一種油泥砂固砂堵水調剖劑的製作方法

2023-05-27 01:19:56

專利名稱：一種油泥砂固砂堵水調剖劑的製作方法
技術領域：
本發明涉及油田固體廢棄物油泥砂的資源化利用方法，特別涉及將油泥砂用於油田固 砂堵水調剖劑。
背景技術：
油田尤其是疏鬆砂巖油田油泥砂主要來源於注水開發過程中，隨著採出液含水率越來
越高，採出液帶出的地層泥砂越來越多，在聯合站脫水罐、je油罐、汙油罐等底部沉積，
清罐後產生大量油泥砂；另外油田生產過程中設備穿孔、作業及盜油破壞造成的原油撒落、 汙染的土壤，收集形成油泥砂。油田油泥砂的成分複雜。含油量高， 一般為0.1_50%， 含水率為5_80%，含有固體泥、砂量為4-80%。油田油泥砂呈油、泥、砂、水多相混合 狀態，屬固體廢棄物，不能直接利用。目前一般採取無害化處理，但每種方法都存在不足，如 堆放法以生物作用為主，時間長一般二十五年、佔用土地、堆放過程中一直汙染者環境；燃
燒法因油泥砂含油含水量不確定，工藝上難以實施，並且實施過程中要耗能，成本較高； 洗滌法難能洗到達標排放且耗能耗水，成本高；燒成磚強度低達不到建材要求；其他 資源化方法能夠利用一部分油泥砂，但用量有限不能達到零排放。 一般疏鬆砂巖油田每年 產生油泥砂上萬方，多者可高達十萬方，並且油泥砂不斷增加積累，長期堆放在露天環境 中，無法處理，佔用大量土地資源，給環境造成直接汙染，其中的石油類和有毒有害物質隨 著雨水的衝刷汙染土壤和水源。如何解決油泥砂汙染問題是許多油田面臨的難題之一。
另一方面油田尤其是疏鬆砂巖油田油泥砂隨注水開發不斷採出，造成地層虧空甚至形 成大通道，使採出液含水不斷上升，為彌補地層虧空，油田不斷向地層大劑量的注入顆粒 型堵劑，含油地層油採出後的虧空協同油泥砂排除的虧空遠遠大於所排油泥砂。將油泥砂 回注地層，地層容量足夠，可以解決環保問題，另外將油泥砂改性變成可以用於地層深部 大劑量堵水調剖的有用材料，在地層條件下除自身膠結外還可膠結地層砂，形成段塞，在 實施油水井地層深部堵水調剖的同時能夠增強地層砂膠結的強度，減輕地層出砂，達到油 泥砂大規模減排甚至零排放、地層深部堵水調剖、地層深部固砂等三合一終極技術目標， 最總達到油泥砂零排放的資源化利用。本發明的技術方案就是以此為目標的。

發明內容
針對現有技術的不足，本發明提供一種油泥砂零排放的資源化利用技術,即將油泥砂制 成堵水調剖劑,該堵水調剖劑可將油泥砂資源全部利用，達到零排放的目標。
本發明的固砂堵水調剖劑按以下原料組分混合而成油泥砂20 90份，改性劑0 5份， 固結劑10-90份，固結加速劑0 90粉或固結延緩劑0 90份。所述油泥砂是經過球磨機球 磨分離出去原油並達到調剖劑粒度要求，使粒度在200目以下的油泥砂不低於油泥砂總質 量的70%。
3所述改性劑可以是含有憎水親油有機基團的任何一種有機物，尤其以油類物質為優選。 具體選自硬脂酸鈉、棕櫚酸、肉豆蔻酸、月桂酸、丙烯酸脂類、金屬皂類、糠醇類、 乙烯類接枝共聚物中的至少一種。還可以選自鹼性矽醇鈉、含氫矽油、正矽酸乙酯、微晶 蠟、澱粉、氯矽烷、偶聯劑、醋酸纖維素、聚碸、聚芳醯胺、PVC (聚氯乙烯)、PVC (聚 氯乙烯)/聚丙烯腈共聚物、尼龍、聚丙烯、聚酯、聚碳酸酯油脂塗料、天然樹脂、酚醛樹 脂、改性瀝青、醇酸樹脂、氨基樹脂、硝化纖維素、乙烯樹脂、丙烯酸樹脂、環氧樹脂、 聚氨酯、不飽和聚酯樹脂、橡膠中的至少一種。所述改性劑作用是使油泥砂製成的固砂堵 水調剖劑在地層條件下形成憎水段塞，該改性劑視地層要求決定是否添加。
所述固結劑選用下列之一或組合水泥或水泥熟料、鋼渣、礦渣、粉煤灰、石膏、石 灰、氧化鎂的一種或幾種；所述的水泥為下列之一或2-3種的組合矽酸鹽水泥、普通矽 酸鹽水泥、礦渣水泥、火山灰水泥、粉煤灰水泥、鋼渣水泥、鍶渣水泥、鐵鋁酸鹽水泥、 硫鋁酸鹽水泥、含鋇硫鋁酸鹽水泥、阿利特硫鋁酸鋇水泥、硫鐵鋁酸鋇鈣水泥、貝利特硫 鋁酸鋇鈣水泥、高貝利特水泥、磷鋁酸鹽水泥。油泥砂用作固砂堵水調剖劑注入地層必須 進行固結，否則磨細的油泥砂更容易隨採出液採出，並且目前的防砂措施無法防住。
所述固結加速劑選自下列之一或組合CH3COONa、三乙醇胺、硫酸銨、氯化鈣、硫 酸鈉、羥基羧酸、偏鋁酸鈉、乙二醇、瓦斯灰、三異丙醇胺、鋁氧熟料、重鉻酸鉀、二氧 化矽、氟矽酸鎂、氟鋁酸鈣、碳酸鈉、生石灰、甲酸、氫氧化鈉、氧化鋁、氯化鈉、亞硝 酸鈉、CH3COONa、 KA1(S04)212H20、硬石膏、硫酸鋁、矽酸鈉、氯化鉀、三氯化鋁、丙 烯酸鈣、羥基丙烯酸、聚甲基丙烯酸、聚丙稀酸。
所述固結延緩劑選自下列之一或組合澱粉、酒石酸、酒石酸鉀鈉、擰檬酸三胺、磷酸 二氫鈉、二聚磷酸鈉、雙酮山梨糖、葡萄糖、甜蜜緩凝劑、水楊酸鈉、含氧有機酸、多元 醇、Na3P04、 Na2B407 、 CaCl2 、 A1C13 、 A12(S04)3 、木鈣、木鈉、糖鈣、蔗糖、檸檬酸 鈉、硫酸鉀鈉、羥乙基纖維繫、三聚磷酸鈉、聚乙烯醇、氯鉑酸。
通過調節固結加速劑和固結延緩劑配方比例可以設計膠結速度，根據地質情況做到定 點定位固砂堵水調剖。
根據需要可以實施潤溼性翻轉，使形成的段塞具有親油憎水的特性，達到更好的固砂 堵水調剖的作用。地層條件下溫度高、在含油水中、油泥砂中又有大量泥質，油泥砂以很 低的濃度由水攜帶進入地層經自然沉降後膠結，是技術難點。本發明技術路線油泥砂經 過球磨機球磨分出大部分原油，達到一定粒度後可添加改性劑，固結劑，根據地層條件添 加固結加速劑或固結延緩劑，用調剖設備註入地層。
使用方法粒度細化了的油泥砂無需乾燥，用管線水攜帶轉移到調剖儲罐中，按設計
比例加入固結劑和其他藥劑，配成l%~20%wt的懸浮液，用調剖設備註入地層深部。在地 層條件下，以設計的深度設定的速度固結形成一定強度的(憎水)段塞，達到地層深部固 砂防砂堵水調剖提高採收率的目的，對環境產生汙染的油泥砂得以零排放的資源化利用。
首先將油泥砂經過油泥分離、分出附著的大部分原油的同時進行分選、大顆粒粒度細 化(研磨)後，可實施潤溼性翻轉，與可控固化膠結劑配製成一定濃度的固砂調剖堵水懸 浮液，用調剖設備大劑量注入地層深部，在地層條件下，以設計的深度設定的速度固結形
4成一定強度的(憎水)段塞，達到地層深部固砂防砂堵水調剖提高採收率的目的，研磨的 目的一是減少對調剖設備的磨損，二是固砂堵水調剖劑能輸送到地層深部確保地層能全部 吸納所排油泥砂，又能達到深部固砂堵水調剖的目的。
本發明特點是一種油田尤其是疏鬆砂巖油ffl油泥砂零排放的資源化用於固砂堵水調剖 劑的方法，不僅處理了各種油田生產過程中產生的油泥.砂,達到減排的目的，而且將油泥砂資 源化用做固砂堵水調剖劑,達到固砂堵水提高採收率的目的。
具體實施例方式
下面結合實施例對本發明做進一歩說明，但不限於此。 實施例l:均為重量份。(第l組)
經過球磨機球磨分出大部分原油並達到粒度要求的油泥砂60份，改性劑硬脂酸鈉
(皂角)l份，固結劑標號62.5的磷鋁酸鹽水泥23份，礦渣8份，石膏1份，石灰0.5 份，固結延緩劑澱粉6.5份。以上成分可用管線水攜帶轉移到調剖儲罐中，配成5。/。wt 的懸浮液，用調剖設備註入地層深部。
實施例2:均為重量份。(第2組)
經過球磨機球磨分出大部分原油並達到粒度要求的油泥砂50份，固結劑:含鋇硫鋁酸鹽 水泥(製備方法參見CN1035486 ，申請號89100506.4) 33份，鋼渣11份，石膏2份，石
灰1份，固結加速劑:三乙醇胺1份、氟矽酸鎂1份。以上成分可用管線水攜帶轉移到調 剖儲罐中，視注入壓力配成3%~8%wt的懸浮液，用調剖設備註入地層深部。 實施例3:各原料用量為重量份或重量比(第3組)
經過球磨機球磨分出大部分原油並達到一定粒度油泥砂60份，改性劑O份，固結劑配 方貝利特硫鋁酸鋇鈣水泥(製備方法參見CN188 7 7 66 ) 30份，鋼渣11份，石膏2份， 石灰1份。以上成分可用管線水攜帶轉移到調剖儲罐中，視注入壓力配成3。/。 8。/。wt的懸 浮液，用調剖設備註入地層深部。 實施例4:均為重量份或重量比(第4組)
經過球磨機球磨分出大部分原油並達到一定粒度油泥砂66份，改性劑硬脂酸鈉1份， 固結劑含鋇硫鋁酸鹽水泥(製備方法參見CN1035486) 13份，標號62.5磷鋁酸鹽水 泥20份，粉煤灰3份，石膏2份，石灰1份，氧化鎂l份,固結延緩劑澱粉2.5份、木 鈣1份。以上成分可用管線水攜帶轉移到調剖儲罐中，視注入壓力配成3%~8%^的懸浮 液，用調剖設備註入地層深部。
權利要求
1. 固砂堵水調剖劑，其特徵在於由以下原料組分混合而成油泥砂20～90份，改性劑0～5份，固結劑10～90份，固結加速劑0～90份或固結延緩劑0～90份；所述固結劑選用下列之一或組合水泥或水泥熟料、鋼渣或礦渣、粉煤灰、石膏、石灰、氧化鎂的一種或幾種。
2. 如權利要求1所述的固砂堵水調剖劑，其特徵在於所述的水泥為下列之一或2-3種的組合矽酸鹽水泥、普通矽酸鹽水泥、礦渣水泥、火山灰水泥、粉煤灰水泥、鋼渣水泥、鍶渣水泥、鐵鋁酸鹽水泥、硫鋁酸鹽水泥、含鋇硫鋁酸鹽水泥、阿利特硫鋁酸鋇水泥、硫 鐵鋁酸鋇鈣水泥、貝利特硫鋁酸鋇鈣水泥、高貝利特水泥、磷鋁酸鹽水泥。
3. 如權利要求l所述的固砂堵水調剖劑，其特徵在於所述固結加速劑選自下列之一或 組合CH3COONa、三乙醇胺、硫酸銨、氯化鈣、硫酸鈉、羥基羧酸、偏鋁酸鈉、乙二醇、 瓦斯灰、三異丙醇胺、鋁氧熟料、重鉻酸鉀、二氧化矽、氟矽酸鎂、氟鋁酸鈣、碳酸鈉、 生石灰、甲酸、氫氧化鈉、氧化鋁、氯化鈉、亞硝酸鈉、CH3COONa、 KA1(S04)212H20、 硬石膏、硫酸鋁、矽酸鈉、氯化鉀、三氯化鋁、丙烯酸鈣、羥基丙烯酸、聚甲基丙烯酸、 聚丙稀酸。
4. 如權利要求1所述的固砂堵水調剖劑，其特徵在於所述固結延緩劑選自下列之一或 組合澱粉、酒石酸、酒石酸鉀鈉、檸檬酸三胺、磷酸二氫鈉、二聚磷酸鈉、雙酮山梨糖、 葡萄糖、甜蜜緩凝劑、水楊酸鈉、含氧有機酸、多元醇、Na3P04、 Na2B407 、 CaCl2 、 A1C13 、 A12(S04)3 、木韓、木鈉、糖鈣、蔗糖、檸檬酸鈉、硫酸鉀鈉、羥乙基纖維繫、三聚磷酸鈉、 聚乙烯醇、氯鉑酸。
5. 權利要求l所述的固砂堵水調剖劑的應用，配成1%~20%^的懸浮液，用調剖設備 注入油田地層深部。
全文摘要
本發明涉及一種油泥砂固砂堵水調剖劑，由以下原料組分混合而成油泥砂，固結劑10～90份，或者配加改性劑、固結加速劑或固結延緩劑；所述油泥砂是經過球磨機球磨分離掉部分大原油並達到調剖劑粒度要求，使粒度在200目以下的油泥砂不低於油泥砂總質量的70％；所述固結劑選用下列之一或組合水泥或水泥熟料、鋼渣、礦渣、粉煤灰、石膏、石灰、氧化鎂的一種或幾種。應用時將調剖劑配成1％～20％的懸浮液，用調剖設備註入油田地層深部。本發明不僅充分利用了各種油田生產過程中產生的大量油泥砂，達到減排的目的，而且將油泥砂資源化用做固砂堵水調剖劑，達到固砂堵水提高採收率的目的。
文檔編號C09K8/42GK101451061SQ20081024984
公開日2009年6月10日 申請日期2008年12月30日 優先權日2008年12月30日
發明者侯萬國, 劉春博, 孫豐卿, 文 李 申請人:山東大學