 表示粘性模量(G，，)，一*一表示復(fù)合粘度(Π*);
[0021]圖3是實驗二的暫堵劑的黏溫關(guān)系曲線和實驗三的暫堵劑的黏溫關(guān)系曲線，圖中 衰不實驗_ 的暫堵劑的黏溫關(guān)系曲線，表不實驗二的暫堵劑的黏溫關(guān)系曲線；
[0022]圖4是實驗四暫堵劑的表觀黏度曲線和實驗五暫堵劑的表觀黏度曲線，圖中+表示實驗四暫堵劑的表觀黏度曲線，.實驗五暫堵劑的表觀黏度曲線；
[0023]圖5是實驗八中不同的復(fù)合解堵劑質(zhì)量濃度的混合液的表觀黏度曲線，+表示復(fù)合解堵劑質(zhì)量濃度為5%的混合液的表觀黏度曲線，+表示復(fù)合解堵劑質(zhì)量濃度為10%的混合液的表觀黏度曲線；
[0024]圖6是實驗九中的溶液達(dá)到90%降粘率所需反應(yīng)時間與溫度關(guān)系曲線。
【具體實施方式】
`[0025]本發(fā)明技術(shù)方案不局限于以下所列舉【具體實施方式】，還包括各【具體實施方式】間的任意組合。
[0026]【具體實施方式】一:本實施方式暫堵劑按照質(zhì)量份數(shù)由1-11份季銨鹽表活劑與1-2份促凍劑組成，所述的季銨鹽表活劑是十二烷基三甲基氯化銨、十六烷基三甲基氯化銨、十八烷基三甲基氯化銨及二十二烷基三甲基氯化銨中的兩種；所述的促凍劑是檸檬酸鈉、KCl, KBr,2-羥基丙烷-1，2，3-三羧酸鈉、鄰一羥基苯甲酸鈉或NH4Cl。
[0027]【具體實施方式】二:本實施方式與【具體實施方式】一不同的是所述暫堵劑按照質(zhì)量份數(shù)由6份季銨鹽表活劑與1.5份促凍劑組成。其它與【具體實施方式】一相同。
[0028]【具體實施方式】三:本實施方式暫堵劑按照質(zhì)量份數(shù)由1-9份季銨鹽表活劑、1.5-2.5份甜菜堿表活劑與1-2份促凍劑組成，所述的季銨鹽表活劑是十二烷基三甲基氯化銨、十六烷基三甲基氯化銨、十八烷基三甲基氯化銨或二十二烷基三甲基氯化銨；所述的甜菜堿表活劑是十八烷基甜菜堿；所述的促凍劑是檸檬酸鈉、KC1、KBr、2-羥基丙烷-1，2，3-三羧酸鈉、鄰一羥基苯甲酸鈉或NH4Cl。
[0029]【具體實施方式】四:本實施方式與【具體實施方式】三不同的是暫堵劑按照質(zhì)量份數(shù)由4份季銨鹽表活劑、2份甜菜堿表活劑與1.5份促凍劑組成。其它與【具體實施方式】三相同。
[0030]【具體實施方式】五:本實施方式復(fù)合解堵劑按照質(zhì)量份數(shù)由2-3份主劑1、2-3份主劑2和1.5-2.5份引發(fā)劑組成，所述主劑I是過氧化苯甲?；蜻^氧化苯甲酸；主劑2是次氯酸鈉或次氯酸；所述的引發(fā)劑是鹽酸、醋酸或者檸檬酸。
[0031]本實施方式中所述的過氧化苯甲酰、過氧化苯甲酸、次氯酸鈉、次氯酸鹽酸、醋酸和朽1檬酸均為市售。
[0032]【具體實施方式】六:本實施方式與【具體實施方式】五不同的是復(fù)合解堵劑按照質(zhì)量份數(shù)由2.5份主劑1、2.5份主劑2和2份引發(fā)劑組成。其它與【具體實施方式】五相同。
[0033]【具體實施方式】七:應(yīng)用權(quán)利要求1所述的暫堵劑和權(quán)利要求5所述的復(fù)合解堵劑復(fù)合解堵的方法如下:
[0034]在45°C、平衡壓力為4_8MPa的條件下注入5m3_10m3暫堵劑段塞，然后再在平衡壓力為2-10MPa的條件下再注入10m3-30m3解堵劑主段塞，然后關(guān)井2_3天，即完成應(yīng)用暫堵劑和復(fù)合解堵劑復(fù)合解堵。
[0035]【具體實施方式】八:應(yīng)用權(quán)利要求3所述的暫堵劑和權(quán)利要求5所述的復(fù)合解堵劑復(fù)合解堵的方法如下:
[0036]在45°C、平衡壓力為4_8MPa的條件下注入5m3_10m3暫堵劑段塞，然后再在平衡壓力為2-10的條件下再注入10m3-30m3解堵劑主段塞，然后關(guān)井2_3天，即完成應(yīng)用暫堵劑和復(fù)合解堵劑復(fù)合解堵。
[0037]采用下述實驗驗證本發(fā)明方法:
[0038]實驗一:
[0039]本實驗中暫堵劑由5質(zhì)量份十八烷基三甲基氯化銨、I質(zhì)量份二十二烷基三甲基氯化銨和1.5質(zhì)量份鄰一羥基苯甲酸鈉組成。
[0040]在45°C下測定暫堵劑粘彈性關(guān)系見圖1和圖2。由圖1可見，形成的凍膠是接近于假塑性流體，但是無法進(jìn)行對數(shù)回歸表觀粘度與剪切速率的關(guān)系，使用乘冪關(guān)系回歸得到y(tǒng)=7654.1x-0.745 ;在45。 。和10?200s-1下其表觀粘度為1150?150mPa.S。所以，暫堵劑體系凍膠與聚合物溶液(假塑性流體，表觀粘度與剪切速率符合對數(shù)回歸關(guān)系)和聚合物凝膠(以彈性為主，難以用表觀粘度表征)的流變性均有區(qū)別。
[0041]實驗二:
[0042]本實驗中暫堵劑由4質(zhì)量份十八烷基三甲基氯化銨、2質(zhì)量份二十二烷基三甲基氯化銨和1.5質(zhì)量份鄰一羥基苯甲酸鈉組成。
[0043]實驗三:
[0044]本實驗中暫堵劑由4質(zhì)量份十八烷基三甲基氯化銨、2質(zhì)量份十八烷基甜菜堿和
1.5質(zhì)量份鄰一羥基苯甲酸鈉組成。
[0045]在45°C、剪切速率為7.3S-1的條件下分別測試實驗二的暫堵劑的黏溫關(guān)系曲線和實驗三的暫堵劑的黏溫關(guān)系曲線，結(jié)果如圖3。
[0046]實驗四:
[0047]本實驗中暫堵劑由2質(zhì)量份十八烷基三甲基氯化銨、I質(zhì)量份二十二烷基三甲基氯化銨和0.75質(zhì)量份鄰一羥基苯甲酸鈉組成。
[0048]實驗五:
[0049]本實驗中暫堵劑由2質(zhì)量份三甲基氯化銨、I質(zhì)量份十八烷基甜菜堿和0.75質(zhì)量份鄰一羥基苯甲酸鈉組成。
[0050]在45°C、剪切速率為7.3S-1的條件下分別測試實驗四的暫堵劑的黏溫關(guān)系曲線和實驗五的暫堵劑的黏溫關(guān)系曲線，結(jié)果如圖4。
[0051]實驗六:[0052]本實驗中復(fù)合解堵劑由2.5質(zhì)量份過氧化苯甲酰、2.5質(zhì)量份HClO和2質(zhì)量份引發(fā)劑組成。
[0053]本實驗中使用大慶的清水分別配制質(zhì)量濃度為5%的過氧化氫溶液、次氯酸鈉溶液、過硫酸銨溶液、過硼酸鈉溶液、硫酸亞鐵溶液作為聚合物的解堵劑。
[0054]使用大慶清水配制質(zhì)量濃度為0.6%的HPAM(聚丙烯酰胺,分子量1900萬、固含量89.1%、水解度23.6%)溶液。
[0055]為了對比不同解堵劑對聚丙烯酰胺的降粘效果，分別取質(zhì)量濃度為0.6%的HPAM溶液和質(zhì)量濃度為5%的解堵劑溶液按質(zhì)量比1:1配制成混合液，然后在45°C下恒溫，定期測定混合液的表觀黏度，實驗結(jié)果見表I (在45°C下，質(zhì)量濃度為2.5%的解堵劑與質(zhì)量濃度為0.3%的HPAM溶液體系的表觀黏度與作用時間的關(guān)系)。
[0056]表I
[0057]
【權(quán)利要求】
1.復(fù)合解堵劑，其特征在于復(fù)合解堵劑按照質(zhì)量份數(shù)由2-3份主劑1、2-3份主劑2和1.5-2.5份引發(fā)劑組成，所述主劑I是過氧化苯甲?；蜻^氧化苯甲酸；主劑2是次氯酸鈉或次氯酸；所述的引發(fā)劑是鹽酸、醋酸或者檸檬酸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合解堵劑，其特征在于復(fù)合解堵劑按照質(zhì)量份數(shù)由2.5份主劑1、2.5份主劑2和2份引發(fā)劑組成。
3.應(yīng)用暫堵劑和復(fù)合解堵劑復(fù)合解堵的方法，其特征在于應(yīng)用暫堵劑和復(fù)合解堵劑復(fù)合解堵的方法如下: 在45°C、平衡壓力為4-8MPa的條件下注入5m3_10m3暫堵劑段塞，然后再在平衡壓力為2-1OMPa的條件下再注入10m3-30m3解堵劑主段塞，然后關(guān)井2_3天，即完成應(yīng)用暫堵劑和復(fù)合解堵劑復(fù) 合解堵。
【文檔編號】E21B33/13GK103436244SQ201310409386
【公開日】2013年12月11日 申請日期:2013年2月28日 優(yōu)先權(quán)日:2013年2月28日
【發(fā)明者】鮑洪玉, 劉永濤, 邢平, 韓莉華, 侯鳳芹, 趙金姝 申請人:黑龍江昊辰能源開發(fā)有限公司