滲透選擇性堵劑及其制備方法和使用方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種滲透選擇性堵劑，同時，本發明還涉及該滲透選擇性堵劑的制備 方法和使用方法。
【背景技術】
[0002] 國內80%的油田都已進入到注水開發的方式開采，目前到了高含水開發階段，據 統計大部分油田的綜合含水率高達80%以上，而一些老油田的綜合含水率更是高達90%以 上。油田長期注水開發，由于油藏的非均質性，油、水粘度上的差異和油水井組內的不平衡， 必然導致注入水沿高滲透條帶突入、竄流到生產井，向低滲透層波及程度低，導致注入水的 循環效率低。人們一直尋求采用各種技術和手段來提高采油率，其中油井堵水、注水井調剖 作為一種有效的技術手段得到了廣泛的應用，如中國專利CN101451061B涉及一種油泥砂 固砂堵水調剖劑的研宄，CN101898860B提供了一種含油泥無機復合調剖劑及其應用方法， CN103232838A公開了一種水泥調堵劑的制備及其應用方法等等。但按常規方法堵水雖然 可以控制無效產水，但也損失了大部分儲量，而且伴隨著部分井夾層水泥環被破裂，造成嚴 重的層間串槽現象，封隔器失效，非選擇性堵水技術受到了夾層水和出水層位不明確的限 制。為了提高油井采油量，及時調整吸水剖面和產液剖面，充分封堵高含水層層內大孔道， 解放層內低含水且低滲透油層，提高層內儲量的動用是油田開發作業中必須解決的問題。
【發明內容】
[0003] 為解決現有技術中存在的不足，本發明提供了一種選擇性高、穩定性好的滲透選 擇性堵劑。
[0004] 為實現上述目的，本發明的滲透選擇性堵劑，由以下重量配比的組分制成：400份 水中加入由超細油井水泥10~20份和超細礦渣80~100份構成的主劑，增粘劑15~30份，促 凝劑〇~2份，緩凝劑0~2份，穩定劑1~10份；所述主劑的平均粒徑為15~16ym。
[0005] 滲透選擇性堵劑的主劑由超細油井水泥和超細礦渣構成的富鈣相和富硅相組成， 富鈣相的Ca-o,Mg-o鍵比富硅相的Si-o鍵弱得多，且具有龐大的內比表面積，和較高的熱 力學不穩定性，故富鈣相的水硬活性高于富硅相；另一方面，富鈣相又具有一定的動力學穩 定性，必須克服一定的活化能才能使其破壞，因此主劑的活性是潛在的，在通常情況下，水 分子的作用不足以克服富鈣相的分解活化能，主劑和水混合，在其表面僅能發生輕微的水 化反應，使其部分物質溶解和水化，形成C-S-H凝膠，但進一步水化被表面的低滲透保護膜 所阻止。促凝劑的作用就是使主劑結構破壞，促進主劑再進行水化固化反應，克服富鈣相 的分解活化能，發生反應使富鈣相溶解。富鈣相的反應較為劇烈和迅速，而富硅相的反應則 較為緩慢和持久，初期的水化以富鈣相的迅速水化和解體并導致主劑玻璃體解體為主，其 水化產物填充于原充水空間，脫離原先結構的富硅相則填充于富鈣相水化產物的間隙中， 隨著富硅相水化反應的進行，其水化產物不斷填充于先前的水化產物間隙內，使水化產物 的結構更加致密。選擇水泥和礦渣的混合漿體作為主劑原料，一方面可以克服單獨漿體的 弊端，如僅使用礦渣材料，強度低，突破壓力低，會造成施工后承壓能力差，突破時間變短， 封堵施工后有效期縮短的問題；僅使用水泥容易在現場出現漿體不相容的問題，并容易污 染井下的其他漿體，而且井下其他漿體中存在的鹽或聚合物可能影響水泥的稠化時間，造 成安全事故；另一方面，混合漿體為輔劑體系的選擇提供了更豐富的范圍，為保證施工安全 提供更多便利。配制滲透選擇性堵劑體系時，增粘劑用于調節體系的流動性能，穩定劑用于 協助增粘劑確保體系的不分層、穩定性能，促凝劑與緩凝劑配合用于調節體系的固化時間， 主劑與各類輔劑間的協同作用，使得常溫下五種材料極其緩慢的發生著化學反應，當進入 地層達到一定溫度時化學反應加快，生成具有一定強度的硅酸鹽固化體。其主要反應式如 下： 3CaO?Si02+nH20=xCa0 ?Si02 ?yH20+(3-x)Ca(0H)2 2CaO?Si02+nH20=xCa0 ?Si02 ?yH20+(2-x)Ca(0H)2 終產物為硅酸鹽物質，該物質結晶較大、膠結緊密，具有一定的強度，耐高溫性能良好。
[0006] 為使本發明的滲透選擇性堵劑能夠選擇性的進入大孔道、高滲層，不進入中低滲 地層，限定主劑的顆粒平均粒徑為15~16ym，基于三分之二架橋理論，并利用主劑中礦渣在 初期水化形成的無機凝膠，夾雜在堆積的顆粒其中可以很好的形成屏蔽層，防止堵漏漿向 低滲透層內的繼續灌入。獲得的滲透選擇性堵劑以液體狀態選擇性進入大孔道，不進入中 低滲地層，在地層內水化、離子重聚，與大孔道中疏松砂粒及孔壁膠結，根據要求適當時間 固化，封堵大孔道，達到調整儲層不均勻性的目的，改變地層的非均質性，疏松地層重新固 結，減少地層出砂幾率，而且很少進入原始油層，對儲層基本不會造成損害。
[0007] 作為對上述方式的限定，所述主劑的粒徑< 50ym。
[0008] 作為對上述方式的限定，所述增粘劑為鋰鋁硅酸鹽。
[0009] 作為對上述方式的限定，所述促凝劑為亞硝酸鹽。
[0010] 作為對上述方式的限定，所述緩凝劑為羥基羧酸鹽。
[0011] 作為對上述方式的限定，所述穩定劑為丙烯基聚合物。
[0012] 由于滲透選擇性堵劑中主劑使用了水泥和礦渣兩種與水反應固化的材料，在反應 過程中，兩者存在協同固化的情況，因此選擇促凝劑和緩凝劑要考慮對兩種材料的通用性 才會達到最佳的使用效果。增粘劑、穩定劑的選擇，要考慮主劑中水泥與地層粘土間會發生 鈣侵增加漿體稠度的情況，而且這種增稠還會表現為一定的觸變性，即當漿體靜置幾分鐘 后稠度迅速增加，從而增加漿體在地層中滯留的能力，以防止漿體被地層中其它流體攜帶 過多，保證封固的質量。
[0013] 同時，本發明的滲透選擇性堵劑的制備方法是，向水中先加入緩凝劑和促凝劑，攪 拌溶解；在攪拌狀態下加入增粘劑和穩定劑，使分散均勻；最后加入主劑，在攪拌狀態下得 到呈懸浮態的滲透選擇性堵劑。
[0014] 滲透選擇性堵劑的制備過程中，根據各物料在體系中的作用限定了緩凝劑、促凝 劑、增粘劑、穩定劑及主劑的加入順序，使獲得的滲透選擇性堵劑具有最佳的性能及效果。
[0015] 同時，本發明的滲透選擇性堵劑的使用方法，包括以下步驟： 步驟一，地層預處理，擠注前置液、清洗液； 步驟二，連續擠注如上所述的滲透選擇性堵劑； 步驟三，擠注頂替液。
[0016] 擠注滲透選擇性堵劑前對地層進行預處理，再使用前置液、清洗液，擠注滲透選擇 性堵劑后再擠注頂替液。通過前置液清洗井筒、降低地層溫度，清洗液清除孔道中的有機雜 質，最后擠注頂替液按設計要求將堵劑頂替到設計位置完成擠注工藝。
[0017] 作為對上述方式的限定，在擠注清洗液之后、滲透選擇性堵劑之前，擠注隔離液； 在擠注滲透選擇性堵劑之后、頂替液之前，擠注隔離液。
[0018] 為使本發明的滲透選擇性堵劑發揮最佳的選擇性封堵效果，延長封堵時效，使用 滲透選擇性堵劑前用隔離液將地層中的水推開，降低封堵劑被水稀釋的程度，提前改善地 層的膠結能力，并降低封堵劑遇到其它離子的風險，保證施工安全，而且使用隔離液后殘余 的堿也可以防止后續滲透選擇性堵劑在底層被稀釋后難以凝固的情況發生，提高封堵能 力；擠注滲透選擇性堵劑后再使用隔離液以保護滲透選擇性堵劑固化，防止頂替液稀釋導 致堵劑固化不完全、返渣現象。通過前置、后置隔離液強化滲透選擇性堵劑的封堵效果。
[0019] 作為對上述方式的限定，所述隔離液由以下質量配比的組分制成：100份水中加 入氫氧化鈉1~5份，鈉蒙脫土5~10份，六偏磷酸鈉0. 05~0. 1份。
[0020] 如上的隔離液可以高效配合本發明的滲透選擇性堵劑發揮高選擇性高穩定性的 封堵效果。
[0021] 綜上所述，采用本發明的技術方案，獲得的滲透選擇性堵劑穩定性良好，在配置過 程不會出現泌水和離析現象，對水的礦化度適應范圍寬，粘度較低，泵入性能良好；擠注入 地層后選擇性封堵大孔道，不進入中低滲地層，改變地層的非均質性，重新固結疏松地層， 不損害地層和儲層，適用溫度30~190°C，固化后抗溫能力達到300°C以上，耐高溫性能良 好。該滲透選擇性堵劑配合前置隔離液和后置隔離液的使用，能夠更好的發揮封堵效果，可 以做到堵而不死，并可用土酸解堵。
【具體實施方式】
[0022] 實施例一 本實施例涉及幾組滲透選擇性堵劑，配方如下表所示：
【主權項】
1. 一種滲透選擇性堵劑，其特征在于，由以下重量配比的組分制成：400份水中加入由 超細油井水泥1〇~20份和超細礦渣80~100份構成的主劑，增粘劑15~30份，促凝劑0~2份， 緩凝劑〇~2份，穩定劑1~10份；所述主劑的平均粒徑為15~16ym。
2. 根據權利要求1所述的滲透選擇性堵劑，其特征在于：所述主劑的粒徑< 50ym。
3. 根據權利要求1所述的滲透選擇性堵劑，其特征在于：所述增粘劑為鋰鋁硅酸鹽。
4. 根據權利要求1所述的滲透選擇性堵劑，其特征在于：所述促凝劑為亞硝酸鹽。
5. 根據權利要求1所述的滲透選擇性堵劑，其特征在于：所述緩凝劑為羥基羧酸鹽。
6. 根據權利要求1所述的滲透選擇性堵劑，其特征在于：所述穩定劑為丙烯基聚合物。
7. -種如權利要求1所述的滲透選擇性堵劑的制備方法，其特征在于：向水中先加入 緩凝劑和促凝劑，攪拌溶解；在攪拌狀態下加入增粘劑和穩定劑，使分散均勻；最后加入主 劑，在攪拌狀態下得到呈懸浮態的滲透選擇性堵劑。
8. -種滲透選擇性堵劑的使用方法，包括以下步驟： 步驟一，地層預處理，擠注前置液、清洗液； 步驟二，連續擠注如權利要求1所述的滲透選擇性堵劑； 步驟三，擠注頂替液。
9. 根據權利要求8所述的滲透選擇性堵劑的使用方法，其特征在于：在擠注清洗液之 后、滲透選擇性堵劑之前，擠注隔離液；在擠注滲透選擇性堵劑之后、頂替液之前，擠注隔離 液。
10. 根據權利要求9所述的滲透選擇性堵劑的使用方法，其特征在于：所述隔離液由以 下重量配比的組分制成：1〇〇份水中加入氫氧化鈉1~5份，鈉蒙脫土 5~10份，六偏磷酸鈉 0? 05~0. 1 份。
【專利摘要】本發明涉及一種滲透選擇性堵劑，由以下重量配比的組分制成：400份水中加入由超細油井水泥10~20份和超細礦渣80~100份構成的主劑，增粘劑15~30份，促凝劑0~2份，緩凝劑0~2份，穩定劑1~10份；所述主劑的平均粒徑為15~16μm。該滲透選擇性堵劑穩定性良好，對水的礦化度適應范圍寬，粘度較低，泵入性能良好，擠注入地層后選擇性封堵大孔道，不進入中低滲地層，不損害地層和儲層，耐高溫性能良好。本發明還涉及該滲透選擇性堵劑的制備方法和使用方法，使其能夠更好的發揮封堵效果，做到堵而不死，并可用土酸解堵。
【IPC分類】C09K8-508, E21B33-13
【公開號】CN104762072
【申請號】CN201510078131
【發明人】潘衛國
【申請人】丹諾(北京)石油技術服務有限公司
【公開日】2015年7月8日
【申請日】2015年2月14日