一种调剖堵水剂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及油田开发技术领域，特别涉及一种用于油井堵水调剖用的调剖堵水剂。所述堵水剂包括如下组分：以堵水剂的质量百分比计，1-15％的多糖，优选为2-10％的多糖；0.5-10％悬浮稳定剂，优选为1-6％悬浮稳定剂；0.5-20％的凝胶强度促进剂，优选为2-10％的凝胶强度促进剂；1-20％的交联抑制剂，优选为3-15％的交联抑制剂；余量的配液流体。本发明专利技术还提供了一种制备如上堵水剂的方法及其应用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及油田开发
，特别涉及一种用于油井堵水调剖用的调剖堵水剂及其制备方法和应用。
技术介绍
随着油田开发逐渐进入中后期，由于水层窜槽、底水锥进或注入水、边水突进，使一些油井过早见水或水淹。为了清除或减少水淹，控制产水层中水的流动和改变水驱油中水的流动方向，提高水驱油采收率，需要在生产井或注入井上采用封堵水剂进行封堵出水层段施工作业。油井堵水是维护油井正常生产的重要措施，尤其在中高含水期的油藏，堵水更是增加水的波及系数，提高采收率的重要手段，是油田稳油控水的重要内容，其对于油田的节能减排和可持续性开发具有重要的研究价值和实际意义。堵水剂的性能决定了封堵施工后油井的最终提高采收率效果，目前国内主要使用的堵水剂类型包括：无机盐类堵水剂、聚合物冻胶类堵水剂、树脂类堵水剂、泡沫类调剖堵水剂等。在针对高矿化度的油藏堵水调剖剂体系中，交联聚合物类堵水剂由于其盐敏、热敏及多价离子的絮凝等而使其应用范围受到限制，水泥及无机颗粒或沉淀类堵水剂具有较好的耐温耐盐性能，但因其在多孔介质中的进入深度有限而不适宜深部处理。目前随着世界各地环境保护法律法规的要求日益严格，堵水剂的环保性也被突出强调，尤其是对海上作业等对环境敏感的油井。研究发现，多糖类堵水剂，尤其是微生物多糖类堵水剂能够非常好的切合这一需求。具体来说，微生物多糖由细菌发酵产生，对人体没有任何毒副作用，保证了施工作业人员的健康安全要求；同时堵水剂在注入地层后，经过1年左右时间即可分解，完全转化为二氧化碳和水，对地层也不会带来任何污染。虽然微生物多糖类堵水剂有着无可比拟的优点，但是，相关技术并不成熟，以现有的开发状况，很难应用于现场实践中。这主要表现在现有技术主要集中于提高微生物多糖类堵水剂的凝胶强度上，忽略了堵水剂中的调剖体系的成胶可控性，因而制约了该类堵水剂的应用。现场施工作业需要根据开发油藏特征可控调节多糖类堵水剂的成胶时间，以保证施工的成功率及作业安全。现有微生物多糖类堵水剂成胶过程不可控，配液流体由温度触发后即快速成胶，成胶时间较短，而现场作业施工时堵水剂注入量较大，注入时间在10个小时以上，堵水剂凝胶较快会导致前期注入流体堵塞近井地带，无法深入地层孔隙，不能对出水孔道形成有效封堵，堵水剂注入量达不到施工设计要求，施工效果较差。同时在井筒内的堵水剂如果凝胶较快，无法完全顶替，会污染地层产油区，产油岩石孔隙渗透率降低，导致油井产量急剧下降，另外井筒的堵塞也会造成施工安全隐患。针对这一现状，亟需开发出一种具有成胶性能可控的调剖堵水剂，以适应于不同井深及温度地层的操作现场的应用。
技术实现思路
为了克服上述现有技术中的缺陷，本专利技术之一提供了一种调剖堵水剂，其包括如下组分：以堵水剂的质量百分比计，1-15％的多糖，优选为2-10％的多糖；0.5-10％悬浮稳定剂，优选为1-6％悬浮稳定剂；0.5-20％的凝胶强度促进剂，优选为2-10％的凝胶强度促进剂；1-20％的交联抑制剂，优选为3-15％的交联抑制剂；余量的配液流体。本专利技术中的交联抑制剂通过与多糖紧密结合，并在温度升高的过程中，逐渐释放，达到控制多糖间或多糖与交联官能团之间的配位键连接，可控调节调剖剂体系的成胶过程。交联抑制剂加入量过多，会严重制约多糖间或多糖与交联官能团间的相互作用，从而影响多糖堵水剂体系的成胶强度，导致成胶质量差，胶强弱。当交联抑制剂加入较少，对多糖间的成胶调控作用显著降低，无法有效控制多糖的成胶过程。通过实验室内大量实验，优选交联抑制剂的加量为3-15wt％。本专利技术中的交联抑制剂同时具有调节凝胶多糖堵水剂中多糖成胶温度的功能。多糖的成胶温度与该物质的分子结构及物理性能直接相关，在大于成胶温度的条件下，多糖间以氢键和/或疏水缔合作用快速形成空间网络结构，堵水剂体系粘度增加并最终形成冻胶状态。多糖的成胶温度由其自身物理化学性质决定，而我国主力油田的绝大多数油井的地层温度在50℃-120℃之间，堵水剂体系的成胶温度严重研制了其在油田现场的应用范围。交联抑制剂通过与多糖结合，控制多糖间的相互作用范围，可实现堵水剂体系成胶温度的可控调节。专利技术人在大量的研究中发现，将含有至少一个羟基的化合物，特别是含有至少三个羟基的化合物加入堵水剂的调剖体系中，能够大大提高调剖体系的成胶调控性，以至于使调剖剂的性能发生了质的变化。也就是说，在此之前，多糖类调剖剂体系的研究主要以多糖的凝胶强度及凝胶机理实验研究为主，关注多糖的成胶过程，而通过本专利技术，使得该项技术从真正意义上进入了现场施工应用，具备了在油气开发领域的推广应用前景。该专利技术通过抑制调剖剂体系中多糖间由外在温度激发的氢键连接，利用交联抑制剂在低温下与多糖形成紧密结合，而在温度升高过程中，缓慢释放，达到可控调节调剖剂体系的成胶过程。另外根据具体开发油藏特点，可合理调节配方，形成具有耐温、耐污水、耐盐以及成胶可控的配方体系，突显了多糖类堵水剂在应用中的优势，因此本专利技术适用于现场应用的多糖类堵水剂的配方体系具有重要的现实意义，并且对于油田的可持续开发有着显著的经济效益和环保效益。通过向堵水剂中加入适量的此类交联抑制剂，可以使堵水剂在72小时内保持流动状态，而将堵水剂的温度升至95摄氏度时，堵水剂可在30分钟内快速成胶，这充分表明多糖类堵水剂具有热敏成胶特性，在稠油蒸汽驱热采井等具有外来热量激发的油井开采中，本专利技术提出的堵水剂对边底水具有长效的封堵能力。并且本专利技术中的多糖类堵水剂具有可调的成胶温度，在低温下可长期保持流动状态，当环境温度升至成胶温度以上时，可快速成胶，从而显示具有较好的堵水剂成胶性能。经过大量的实验证实，本专利技术实现了多糖调剖堵水剂体系的成胶时间可控(0.5h-72h)、成胶温度可调(50℃-120℃)，并且堵水剂具有耐温、抗盐、耐酸碱(pH3-9)、污水配制以及环保的优点，在现有堵水剂体系中具有显著优势，可满足目前日益复杂的非常规油气开发环境应用以及广受关注的环保法规要求。在一个具体实施方式中，所述交联抑制剂包括丙三醇、葡萄糖酸钠、尿素、木质素磺酸盐、聚乙烯醇、聚醚多元醇、多羟基醛类和多羟基酮类的至少一种；其中多羟基醛类包括葡萄糖、木糖、甘露糖、阿拉伯糖、半乳糖和甘油醛的至少一种，其中多羟基酮类选自3-羟基丁酮和/或二羟基丙酮。在本专利技术中，综合考虑应用效果及经济成本，更优包括丙三醇、葡萄糖酸钠、尿素和木质素磺酸盐的至少一种。在本专利技术的调剖堵水剂中，其中组分之一的多糖可以是化工合成和/或微生物合成的多糖。在一个具体的实施方式中，所述多糖包括可得然胶(凝结多糖)和/或黄原胶等，这些多糖是由葡糖糖苷键链接而成的线性大分子，具有加热凝固的特性，在常温下具有较高的稳定性，对人体没有致癌性以及其他毒副作用。优选所述多糖由由黄纤维单胞菌(Cellulomonas)、农杆菌(Agrobacterium)、少动鞘脂类单胞菌(Sphingomonaspaucimobilis)和产碱杆菌(AlcaligenesCastellani&Chalmers)合成的多糖中的至少一种；最优所述多糖包括由产碱杆菌(AlcaligenesCastellani&Chalmers)合成的可得然胶。在一个具体的实施方式中，本专利技术中使用的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种调剖堵水剂，其包括如下组分：以堵水剂的质量百分比计，1‑15％的多糖，优选为2‑10％的多糖；0.5‑10％悬浮稳定剂，优选为1‑6％悬浮稳定剂；0.5‑20％的凝胶强度促进剂，优选为2‑10％的凝胶强度促进剂；1‑20％的交联抑制剂，优选为3‑15％的交联抑制剂；余量的配液流体。

【技术特征摘要】
1.一种调剖堵水剂，其包括如下组分：以堵水剂的质量百分比计，1-15％的多糖，优选为2-10％的多糖；0.5-10％悬浮稳定剂，优选为1-6％悬浮稳定剂；0.5-20％的凝胶强度促进剂，优选为2-10％的凝胶强度促进剂；1-20％的交联抑制剂，优选为3-15％的交联抑制剂；余量的配液流体。2.根据权利要求1所述的堵水剂，其特征在于，所述交联抑制剂包括至少一个羟基的化合物；优选地，所述交联抑制剂包括丙三醇、葡萄糖酸钠、尿素、木质素磺酸盐、聚乙烯醇、聚醚多元醇、多羟基醛类和多羟基酮类的至少一种；其中多羟基醛类包括葡萄糖、木糖、甘露糖、阿拉伯糖、半乳糖和甘油醛的至少一种，多羟基酮类包括自3-羟基丁酮和/或二羟基丙酮；更优选地，所述交联抑制剂选自丙三醇、葡萄糖酸钠、尿素和木质素磺酸盐的至少一种。3.根据权利要求1或2所述的堵水剂，其特征在于，所述多糖包括可得然胶和/或黄原胶；优选所述多糖包括由黄纤维单胞菌(Cellulomonas)、农杆菌(Agrobacterium)、少动鞘脂类单胞菌(Sphingomonaspaucimobilis)和产碱杆菌(AlcaligenesCastellani&Chalmers)合成的多糖中的至少一种；最优所述多糖包括由产碱杆菌(AlcaligenesCastellani&Chalmers)合成的可得然胶。4.根据权利要求2或3所述的堵水剂，其特征在于，所述悬浮稳定剂的组分包括高分子聚合物和无机矿物颗粒。5.根据权利要求4所述的堵水剂，其特征在于，所述高分子聚合物包括韦兰胶、聚丙烯酰胺、阿拉伯胶、结冷胶和环糊精中的至少一种；优选包括韦兰胶、聚丙烯酰胺和阿拉伯胶中的至少一种；更优选包括韦兰胶；和/或所述无机矿物颗粒选自膨润土、二氧化硅、三氧化二铝和氧化镁中的至少一种；优选包括膨润土、二氧化...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘松，苏长明，赵梦云，张锁兵，张大年，郑承纲，苏建政，张汝生，史爱萍，王连生，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司石油勘探开发研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11