一種雙凝膠油水井封堵劑及其制備方法
【專利摘要】本發明涉及一種雙凝膠油水井封堵劑及其制備方法，該雙凝膠油水井封堵劑包括如下重量份數的組分：超細水泥44.4-55.0份；AMPS+AM共聚物(AMPS重量含量≥20％)1.0-1.75份；交聯劑0.1-0.2份；凝膠增強劑0-0.25份；水42.8-54.5份；所述水為自來水或地層水。利用AMPS+AM共聚物和超細水泥兩種凝膠體系的不同成膠時間及成膠后的不同特點，來增強雙凝膠體系的強度及封堵效率。
【專利說明】一種雙凝膠油水井封堵劑及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及油田開采【技術領域】，特別涉及一種雙凝膠油水井封堵劑及其制備方法，以高強度凝膠為基礎，配合超細水泥，通過兩次膠凝，實現了凝膠封堵、固化封堵一次完成。適用于水井調剖、驅油以及油井封堵高含水層、封堵層間水竄。
【背景技術】
[0002]目前，我國大部分油田進入中高含水期采油，出水日益嚴重。同時，由于固井、射孔及地層結構因素的影響，部分油水井管外串通，引起層間干擾，水層水通過串槽段大量涌入井筒，致使油井產量急劇下降、含水上升，油井封串、堵水是保持油田穩產高產的有效措施之一O
[0003]楊建清等發表在2012年第29卷第2期《油田化學》上的“高溫油藏用有機-無機交聯體系研制與性能評價”一文中針對高溫油藏環境，研宄了由有機樹脂預聚體-無機硅化物和穩定劑組成的有機-無機交聯堵劑體系，獲得了比較理想的結果。實驗中利用環境掃描電鏡觀察了體系成膠后的微觀結構，并在130°C下進行了室內優化實驗，得出了優化后的堵劑配方。最高可耐溫達140°C，在130°C下成膠時間2?24h可調，110°C下成膠時間延長至50h以上。堵劑成膠過程中的黏度變化說明堵劑的注入性良好，有機-無機交聯堵劑封堵率可達到98.5%以上。
[0004]羅躍等發表在1999年第27卷第4期《石油鉆探技術》上的“ JTD堵劑的研制及應用”一文提出了一種新型的有機一無機復合堵劑(JTD)，并對其性能進行了全面的評價。結果表明，JTD堵劑成膠性能好，封堵強度高，耐沖刷性能好，尤其適應于封堵高滲透、大孔道地層，且現場施工簡便，施工用量少，成本低。施工成功率100%，有效率大于90%。
[0005]何長等發表在2000年第22卷第五期的《石油鉆采工藝》的“大孔道的表現特征及調剖對策”一文中確定了以HD-1無機顆粒型+LWSD-1木質素磺酸鈣凍膠型復合堵劑調剖體系封堵大孔道，并且詳細提出了調剖封堵大孔道選井選層原則及其調剖封堵對策。
[0006]雖然這些技術能不同程度地解決水井調剖和驅油與油井封堵高含水層和封堵層間水竄的問題，但都存在著某些不足之處，比如，受溫度影響大，形成膠體抗壓強度弱等問題。而且這些技術中的無機物都是作為物理填充來使用，只能形成一次凝膠，而且凝膠的強度沒有根本性變化，還是彈性的膠體，強度低。普通聚丙烯酰胺與水泥配合使用時凝膠時間短，不能滿足現場需求。
[0007]本發明克服現有技術的不足，采用雙凝膠的方法，選用了 AMPS+AM共聚物與超細水泥配合使用，經過兩次膠凝，完成由彈性凝膠到剛性凝膠的轉變過程。
【發明內容】
[0008]本發明的目的是提供一種雙凝膠油水井封堵劑及其制備方法，有效地結合有機凝膠封堵劑與水泥堵劑的優點，摒棄其缺點。利用AMPS+AM共聚物和超細水泥兩種凝膠體系的不同成膠時間及成膠后的不同特點，來增強雙凝膠體系的強度及封堵效率。雙凝膠體系集有機凝膠、無機凝膠于一體，雙凝膠堵水劑以高強度凝膠為基礎，配合超細水泥，在地層溫度作用下一次凝膠形成彈性凝膠，二次凝膠水泥固化形成一定強度的固體，從而有效地克服了聚合物凝膠在高滲層封堵率低的問題。
[0009]本發明采用的技術方案為:
[0010]一種雙凝膠油水井封堵劑，包括如下重量份數的組分:
[0011]超細水泥44.4-55.0份；AMPS+AM共聚物(AMPS重量含量彡20% ) 1.0-1.75份；交聯劑0.1-0.2份；凝膠增強劑0-0.25份；水42.8-54.5份；所述水為自來水或地層水。
[0012]優選地，所述組分的重量份數之和為100份。
[0013]優選地，所述AMPS+AM共聚物中，AMPS重量含量彡50%。
[0014]優選地，所述的交聯劑為有機鉻交聯劑。
[0015]優選地，所述的凝膠增強劑為木質素磺酸鈉。
[0016]本發明還提供了上述雙凝膠油水井封堵劑的制備方法，包括如下步驟:先將44.4-55.0份超細水泥加入42.8-54.5份水中進行溶解，完全溶解后再加入0-0.25份凝膠增強劑和1.0-1.75份AMPS+AM共聚物，溶解1.5?2h后加入0.1-0.2份交聯劑攪拌均勻即得。
[0017]本發明中提到的原料均為市售產品，均可以直接購買得到。
[0018]本發明所具有的有益效果:
[0019]I)、本發明一次注入兩次凝膠，具有更好的封堵強度及封堵效率。
[0020]2)、本發明選用了 AMPS (2-丙烯酰胺基_2_甲基丙磺酸)+AM (丙烯酰胺)共聚物與超細水泥共同作用形成凝膠，在不使用水泥堵劑中常見分散劑、緩凝劑等添加劑的情況下，又使其達到了分散、緩凝的效果。(普通聚丙烯酰胺與水泥配合使用時凝膠時間短，不能滿足現場需求。)
[0021]3)、本發明一次凝膠后形成的粘彈性膠體，有效預防了水泥堵劑易被水浸的問題，二次凝膠形成的剛性膠體增強了體系的封堵效果，實現凝膠封堵、固化封堵一次完成。
[0022]4)、流變性好、封堵率高、固化封堵的強度可調。
[0023]5)、無毒、無污染、施工安全、配制簡單、操作方便、封堵效果好。
【具體實施方式】
[0024]下面結合具體實施例對本發明作進一步說明，但不限定本發明的保護范圍。
[0025]實施例1:
[0026]一種雙凝膠油水井封堵劑(以下簡稱堵劑)，組分及其重量份數為:
[0027]超細水泥: 44.4份；
[0028]AMPS+AM 共聚物(AMPS 重量含量 20% ):1.0 份；
[0029]交聯劑:0.1份；
[0030]凝膠增強劑:0.1份；
[0031]地層水:54.4份。
[0032]所述的交聯劑為:有機鉻交聯劑；所述的凝膠增強劑為:木質素磺酸鈉。
[0033]該堵劑的制備方法，包括如下步驟:常溫常壓下，攪拌罐內放入地層水，加入超細水泥，攪拌均勻后緩慢加入AMPS+AM共聚物(AMPS重量含量20% )與凝膠增強劑，攪拌1.5-2h至完全溶解，再加入交聯劑攪拌均勻，至此完成堵劑的配制。
[0034]實施例2:
[0035]一種雙凝膠油水井封堵劑，組分及其重量份數為:
[0036]超細水泥 47.4份；
[0037]AMPS+AM 共聚物(AMPS 重量含量 20% ) 1.5 份；
[0038]交聯劑 0.15份；
[0039]凝膠增強劑0.25份；
[0040]地層水50.7份。
[0041]所述的交聯劑為:有機鉻交聯劑；所述的凝膠增強劑為:木質素磺酸鈉。
[0042]制備雙凝膠油水井封堵劑的方法與實施例1相同。
[0043]實施例3
[0044]一種雙凝膠油水井封堵劑，組分及其重量份數為:
[0045]超細水泥 50.0份；
[0046]AMPS+AM 共聚物(AMPS 重量含量 20% ): 1.75 份；
[0047]交聯劑0.2份；
[0048]凝膠增強劑0.25份；
[0049]地層水47.8份。
[0050]所述的交聯劑為:有機鉻交聯劑；所述的凝膠增強劑為:木質素磺酸鈉。
[0051]制備雙凝膠油水井封堵劑的方法與實施例1相同。
[0052]實施例4
[0053]一種雙凝膠油水井封堵劑，組分及其重量份數為:
[0054]超細水泥 55.0份；
[0055]AMPS+AM 共聚物(AMPS 重量含量 20% ) 1.75 份；
[0056]交聯劑0.2份；
[0057]凝膠增強劑0.25份；
[0058]地層水42.8份。
[0059]所述的交聯劑為:有機鉻交聯劑；所述的凝膠增強劑為:木質素磺酸鈉。
[0060]制備雙凝膠油水井封堵劑的方法與實施例1相同。
[0061]實施例5:
[0062]一種雙凝膠油水井封堵劑，組分及其重量份數為:
[0063]超細水泥: 44.4份；
[0064]AMPS+AM 共聚物(AMPS 重量含量 20 % ): 1.0 份；
[0065]交聯劑:0.1份；
[0066]地層水: 54.5份。
[0067]所述的交聯劑為:有機鉻交聯劑；
[0068]該堵劑的制備方法，包括如下步驟:常溫常壓下，攪拌罐內放入地層水，加入超細水泥，攪拌均勻后緩慢加入AMPS+AM共聚物(AMPS重量含量20% )，攪拌1.5_2h至完全溶解，再加入交聯劑攪拌均勻，至此完成堵劑的配制。
[0069]實施例6:
[0070]一種雙凝膠油水井封堵劑，組分及其重量份數為:
[0071]超細水泥 47.4份；
[0072]AMPS+AM 共聚物(AMPS 重量含量 20% ) 1.5 份；
[0073]交聯劑0.15份；
[0074]地層水50.95份。
[0075]所述的交聯劑為:有機鉻交聯劑；
[0076]制備雙凝膠油水井封堵劑的方法與實施例5相同。
[0077]實施例7
[0078]一種雙凝膠油水井封堵劑，組分及其重量份數為:
[0079]超細水泥 50.0份；
[0080]AMPS+AM 共聚物(AMPS 重量含量 20% ): 1.75 份；
[0081]交聯劑 0.2份；
[0082]地層水 48.05份。
[0083]所述的交聯劑為:有機鉻交聯劑；
[0084]制備雙凝膠油水井封堵劑的方法與實施例5相同。
[0085]實施例8
[0086]一種雙凝膠油水井封堵劑，組分及其重量份數為:
[0087]超細水泥 55.0份；
[0088]AMPS+AM 共聚物(AMPS 重量含量 20% ) 1.75 份；
[0089]交聯劑 0.2份；
[0090]地層水 43.05份。
[0091]所述的交聯劑為:有機鉻交聯劑；
[0092]制備雙凝膠油水井封堵劑的方法與實施例5相同。
[0093]觀察實施例1、2、3、4、5、6、7、8制得的雙凝膠油水井封堵劑在50°C條件下，48小時內的狀態變化。聚合物溶解后有良好的流動性；5?6h后發生第一次凝膠，流動性變差；24h內體系固化完成。體系的固化時間< 24h，抗壓強度>3.3MPa。實驗室由微機控制電子壓力實驗機測量抗壓強度，實施例1、2、3、4、5、6、7、8的抗壓強度分別為3.352MPa、4.235MPa、4.823MPa、5.537MPa、3.368MPa、4.251MPa、4.843MPa、5.567MPa。
[0094]應用實施例1
[0095]雙凝膠油水井封堵劑注入過程為:
[0096]I)、關閉套管閥門，正擠前墊淡水0.6m3+堵劑+后墊淡水0.6m3+壓井液，將堵劑推出油管，擠注最高壓力不超過設計壓力；
[0097]2)、反洗井至進出口液性一致；
[0098]3)、上提油管；
[0099]4)、座井口，加壓(不超過設計壓力)候凝48h。
[0100]將實施例1、2、3、4、5、6、7、8制得的雙凝膠油水井封堵劑在40-60°C溫度下養護，48h內完成兩次凝膠，形成剛性膠體。
【權利要求】
1.一種雙凝膠油水井封堵劑，其特征在于:包括如下重量份數的組分:超細水泥44.4-55.0 份；AMPS+AM 共聚物(AMPS 重量含量彡 20% ) 1.0-1.75 份；交聯劑 0.1-0.2 份；凝膠增強劑0-0.25份；水42.8-54.5份；所述水為自來水或地層水。
2.根據權利要求1所述一種雙凝膠油水井封堵劑，其特征在于:所述組分的重量份數之和為100份。
3.根據權利要求1所述一種雙凝膠油水井封堵劑，其特征在于:所述AMPS+AM共聚物中，20 % < AMPS重量含量< 50 %。
4.根據權利要求1-3任一項所述一種雙凝膠油水井封堵劑，其特征在于:所述的交聯劑為有機鉻交聯劑。
5.根據權利要求1-3任一項所述一種雙凝膠油水井封堵劑，其特征在于:所述的凝膠增強劑為木質素磺酸鈉。
6.權利要求1-5任一項所述雙凝膠油水井封堵劑的制備方法，其特征在于:包括如下步驟:先將44.4-55.0份超細水泥加入42.8-54.5份水中進行溶解，完全溶解后再加入0-0.25份凝膠增強劑和1.0-1.75份AMPS+AM共聚物，溶解1.5?2h后加入0.1-0.2份交聯劑攪拌均勻即得。
【文檔編號】C09K8/46GK104513653SQ201410847864
【公開日】2015年4月15日 申請日期:2014年12月31日 優先權日:2014年12月31日
【發明者】代晉光, 袁秋菊, 曹作為, 劉賀, 柴希軍 申請人:大港油田集團有限責任公司