稠油蒸汽吞吐井暫堵增能用的材料塊及其製備方法與應用的製作方法

2023-05-27 22:12:46

稠油蒸汽吞吐井暫堵增能用的材料塊及其製備方法與應用的製作方法
【專利摘要】本發明提供了一種稠油蒸汽吞吐井暫堵增能用的材料塊及其製備方法與應用，該材料塊是由直徑5～6mm的尼龍1010樹脂小球與溼潤的碳酸氫銨按體積比1～1.2：1混合均勻後經壓製成型而製成，其為帶有縱向貫通孔的圓柱體狀。將本發明的材料塊用於稠油蒸汽吞吐井暫堵處理，針對性強，施工簡單，多效合一，且成本低廉，並能帶來具有顯著增能效果。
【專利說明】稠油蒸汽吞吐井暫堵增能用的材料塊及其製備方法與應用
【技術領域】
[0001]本發明是關於稠油吞吐開發後期為了增油而採取的一種暫堵酸化增油技術，具體是關於一種稠油蒸汽吞吐井暫堵增能用的材料塊及其製備方法與應用，屬於稠油開發【技術領域】。
【背景技術】
[0002]稠油油藏吞吐開發後期，普遍存在低效井增多、經濟效益明顯變差的情況；蒸汽在滲透性好的油層反覆吞吐，一些油層無法有效動用；地層壓力低，常常導致注汽開井後不出等矛盾。目前雖然有很多文獻報導從不同角度提出了解決辦法，但由於成本、技術、安全等多方面的原因，都有各自的局限性。
[0003]現有技術中用於油井的暫堵技術也是花樣繁多，有用於鑽井的，有用於壓裂的，有用於水井的，也有用於暫堵調剖的等等。例如:，申請號為00102576.7的中國專利申請公開了一種利用廢舊聚烯烴製備的暫堵劑；申請號91101010.6的中國專利申請公開了一種水溶性地層暫堵劑；申請號93114648.8的中國專利申請公開了一種油田配注作業施工的暫堵技術；申請號99113250.5的中國專利申請公開了一種高溫暫堵劑及其製備方法；申請號200410009408.1的中國專利申請公開了一種水溶性壓裂酸化暫堵劑；申請號200510072118.6的中國專利申請公開了一種可水解高彈性修井液暫堵劑；申請號200910082151.5的中國專利申請公開了一種用於油田深部暫堵的調剖劑的製備方法；申請號200910086548.1的中國專利申請公開了一種高強度暫堵劑及其製備方法；申請號200910090931.4的中國專利申請公開了一種低滲透油田注水井酸化暫堵劑；申請號200910237814.6的中國專利申請公開了一種強度高可控破膠化學暫堵液體膠塞；申請號200910242178.6的中國專利申請公開了一種低滲透油田油層酸化用觸變凝膠暫堵劑及製備和應用；申請號200910243·764.2的中國專利申請公開了一種化學暫堵膠塞緩釋破膠劑的製備方法；申請號201010130407.8的中國專利申請公開了一種用於中高溫油氣藏的暫堵劑；申請號201010134590.9的中國專利申請公開了一種水平井分段壓裂用暫堵劑及其製備方法；申請號201010599287.6的中國專利申請公開了一種油水井重複壓裂用暫堵轉向劑及其製備方法；申請號:201110033337.9的中國專利申請公開了一種高溫混相暫堵封竄劑及其製備方法；申請號201110095943.3的中國專利申請公開了一種油田高含水後期油層持續穩產高效堵解聯作新方法；申請號201110256819.0的中國專利申請公開了一種鑽井堵漏用高分子聚合物吸水材料；申請號201110330609.1的中國專利申請公開了一種酸壓暫堵劑；申請號201210028177.3的中國專利申請公開了一種漏失油井微球暫堵劑。
[0004]上述現有技術中所用的油井暫堵劑特別是用於稠油井蒸汽吞吐末期的暫堵劑中，其普遍存在用量大、效果單一、成本高等問題。
[0005]故而亟需對現有的稠油井蒸汽吞吐末期暫堵方法進行改進。

【發明內容】
[0006]本發明的一個目的在於提供一種稠油蒸汽吞吐井暫堵增能用的材料塊，將其用於稠油蒸汽吞吐井暫堵處理，針對性強，施工簡單，多效合一，且成本低廉，並能帶來具有顯著增能效果。
[0007]本發明的另一目的在於提供一種製備所述稠油蒸汽吞吐井暫堵增能用的材料塊的方法。
[0008]本發明的另一目的在於提供所述的材料塊在稠油蒸汽吞吐井暫堵增能處理中的應用。
[0009]一方面，本發明提供了一種稠油蒸汽吞吐井暫堵增能用的材料塊(本發明中亦稱為固體暫堵材料)，該材料塊是由直徑5~6_的尼龍1010樹脂小球與溼潤的碳酸氫銨按體積比I~1.2:1混合均勻後經壓製成型而製成，其為縱向帶有貫通孔的圓柱體狀。
[0010]根據本發明的具體實施方案，本發明的稠油蒸汽吞吐井暫堵增能用的材料塊，其中，所述圓柱體的外圍直徑與稠油蒸汽吞吐井油管相匹配，其貫通孔設置在圓柱體軸向中心，貫通孔直徑5~10mm。
[0011]根據本發明的具體實施方案，本發明的稠油蒸汽吞吐井暫堵增能用的材料塊，其中，所述圓柱體的外圍直徑50~150mm,其長度50~150mm。
[0012]根據本發明的具體實施方案，本發明的稠油蒸汽吞吐井暫堵增能用的材料塊，其外表面還包裹一層厚度0.1~0.5mm的聚氯乙烯或聚乙烯塑料膜。具體使用該材料塊時，將塑料膜劃破或撕掉即可。
[0013]另一方面，本發明還提供了一種製備所述的稠油蒸汽吞吐井暫堵增能用的材料塊的方法，該方法包括:
[0014]將直徑5~6mm的尼龍1010樹脂小球與溼潤的碳酸氫銨按體積比I~1.2:1混合均勻後，注入模具中，經壓製成型，製成帶有縱向(圓柱體的軸向)貫通孔的圓柱體狀的固體材料，即為本發明的固體暫堵材料。
[0015]上述方法中，通常情況下，所述溼潤的碳酸氫銨為含水量5%~6%左右的碳酸氫銨。
[0016]根據需要，本發明中所述固體暫堵材料在製備時，還包括在壓製成型的圓柱體狀的固體材料表面包裹一層厚度0.1~0.5mm的聚氯乙烯或聚乙烯塑料膜的過程，以便於運輸或貯存，避免樹脂小球解體散開。
[0017]另一方面，本發明還提供了所述的材料塊在稠油蒸汽吞吐井暫堵增能中的應用。應用本發明的材料塊進行稠油蒸汽吞吐井暫堵處理，其針對性強，施工簡單，多效合一，且成本低廉，並能帶來具有顯著增能效果。特別適合用於稠油井蒸汽吞吐末期的暫堵處理。
[0018]根據本發明的具體實施方案，本發明在應用所述的材料塊進行稠油蒸汽吞吐井暫堵增能處理時，是將一塊或多塊所述材料塊裝入油管中，送入地下(優選是送入油層下部I~2米處)需暫堵的部位進行暫堵。
[0019]根據本發明的具體實施方案，材料塊的送入量為每I米厚度的油層配合0.3~I米長度的材料塊。
[0020]本發明中，材料塊(亦稱「暫堵塊」或「固體暫堵材料」)由主要由兩部分組成:樹脂小球和碳酸氫銨。樹脂小球材質優選為尼龍1010(外觀:潔白或微黃半透明顆粒，相對密度:
1.03~1.05，熔點(°C ):200~210，含溼度(%):≤1.5，相對粘度:1.9~2.3，拉伸強度(MPa) 42，靜彎曲強度(MPa) 78，缺口衝擊強度(KJ/m2) 20，體積電阻(Ω.cm):1014~IOI5，表面電阻(Ω):1014 ~1015，馬丁耐熱(°C):42，熱變形溫度(1.8lMPa，°C ):45，成型收縮率(%):1.2~2.2)。本發明的固體暫堵材料中的碳酸氫銨在酸液的作用下溶解生成氣體，從而塊狀的固體暫堵材料解體釋放出樹脂小球，樹脂小球隨著酸液進入地層，封堵高滲透層，酸液轉向實現選擇性酸化；後續注蒸汽施工時，樹脂小球會在注蒸汽的高溫高壓環境下分解，不汙染地層，實現暫堵。固體暫堵材料縱向的貫通孔的作用主要是讓酸液通過，並逐漸溶化固體暫堵材料中的碳酸氫銨，使塊狀的固體暫堵材料解體釋放樹脂小球。
[0021]酸作用和熱作用下的碳酸氫銨反應過程主要為:
[0022]NH4HC03+HC1=====NH4C1+H20+C02 ? ；
[0023]NH4HCO3==加熱==NH3 f +H2CHCO2 ?。
[0024]本發明中，可以是按照本領域中任何可行的方法將所述的固體暫堵材料送入所需暫堵油層下部I~2米處實施暫堵。根據本發明的更具體實施方案，本發明的固體暫堵材料可進一步配合一個井下送料器送入到所需部位。
[0025]本發明優選的所述井下送料器主要包括一個管體(例如可以是標準4寸l_3m短油管)，管體內為容置所述固體暫堵材料的空間，管體上端設有母扣接箍，管體下端設置公扣，管體內部在接近公扣的位置焊制有一個用以承重的限位鋼圈。
[0026]根據本發明的具體實施方案，所述限位鋼圈外徑與井下送料器管體內徑相同，限位鋼圈高度為5~15_，厚度2~3_。限位鋼圈主要是用以承接其上所裝填的固體暫堵材料的重量，當固體暫堵材料解體時允許酸液和樹脂小球通過。
[0027]根據本發明的優選具體實施方案，所述井下送料器管體內還包括一個由熱熔材質製成的限位墊圈(熱熔材質限位墊圈)，該限位墊圈外徑與井下送料器管體內徑相同，置於限位鋼圈上，能用於放置固體暫堵材料時承重(即，熱熔材質限位墊圈位於限位鋼圈與固體暫堵材料之間)，且在固體暫堵材料解體後對樹脂小球的起到導流和限流作用，並在注蒸汽時熔解而不影響蒸汽的流通。所述熱熔材質限位墊圈的材質可以為任何熱熔後對地層無傷害或基本無傷害的材質，例如可以是尼龍66或尼龍1010。熱熔材質限位墊圈的高度優選為100~200mm,熱熔材質限位墊圈中間開設縱向貫穿的圓臺形通孔，圓臺形通孔上口徑50~80mm、下口徑30~50mm ;優選地,通孔上緣可以倒圓形角，以便於更好地導流樹脂小球。此外，根據本發明的優選方案，進一步，熱熔材質限位墊圈中間的通孔內還可以填裝有固化的碳酸鈣塊，且碳酸鈣塊中間設有5~10個直徑為5~IOmm縱向貫通孔。碳酸鈣塊主要是可以起到固定作用，防止樹脂小球大量掉入井中，另外，碳酸鈣和酸反應可以產生二氧化碳增能，但量極少，可以忽略。
[0028]在本發明的一具體實施方案中，在應用所述的材料塊進行稠油蒸汽吞吐井暫堵增能處理時，可以按照以下方法進行操作:
[0029]將固體暫堵材料送入油層下部I~2米處；[0030]由隔熱管內正擠入由7~12%鹽酸和3~6%氫氟酸配成的土酸，固體暫堵材料在酸的作用下逐漸解體分散，樹脂小球隨著酸液進入地層，封堵高滲透層；酸液轉向進入低滲透層，進行選擇性酸化，碳酸氫銨在酸的作用下生成氣體對地層進行增能；
[0031]完成擠酸施工後，停泵0.5~1小時；
[0032]開泵擠入頂替液或增能化學助劑，控制擠入速度20~50方/小時；[0033]完成上述施工後直接進行注汽施工。
[0034]在本發明的一更具體實施方案中，在應用所述的材料塊進行稠油蒸汽吞吐井暫堵增能處理時，可以按照以下方法進行操作:
[0035]對稠油蒸汽吞吐井進行暫堵處理；具體可以是將材料塊裝入井下送料器中，一般I米油層配合0.3~I米材料塊，送料器長度不夠，上部可接4寸油管補充填裝，將送料器連在隔熱密封頭下部，計算好尺寸，隨隔熱管下入所需暫堵油層下部I~2米處；
[0036]由隔熱管內正擠入由7~12%鹽酸和3~6%氫氟酸配成的土酸，開始控制擠入速度5~10方/小時，若壓力下降可以適當加快擠入速度，完成擠酸施工後，停泵0.5~I小時；
[0037]開泵擠入頂替液或化學助劑，控制擠入速度20~50方/小時；所述的頂替液或增能化學助劑可以採用所屬領域中的常規配方，在本發明的具體實施方案中，優選採用的增能化學助劑的原料組成包括(以該化學助劑的總重量為基準):全氟壬烯氧基苯磺酸鈉
0.2~0.8%、醇2~8%，矽樹脂聚醚乳液0.2~0.8%，碳酸銨15-20%，餘量為水；化學助劑的用量為每米厚度的油層5~10方；
[0038]完成施工後直接進行注汽施工(常規注蒸汽施工即可)。
[0039]本發明的有益效果:
[0040]1、材料塊定位準確，暫堵球(樹脂小球)密度合理，強度高，直接作用於套管炮眼，用量少，成本低。
[0041]2、有效利用殘酸，·不用返排，物盡其用。
[0042]3、施工工序簡單合理，多效合一。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0043]圖1為本發明一具體實施例的固體暫堵材料(材料塊)的剖面結構示意圖。
[0044]圖2為本發明一具體實施例的稠油蒸汽吞吐井暫堵增能處理方法中所用到的一種井下送料器的結構示意圖。
[0045]圖3為本發明一具體實施例的稠油蒸汽吞吐井暫堵增能處理方法中所用到的熱熔材質限位墊圈(未填充固體碳酸鈣)的剖面結構示意圖。
[0046]圖4為本發明一具體實施例的稠油蒸汽吞吐井暫堵增能處理方法中所用到的熱熔材質限位墊圈的俯視結構示意圖。
[0047]圖5為本發明一具體實施例的稠油蒸汽吞吐井暫堵增能處理方法中所用到的填充有固體碳酸鈣的熱熔材質限位墊圈的剖面結構示意圖。
[0048]圖中標號說明:
[0049]10 固體暫堵材料20管體
[0050]30限位墊圈201母扣接箍
[0051]202公扣203限位鋼圈
[0052]101固體暫堵材料的本體102固體暫堵材料的貫通孔
[0053]103塑料膜1011樹脂小球
[0054]1012碳酸氫銨材料301限位墊圈本體
[0055]3011限位墊圈本體貫通孔A倒角[0056]302碳酸鈣塊3021碳酸鈣塊貫通孔
【具體實施方式】[0057]為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合實施例及附圖對本發明的實施方式作進一步地詳細描述。[0058]實施例1[0059]請參見圖1所示，本實施例中的固體暫堵材料(材料塊)，從結構上來看，其主要包括由多個樹脂小球1011堆疊而成的外形為圓柱體狀的本體(固體暫堵材料的本體101)，固體暫堵材料的本體101的軸向中心設有貫通孔(固體暫堵材料的貫通孔102)。可以理解的是:圖示僅為示意性的結構，實際多個樹脂小球堆疊效果並不一定會如圖示整齊排列。[0060]本實施例中，固體暫堵材料的外圍直徑可略小於標準4寸油管內徑，單個固體暫堵材料的長度可為50~150mm不等。固體暫堵材料的貫通孔102直徑約為10mm。所述的樹脂小球1011是材質為尼龍1010、直徑5~6mm的樹脂小球；其外觀:潔白或微黃半透明顆粒，相對密度:1.03~1.05，熔點(0C):200~210，含溼度(%):≤1.5，相對粘度:1.9~2.3，拉伸強度(MPa):≥42，靜彎曲強度(MPa).≥78，缺口衝擊強度(KJ/m2):≥20，體積電阻(Ω.αιι):1014~1015，表面電阻(Ω): 1014~1015，馬丁耐熱(°C ):42，熱變形溫度(1.8IMPa, V ):45，成型收縮率(%): 1.2 ~2.2。[0061]本實施例中，固體暫堵材料的本體101內多個樹脂小球1011堆疊在相鄰樹脂小球之間形成堆疊空隙，該空隙內填充有碳酸氫銨材料1012。[0062]本實施例的具有上述結構的固體暫堵材料可以按照以下方法製備得到:[0063]將樹脂小球與溼潤的碳酸氫銨按體積比1.2:1混合均勻後，注入模具中，經壓製成型，製成帶有縱向貫通孔的圓柱體狀的固體材料，即為本實施例的固體暫堵材料。所述溼潤的碳酸氫銨通常含水5%~6%左右，壓製成型過程中，水分可乾燥蒸發掉。[0064]本實施例中，為便於運輸和保存所述固體暫堵材料，在該固體暫堵材料的外表面還包裹有一層厚度0.1~0.5mm的聚氯乙烯或聚乙烯塑料膜103。具體使用該固體暫堵材料時，將塑料膜撕掉即可。[0065]本實施例的固體暫堵材料在用於稠油蒸汽吞吐井暫堵增能處理時，用到了一種用於輸送固體暫堵材料的井下送料器。該井下送料器的結構請參見圖2所示，其主要包括一個管體20 (本實施例中為標準4寸油管，長度I~3m)，管體內為容置所述固體暫堵材料10的空間，管體上端設有母扣接箍201，管體下端設置公扣202，管體內部在接近公扣202的位置焊制有一個用以承重的限位鋼圈203，限位鋼圈高度(圖中縱向)約為10mm，厚度2~3mm。[0066]本實施例中的所述井下送料器管體內還包括一個熱熔材質限位墊圈30，該限位墊圈30外徑與井下送料器管體內徑20相同，置於限位鋼圈203上，能用於放置固體暫堵材料10時承重(即，熱熔材質限位墊圈30位於限位鋼圈203與固體暫堵材料10之間)。所述限位墊圈30是材質為尼龍66或尼龍1010的墊圈，其高度約為100mm。請結合參見圖3、圖4所示，本實施例的限位墊圈30包括熱熔材質的限位墊圈本體301，限位墊圈本體301中間開設縱向貫穿的圓臺形的限位墊圈本體貫通孔3011。本實施例中，限位墊圈本體貫通孔3011上口徑約為80mm、下口徑約為40mm。在限位墊圈本體貫通孔上緣還設置了圓形倒角A，以便於更好地導流樹脂小球。請參見圖5所示，本實施例中，熱熔材質限位墊圈30中間的限位墊圈本體貫通孔3011內還填裝有固化的碳酸鈣塊302，且碳酸鈣塊302中間縱向設有5~10個(圖中僅顯示兩個)直徑為5~1Omm的碳酸鈣塊貫通孔3021。
[0067]本實施例中，應用上述井下送料器將本實施例的固體暫堵材料油層下部進行稠油蒸汽吞吐井暫堵增能處理。
[0068]處理稠油蒸汽吞吐井為錦45塊某井，採油井段1004.4-1023.3m，13.6米2層，已注汽11輪，原油密度0.9526g/cm3，粘度2885mPa.S。因多輪次注汽，出現注汽後開井不出，地層能量低，決定採用暫堵酸化增能方法進行增產。
[0069]將直徑約100mm、長約1OOmm的固體暫堵材料80個裝入上述送料器中。送料器長
度不夠，上部可接4寸油管補充填裝。
[0070]在隔熱密封頭下部接兩根4寸油管後再接送料器，隨隔熱管下至1025米處(油層下部I~2米處)。
[0071]由隔熱管內正擠入由約10%鹽酸和約5%氫氟酸配成的土酸15方，開始控制擠入速度5方/小時，若壓力20MPa、20分鐘後，壓力開始逐漸下降，此時加快施工速度，壓力又開始回升，當壓力達到50MPa，確認暫堵劑發揮作用，繼續完成施工，停泵壓力30MPa，停泵
0.5小時。此時用18°C清水配製增能化學助劑30方，重量百分比成分如下:全氟壬烯氧基苯磺酸鈉0.5%、醇5%，矽樹脂聚醚乳液0.5%，碳酸銨17%，餘量為水。
[0072]開泵繼續擠入增能化學助劑，化學助劑的用量為每米厚度的油層10方，擠入速度30方/小時，施工壓力35MPa。
[0073]完成施工後進行注汽施工。
[0074]注汽時，初期注汽壓力略有升高，然後下降穩定在7.2MPa，在較上一周期下降
0.8MPa，說明有新層動用。本次注汽2000方，與上一周期相同。
[0075]注汽後開井生產，日產18.2方液，3.5噸油。本井上周期剛開井時不出，燜井16天後出液，日產9.7方液，0.2噸油。通過對比，該方法獲得了很好的增油效果。
【權利要求】
1.一種稠油蒸汽吞吐井暫堵增能用的材料塊，該材料塊是由直徑5~6mm的尼龍1010樹脂小球與溼潤的碳酸氫銨按體積比I~1.2:1混合均勻後經壓製成型而製成，其為帶有縱向貫通孔的圓柱體狀。
2.根據權利要求1所述的稠油蒸汽吞吐井暫堵增能用的材料塊，其中，所述圓柱體的外圍直徑與稠油蒸汽吞吐井油管相匹配，其貫通孔設置在圓柱體軸向中心，貫通孔直徑.5 ~IOmm0
3.根據權利要求1或2所述的稠油蒸汽吞吐井暫堵增能用的材料塊，其中，所述圓柱體的外圍直徑50~150mm,其長度50~150mm。
4.根據權利要求1所述的稠油蒸汽吞吐井暫堵增能用的材料塊，該材料塊的外表面還包裹一層厚度0.1~0.5mm的聚氯乙烯或聚乙烯塑料膜。
5.一種製備權利要求1~4任一項所述的稠油蒸汽吞吐井暫堵增能用的材料塊的方法，該方法包括: 將直徑5~6mm的尼龍1010樹脂小球與溼潤的碳酸氫銨按體積比I~1.2:1混合均勻後，注入模具中，經壓製成型，製成縱向帶有貫通孔的圓柱體狀的材料塊。
6.根據權利要求5所述的方法，其中，溼潤的碳酸氫銨為含水量5%~6%的碳酸氫銨。
7.根據權利要求5或6所述的方法，該方法還包括在壓製成型的圓柱體狀的材料塊表面包裹一層厚度0.1~0 .5mm的聚氯乙烯或聚乙烯塑料膜的過程。
8.權利要求1~4任一項所述的材料塊在稠油蒸汽吞吐井暫堵增能中的應用。
9.根據權利要求8所述的應用，其中，是將一塊或多塊所述材料塊裝入油管中，送入油層下部I~2米處需暫堵的部位進行暫堵。
10.根據權利要求9所述的應用，其中，材料塊的送入量為每I米厚度的油層配合.0.3~I米長度的材料塊。
【文檔編號】C09K8/516GK103589411SQ201310499371
【公開日】2014年2月19日 申請日期:2013年10月22日 優先權日:2013年10月22日
【發明者】高玉軍, 馬春寶, 潘恩林, 楊曉莉, 王慶紅, 佟秀峰, 王睿, 黃媛媛, 鄭何程, 葉明 , 夏研, 權崇國, 李軍輝, 郭麗娜, 段效威 申請人:中國石油天然氣股份有限公司