一種採油用的水玻璃高溫堵劑的製作方法
2023-06-13 21:29:46 1
專利名稱：一種採油用的水玻璃高溫堵劑的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種採油用的水玻璃高溫堵劑，該堵劑可用於蒸汽驅或蒸汽吞吐油井防汽竄封堵。
背景技術：
在開採稠油的過程中，通常會用蒸汽驅和蒸汽吞吐兩種方法降低稠油粘度，以便使稠油容易採出。在注蒸汽過程中，由於油藏的非均質性和蒸汽與稠油的密度之間的差異，會出現蒸汽的重力超覆和汽竄現象，致使蒸汽作用效率以及原油採收率降低，開採成本升高。用堵劑封堵油藏中的高滲透地層或大孔道，可以提高蒸汽注入的質量，改善蒸汽採油的效果。用於蒸汽採油的堵劑，必須在注蒸汽溫度下有良好的穩定性和很高的強度。
現用的高溫堵劑/調剖劑，按注入方式分，可分為雙液法和單液法兩類；可分為沉澱型和凝膠型兩類。雙液法堵劑/調剖劑多用無機原料如水玻璃-氯化鈣等配製而成，基本上以沉澱方式固化。該類堵劑/調剖劑配製較簡單，化學劑成本低。因為用無機原料配製，故固化或沉澱速度偏快。也有將鹼法造紙黑液與廢酸用雙液法注入，兩組分在地下沉澱可起到封堵作用。該堵劑封堵強度低於水玻璃-氯化鈣體系，多用於小劑量注入。單液法堵劑/調剖劑多採用地下就地交聯方式固化，一般用有機樹脂(如酚醛樹脂、栲膠樹脂)配製而成，具有成膠時間較長且可控、現場施工方法簡便等特點。缺點是有機化學品價格較高，而且多數在高溫下長期熱穩定性稍差。另外也有人將膨潤土等原料注入地下，令其在地下形成凝膠。
如上所述，水玻璃堵劑是一種使用較廣的高溫堵劑。但它的發展比較緩慢。其主要原因是有些指標難以控制，如溫度對膠凝時間的影響等。另外，雙液法注入使得現場施工工藝較為繁瑣，同時，兩種組分在地下反應不完全，易導致封堵效果不明顯。堵劑膠凝時間的長短也會直接影響油層處理量和注入速度等工藝參數。
發明內容
本發明的目的在於提供一種採油用的水玻璃高溫堵劑，該高溫堵劑應當製備工藝簡便，封堵強度高，使用時可用單液法注入，解決上述現有技術的各種問題。
本發明的目的通過下述技術方案實現。
本發明提供一種採油用的水玻璃高溫堵劑，其特徵在於，其組成按質量分數計為30％～45％的模數為2.8～3.3的水玻璃，0.5％～7.5％交聯劑，0～0.20％表面活性劑，餘量為水，總組成為100％。
所述的交聯劑可以在乙二醛、酯、醯胺中選擇一種。所述的酯可以是單酯，如乙酸乙酯、乙酸丁酯，也可以是二酯或三酯，如丙二酸二乙酯、甘油三乙酸酯；所述的醯胺可以是甲醯胺、乙醯胺、尿素等；如果所述的交聯劑是尿素、乙二醛、乙酸乙酯、丙二酸二乙酯、甲醯胺、乙醯胺等，本發明堵劑組成中不含表面活性劑；如果是乙酸丁酯或甘油三乙酸酯，則堵劑組成中需含有質量分數0.04％～0.20％的表面活性劑。所述的表面活性劑是通常用的水溶性表面活性劑，一般為烷基酚聚氧乙烯醚(OP)系列產品，常用辛基酚聚氧乙烯醚(OP-10)。
本發明的一種採油用的水玻璃高溫堵劑的製備方法，採用通常的方法，其步驟如下先將交聯劑配成儲備溶液，其濃度無嚴格限制，只要濃度準確，且在配製最終的堵劑溶液時，能夠使各組分濃度都在規定的範圍即可。如果使用的交聯劑是尿素、乙二醛、乙酸乙酯、甲醯胺和乙醯胺等水溶性較好的物質，一般不需加入表面活性劑；如果使用乙酸丁酯或甘油三乙酸酯等水溶性較差的物質，則需向交聯劑中加入相當於堵劑總組成質量分數0.01％～0.5％的表面活性劑，才能保證交聯劑與水玻璃的充分混勻。交聯劑配好後，將它按規定的比例加到水玻璃溶液中。如果有必要，向水玻璃中加入適量的水，將其稀釋至預定濃度。然後將混合物攪拌均勻，即得水玻璃高溫堵劑。
構成本發明堵劑的各組分，均可從市場購得。
本發明所提供的堵劑與現有技術相比具有如下優點(1)適用溫度範圍寬，可在60～280℃溫度範圍內固化，在100℃溫度下，固化時間為5～8小時；在200℃下，固化時間為3～5小時；在250℃下，固化時間為2～3小時；(2)因為堵劑的主體為無機原料，故固化後強度高，整體抗壓強度在0.2～0.5MPa之間；(3)堵劑還具有很好的長期熱穩定性，固化後，在200℃溫度下放置2個月，強度無明顯下降；(4)製備方法簡便，因此封堵時可以使用由工廠批量生產的產品，也可以在現場直接配液；(5)使用時採用單液法注入，施工工藝簡單，易於控制封堵效果。
實驗表明，本發明的堵劑適用於100～280℃溫度地層的封堵，可用於蒸汽驅或蒸汽吞吐油井防汽竄。
具體實施例方式
下列實驗及操作實例是進一步對本發明的說明，不應該當作對本發明的限制。
實施例1稱取模數為3.1、固含量為質量分數40％的水玻璃25g，將5mL質量分數10％乙二醛在不斷攪拌中倒入水玻璃中，攪勻，即得本發明高溫堵劑，其組成按質量分數計為33.33％的水玻璃，1.67％交聯劑，65.00％的水。
實施例2首先將乙酸乙酯加到水中，配成質量分數10％溶液。稱取模數為2.8、固含量為質量分數50％的水玻璃25g，再將3mL上述乙酸乙酯溶液在不斷攪拌中倒入水玻璃中，即得本發明高溫堵劑，其組成按質量分數計為44.64％的水玻璃，1.07％交聯劑，54.29％的水。
實施例3首先將乙酸乙酯加到水中，配成質量分數10％溶液。稱取模數為2.8、固含量為質量分數50％的水玻璃25g，再將5mL上述乙酸乙酯溶液在不斷攪拌中倒入水玻璃中，再加入5mL水，攪勻，即得本發明高溫堵劑，其組成按質量分數計為35.71％的水玻璃，1.43％交聯劑，62.86％的水。
實施例4首先將乙酸丁酯加到水中，再加入相當於乙酸丁酯用量3.5％的OP-10表面活性劑，攪拌，配成質量分數10％乙酸丁酯乳狀液。稱取模數為3.1、固含量為質量分數50％的水玻璃25g，再將5mL上述乙酸丁酯乳液在不斷攪拌中倒入水玻璃中，再加入10mL水，攪勻，即得本發明高溫堵劑，其組成按質量分數計為31.25％的水玻璃，1.25％交聯劑，0.04％表面活性劑，67.46％的水。
實施例5首先將丙二酸二乙酯加到水中，配成質量分數10％溶液。稱取模數為2.8、固含量為質量分數50％的水玻璃25g，再將3mL上述丙二酸二乙酯溶液在不斷攪拌中倒入水玻璃中，再加入5mL水，攪勻，即得本發明高溫堵劑，其組成按質量分數計為37.88％的水玻璃，0.90％交聯劑，61.22％的水。
實施例6首先將甘油三乙酸酯加到水中，再加入相當於甘油三乙酸酯用量10％的OP-10表面活性劑，攪拌，配成質量分數10％的甘油三乙酸酯乳狀液。稱取模數為3.3、固含量為質量分數50％的水玻璃25g，再將5.5mL上述甘油三乙酸酯乳液在不斷攪拌中倒入水玻璃中，再加入5mL水，攪勻，即得本發明高溫堵劑，其組成按質量分數計為35.21％的水玻璃，1.55％交聯劑，0.16％表面活性劑，63.08％的水。
實施例7首先將甲醯胺加到水中，配成質量分數10％溶液。稱取模數為2.8、固含量為質量分數50％的水玻璃25g，再將3mL上述甲醯胺溶液在不斷攪拌中倒入水玻璃中，即得本發明高溫堵劑，其組成按質量分數計為44.64％的水玻璃，1.07％交聯劑，54.29％的水。
實施例8首先將乙醯胺加到水中，配成質量分數30％溶液。稱取模數為3.1、固含量為質量分數50％的水玻璃25g，再將8mL上述乙醯胺溶液在不斷攪拌中倒入水玻璃中，即得本發明高溫堵劑，其組成按質量分數計為37.88％的水玻璃，7.27％交聯劑，54.85％的水。
實施例9首先將尿素加到水中，配成質量分數20％溶液。稱取模數為3.1、固含量為質量分數50％的水玻璃25g，再將7mL上述尿素溶液在不斷攪拌中倒入水玻璃中，即得本發明高溫堵劑，其組成按質量分數計為39.06％的水玻璃，4.38％交聯劑，56.56％的水。
實施例10首先將尿素加到水中，配成質量分數20％溶液。稱取模數為3.1、固含量為質量分數50％的水玻璃25g，再將4mL上述尿素溶液在不斷攪拌中倒入水玻璃中，即得本發明高溫堵劑，其組成按質量分數計為43.10％的水玻璃，2.76％交聯劑，54.14％的水。
實施例11取實施例1所述高溫堵劑50mL，置於容積為100mL的不鏽鋼筒中，將不鏽鋼筒密封，置於280℃馬福爐中。經過2.5h後打開鋼筒，堵劑已固化，形成白色固體。向固體表面加載荷並測定抗壓強度，測得堵劑的整體抗壓強度為0.35MPa。
實施例12取實施例9所述高溫堵劑50mL，置於容積為100mL的不鏽鋼筒中，將不鏽鋼筒密封，置於200℃馬福爐中。經過3h後打開鋼筒，堵劑已固化，形成白色固體。向固體表面加載荷並測定抗壓強度，測得堵劑的整體抗壓強度為0.50MPa。
實施例13取實施例3所述高溫堵劑50mL，置於容積為100mL的不鏽鋼筒中，將不鏽鋼筒密封，置於100℃馬福爐中。經過5h後打開鋼筒，堵劑已固化，形成白色固體。向固體表面加載荷並測定抗壓強度，測得堵劑的整體抗壓強度為0.25MPa。
權利要求
1.一種採油用的水玻璃高溫堵劑，其特徵在於，其組成按質量分數計為30％～45％的模數為2.8～3.3的水玻璃，0.5％～7.5％交聯劑，0～0.20％表面活性劑，餘量為水，總組成為100％。
2.根據權利要求1所述的一種採油用的水玻璃高溫堵劑，其特徵在於，所述的交聯劑是酯或醯胺。
3.根據權利要求2所述的一種採油用的水玻璃高溫堵劑，其特徵在於，所述的酯是乙酸乙酯或丙二酸二乙酯，所述的表面活性劑含量為0。
4.根據權利要求2所述的一種採油用的水玻璃高溫堵劑，其特徵在於，所述的酯是乙酸丁酯或甘油三乙酸酯，所述的表面活性劑為0.04％～0.20％。
5.根據權利要求1所述的一種採油用的水玻璃高溫堵劑，其特徵在於，所述的醯胺是甲醯胺或乙醯胺或尿素，所述的表面活性劑含量為0。
6.根據權利要求1所述的一種採油用的水玻璃高溫堵劑，其特徵在於，所述的交聯劑是乙二醛，所述的表面活性劑含量為0。
7.根據權利要求1或2或4所述的一種採油用的水玻璃高溫堵劑，其特徵在於，所述的表面活性劑為烷基酚聚氧乙烯醚。
8.根據權利要求1或2或4所述的一種採油用的水玻璃高溫堵劑，其特徵在於，所述的表面活性劑為辛基酚聚氧乙烯醚。
全文摘要
本發明涉及一種採油用的水玻璃高溫堵劑，其特徵在於，該堵劑組成中含有水玻璃、交聯劑和水；當使用某些特定的交聯劑時，堵劑中還會含有表面活性劑。該堵劑適用溫度範圍寬，可在60～280℃溫度範圍內固化，在100℃溫度下，固化時間為5～8小時；在200℃下，固化時間為3～5小時；在250℃下，固化時間為2～3小時。因為堵劑的主體為無機原料，故固化後強度高，整體抗壓強度在0.2～0.5MPa之間，而且還具有很好的長期熱穩定性，固化後，在200℃溫度下放置2個月，強度無明顯下降。它的製備方法簡便，因此可以在封堵現場直接配製；使用時採用單液法注入，施工工藝簡單，易於控制封堵效果。該堵劑適用於蒸汽驅或蒸汽吞吐油井防汽竄。
文檔編號E21B33/12GK1616590SQ20041005143
公開日2005年5月18日 申請日期2004年9月13日 優先權日2004年9月13日
發明者諶凡更, 王紅娟, 盧卓敏 申請人:中國科學院廣州化學研究所