一種稠油熱採封竄劑及其注入方法
2023-06-23 20:51:11
一種稠油熱採封竄劑及其注入方法
【專利摘要】本發明提供了一種稠油熱採封竄劑及其注入方法，它是利用復配表面活性劑溶液和硬質道路瀝青通過膠體磨配製而成的。其中，所述復配表面活性劑是由季銨鹽系列的陽離子表面活性劑、烷基苯磺酸鈉以及納米二氧化矽組成。所得稠油熱採封竄劑為水包油乳狀液，在注蒸汽前注入地層，發生破乳後析出的瀝青溶於油而不溶於水，因此只封堵水相而不封堵油相，具有選擇性封堵作用。注稠油熱採封竄劑前需注預處理液，預處理液可以選擇陽離子聚丙烯醯胺、陽離子澱粉、十六烷基三甲基氯化銨等的水溶液，使用濃度為0.1%～0.3%。
【專利說明】一種稠油熱採封竄劑及其注入方法
【技術領域】:
[0001]本發明涉及一種選擇性封堵劑，尤其涉及一種稠油熱採封竄劑及其注入方法，屬於油田化學【技術領域】。
【背景技術】:
[0002]注蒸汽採油是稠油開採最常用的方法之一。受油層厚度、非均質性等地質因素和注入蒸汽與地層流體間配伍性的影響，在熱採過程中容易發生汽竄，由於井網加密導致井距縮小，汽竄變得更加嚴重，使得蒸汽利用效率低，波及係數減小，熱採效果變差。若油藏中存在有邊、底水，在生產過程中還可能導致油井含水迅速上升，產油量急劇下降。因此，有必要開展封堵汽竄和水竄技術的研究。
[0003]目前稠油熱採井封堵劑主要有顆粒型堵劑、高溫凍膠堵劑、高溫泡沫堵劑三種類型。顆粒型堵劑主要是水泥、粉煤灰等無機顆粒，以懸浮體的形式注人到地層中起封堵作用，具有封堵能力強的優點，但顆粒型堵劑的突出缺陷在於對地層的封堵是剛性的，封堵作用沒有選擇性，容易對整個儲層造成傷害。而且，相對來說施工有一定的難度，操作性差，限制了其應用，僅適用於封堵高滲透大孔道的汽竄層位。目前國內外使用的高溫凍膠堵劑主要是由栲膠、木質素、聚丙烯醯胺所形成的三類凍膠體系。聚丙烯醯胺成膠性能好，但是形成的凍膠熱穩定性較差；栲膠、木質素等剛性分子形成的凍膠雖然耐溫性(低於250°C使用)好於聚丙烯醯胺及其改性產物，但往往需要在較高的濃度下才會成膠，導致成本大幅提高。高溫泡沫堵劑不僅可以改善蒸汽驅波及係數、提高洗油效率，而且具有遇水起泡、遇油消泡的特點，具有很好的選擇性；支化度小且長碳鏈的烷基苯磺酸鹽、a-烯烴磺酸鹽起泡性能最好，然而受國內長 碳鏈a-烯烴原料和磺化技術的限制，目前尚無直鏈烷基超過20的烷基苯磺酸鹽和a-烯烴磺酸鹽工業化表面活性劑產品。此外，高溫穩泡劑缺乏，單一的表面活性劑難以形成穩定的泡沫，為此通常需要加入具有增加水溶液粘度或強化表面膜粘彈性的物質做穩泡劑，但是受化學劑熱穩定性的限制，很多低溫有效的穩泡劑在高溫下無法使用。
【發明內容】
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[0004]針對現有技術的不足，本發明的目的是要提供一種稠油熱採封竄劑及其注入方法，用於封堵稠油熱採井的汽竄。
[0005]本發明的目的按以下優選方案實現:稠油熱採封竄劑由軟化點為59.0~69.(TC的硬質道路浙青與復配表面活性劑溶液按質量比為1.0:1~1.2:1的比例混合置於膠體磨中順暢循環乳化後獲得，其中所述的復配表面活性劑溶液是以重量百分比計，由十六烷基三甲基氯化銨0.12~1.20%、十八烷基三甲基氯化銨0.02~0.20%、烷基苯磺酸鈉
0.01~0.10%、納米二氧化矽0.01~0.05%、餘量為水混合而成，各組分的重量百分含量之和為100%ο
[0006]上述稠油熱採封竄劑的製備方法如下:
[0007]將沸水置於膠體磨中循環15分鐘，使得膠體磨溫度達到70~80°C ;將70°C的復配表面活性劑溶液置於膠體磨中，緩慢加入180°C的硬質道路浙青，待乳狀液順暢循環5分鐘後，即得成品稠油熱採封竄劑。
[0008]如上所述的稠油熱採封竄劑的注入方法是按以下步驟實施:
[0009]1、在注入稠油熱採封竄劑前需預先注入質量濃度為0.1~0.3%的預處理液。預處理液是陽離子聚丙烯醯胺或陽離子澱粉或十六烷基三甲基氯化銨的水溶液。預處理液的注入體積為稠油熱採封竄劑注入量的1/3~1/2，注入壓力≤5MPa，注入速度2~3m3/h。注預處理液的目的是中和地層表面的負電性，防止稠油熱採封竄劑中的乳化劑很快在地層表面吸附而導致浙青絮凝，堵在近井地帶而導致後續的封竄劑無法注入。
[0010]2、注入稠油熱採封竄劑，封竄劑的質量濃度為10~40%，注入壓力≤lOMPa，注入速度3~5m3/h，設計處理半徑為3~5m，每米油層注入量Q= π R2 φ，其中，R為處理半徑(單位，πι)，φ為油藏孔隙度，31=3.14。
[0011]3、注入稠油熱採封竄劑後，以相同的注入速度和注入壓力注清水，注入的清水體積為稠油熱採封竄劑的1/3~1/2。
[0012]由於受靜電、溫度、礦化度的影響，稠油熱採封竄劑注入地層後會發生破乳，析出的浙青顆粒吸附在巖石表面，使孔道縮小，對水流產生阻力，水相滲透率降低；但由於浙青顆粒易溶於油，其對油流孔道基本無封堵作用，因此該稠油熱採封竄劑是一種優異的選擇性堵水劑，特別是遇到蒸汽時迅速破乳，造成浙青片狀絮凝，可對發生汽竄的地層產生有效的封堵。
[0013]本發明的有益效果是:
[0014]本發明所提供的稠油熱採封竄劑是由主要成分為高軟化點硬質道路浙青所構成的乳化浙青，在100°c下幾乎沒有流動性，當乳化浙青在地層中發生破乳後，釋放出的超高粘度浙青能夠對地層產生高強度的封堵，對蒸汽的封堵效果明顯；通過添加納米二氧化矽提高浙青軟化點，進而增大了封堵強度。
【具體實施方式】:
[0015]為了更加清楚地理解本發明，現對本發明的具體實施方案進行詳細的闡述，但本發明所保護範圍不僅限於此。
[0016]本實施例適用稠油熱採井，所用復配表面活性劑溶液的質量比組成為:十六烷基三甲基氯化銨:1.2%，十八烷基三甲基氯化銨:0.2%，烷基苯磺酸鈉:0.1%，納米二氧化矽0.02%，水:98.48%O
[0017]將180°C的硬質道路浙青和70°C的上述復配表面活性劑溶液按質量比為1:1的比例置於膠體磨中，在膠體磨中順暢循環5分鐘後，即得成品乳化浙青，也就是本發明所述的稠油熱採封竄劑。
[0018]上述稠油熱採封竄劑的注入方法是:
[0019]1、在注入稠油熱採封竄劑前需預先注入質量濃度為0.1~0.3%的預處理液。預處理液是陽離子聚丙烯醯胺或陽離子澱粉或十六烷基三甲基氯化銨的水溶液。預處理液的注入體積為稠油熱採封竄劑注入量的1/3~1/2，注入壓力≤5MPa，注入速度2~3m3/h。注預處理液的目的是中和地層表面的負電性，防止稠油熱採封竄劑中的乳化劑很快在地層表面吸附而導致浙青絮凝，堵在近井地帶而導致後續的封竄劑無法注入。[0020]2、注入稠油熱採封竄劑，封竄劑的質量濃度為10~40%，注入壓力≤lOMPa，注入速度3~5m3/h，設計處理半徑為3~5m，每米油層注入量Q= π R2 φ，其中，R為處理半徑(單位，m)，(p為油藏孔隙度，3i=3.14。
[0021]3、注入稠油熱採封竄劑後，以相同的注入速度和注入壓力注入清水作為頂替液。注入的清水體積為稠油熱採封竄劑的1/3~1/2。
[0022]下面通過流動試驗來說明本實施例所述稠油熱採封竄劑對蒸汽的封堵能力。本試驗用的填砂管滲透率為2516mD，孔隙度為39.5%。
[0023]流動試驗分三步進行。第一步是以2ml/min的流速向填砂管中注入的160°C的水蒸汽，測其平衡壓力。第二步是以lml/min的流速反向注入0.2PV0.1%十六烷基三甲基氯化銨，再注入0.5PV的5%的乳化浙青稀釋液，隨後注入0.2PV頂替，然後將填砂管放置24h。第三步是以2ml/min的流速正向向填砂管中注入的160°C的水蒸汽，測其平衡壓力。試驗結果如下:第一步平衡壓力為0.32MPa，第三步平衡壓力為6.32MPa。
[0024]通過流動試驗可知，本文發明的稠油熱採封竄劑對蒸汽具有較強的封堵能力，能夠有效封堵蒸汽竄流，可顯著提高稠油熱採中蒸汽的波及係數，進而增大熱採採收率。
【權利要求】
1.一種稠油熱採封竄劑，其特徵是以軟化點為59.0~69.(TC的硬質道路浙青與復配表面活性劑溶液按質量比為1.0: I~1.2: I的比例混合置於膠體磨中順暢循環，所述的復配表面活性劑溶液按重量百分比計，由十六烷基三甲基氯化銨0.12~1.20%、十八烷基三甲基氯化銨0.02~0.20%、烷基苯磺酸鈉0.01~0.10%、納米二氧化矽0.01~0.05%和餘量為水混合而成，各組分的重量百分含量之和為100%。
2.一種依據權利要求1所述稠油熱採封竄劑的注入方法，其特徵是按以下步驟實施: 第一步:在注入稠油熱採封竄劑前需預先注入質量濃度為0.1~0.3%的預處理液，預處理液是陽離子聚丙烯醯胺或陽離子澱粉或十六烷基三甲基氯化銨的水溶液，預處理液的注入體積為稠油熱採封竄劑注入量的1/3~1/2，注入壓力≤5MPa，注入速度2~3mVh，注預處理液的目的是中和地層表面的負電性，防止稠油熱採封竄劑中的乳化劑很快在地層表面吸附而導致浙青絮凝，堵在近井地帶而導致後續的封竄劑無法注入； 第二步:注入稠油熱採封竄劑，封竄劑的質量濃度為10~40%，注入壓力≤lOMPa，注入速度3~5m3/h，設計處理半徑為3~5m，每米厚油層注入量Q= π R2 φ，其中，R為處理半徑，單位πι，φ為油藏孔隙度，π =3.14； 第三步:以注入壓力和注入速度注頂替液，以清水作為頂替液，注入的清水體積為稠油熱採封竄劑的1/3~1/2 。
【文檔編號】C09K8/592GK103992781SQ201410161377
【公開日】2014年8月20日 申請日期:2014年4月22日 優先權日:2014年4月22日
【發明者】萬朝暉, 陳立峰, 張貴才, 葛際江, 仇珍珠, 蔣平 申請人:中國石油技術開發公司, 中國石油大學(華東)