稠油乳状液颗粒转向剂连续在线生产及注入一体化方法与流程

本发明属于石油工程领域，具体地，涉及一种稠油油藏乳状液颗粒转向剂的连续在线生产及注入一体化方法。

技术背景

我国稠油资源比较丰富，约占石油总储量的30％。稠油油藏在进行蒸汽吞吐、蒸汽驱开采时，容易产生汽水窜，导致蒸汽利用效率低，油井含水量上升，产量降低。因此，如何抑制稠油油藏的汽水窜是中后期稠油油藏开采的关键。目前用于稠油热采井蒸汽窜流的转向剂主要包括泡沫类、冻胶类、无机颗粒等体系。泡沫类转向剂主要包括烷基苯磺酸盐、α-烯烃磺酸盐等耐温起泡剂，能够改善蒸汽(水)驱波及系数，提高驱油效率，但泡沫施工较为复杂，在地层中可控性差，有效期短；冻胶类堵剂主要由耐温的聚合物、栲胶(改性栲胶)、木质素等形成，可耐温200℃，但由于使用浓度过大，造成成本较高；颗粒型堵剂主要包括超细水泥、粘度、粉煤灰等无机刚性颗粒，但这些无机颗粒运移性较差，往往在近井地带沉积。

此外，上述转向剂在注入过程中，多采用现场配制转向剂直接泵入注水井的方式，难以满足大剂量尤其多井组或者区块的在线注入，尤其不适用运输困难或者长时间存放。因此，需要开发一种能够利用现场采出的稠油制备新的转向剂体系，同时设计一种能够同时实现连续在线生产，注入一体化的可移动装置，实现转向剂的连续在线生产及注入一体化。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本发明提供一种室温下稠油油藏乳状液颗粒转向剂的连续在线生产及注入一体化方法，实现了转向剂的生产、注入一体化，可连续在线生产及在线向注水井注入转向剂。本发明利用现场的稠油，可连续在线快速高效地制备微米级粒径可控的稠油乳状液颗粒转向剂，制备的稠油乳状液颗粒转向剂，注入时以水包油型的颗粒存在，保证其顺利注入，当温度高于60℃时转相形成高粘度的油包水型乳状液，增加其流度控制能力，使得后续流体转向进入中低渗层。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：

稠油乳状液颗粒转向剂连续在线生产及注入一体化装置，包括：高速分散剪切机、缓冲罐和高压柱塞泵，高速分散剪切机的进液口连接输水管线，高速分散剪切机的出液口与缓冲罐的进料口连接，缓冲罐的进液口与输水管线相连接，缓冲罐的出液口连接高压柱塞泵与注水管线相连的管路，输水管线、输水管线与注水管线相连接；高速分散剪切机与输水管线、缓冲罐与输水管线之间的管路上均设置有流量计；流量计用于测量进水的流量，确保高速分散剪切机的稠油与水按照质量比1：(4～9)混合，同时，也确保将注入水按照一定比例输送至缓冲罐中；高速分散剪切机与输水管线之间、高速分散剪切机与缓冲罐之间、缓冲罐与输水管线之间、缓冲罐与高压柱塞泵之间、高压柱塞泵与注水管线之间均连接有安全阀，安全阀能够保证稠油乳状液颗粒转向剂的生产及在线注入同步而有序连续地进行。

优选的，高速分散剪切机搅拌罐与注水管线之间的管路上、缓冲罐的进水口与注水管线之间的管路上均设置有流量计。流量计用于测量进料流量，流量计将注入水按照一定比例输送至高速分散剪切机搅拌罐中，同时也将注入水按照一定比例输送至缓冲罐中，达到计量的目的。

优选的，所述的高速分散剪切机搅拌罐与注水管线之间、高速分散剪切机搅拌罐与缓冲罐之间、缓冲罐与注水管线之间、缓冲罐与高压柱塞泵之间、高压柱塞泵与注水管线之间均连接有安全阀。安全阀能够保证稠油乳状液颗粒转向剂的剪切分散乳化、稠油乳状液颗粒转向剂的生产及在线注入同步而有序连续地进行。

所述的高速分散剪切机一方面将高粘度稠油剪切分散，另一方面具有搅拌乳化的作用。

所述的高速分散剪切机、缓冲罐、流量计、高压柱塞泵均设置在撬板上，便于生产、注入设备的移动，使用时只须通过输出管线与注水管线相连接即可满足在线连续生产、注入。

所使用的高压柱塞泵、高速分散剪切机、缓冲罐、流量计和安全阀均为现有技术，均可市场购得。

稠油乳状液颗粒转向剂连续在线生产及注入一体化方法，包括以下步骤：

1、将稠油通过称重法，按照稠油与水1：4～9质量比加入高速分散剪切机搅拌罐中，得稠油和配液水的混合液；

2、取乳化剂、转相剂、稳定剂按照质量比加入步骤(1)制得的稠油和配液水混合液中，将高速分散剪切机搅拌罐中的混合溶液搅拌分散10～20min，制得稠油乳状液颗粒转向剂，其中乳化剂与体系总质量的质量比为1.5～3：1000，转相剂与体系总质量的质量比为1～10：1000，稳定剂与体系总质量的质量比为1～5：1000；

3、步骤(2)制得的稠油乳状液颗粒转向剂进入缓冲罐中；

4、经流量计向缓冲罐中注入水，稀释至现场注入浓度；

5、将缓冲罐中的稠油乳状液颗粒转向剂经高压柱塞泵泵入注水井。

优选的，当向注水井泵入稠油乳状液颗粒转向剂时，同时进行步骤(1)和步骤(2)；向注水井泵入稠油乳状液颗粒转向剂的同时，稠油乳状液颗粒转向剂的制备同时进行，稠油乳状液颗粒转向剂的生产、注入在线连续进行，大大缩短了稠油乳状液颗粒转向剂生产、注入时间；

优选的，所述步骤(1)中稠油粘度为1×10⁴～5×10⁴mPa·s，在体系总质量中的质量分数为10％～20％，高速分散剪切机的转速为0～1500rpm。高速分散剪切机将稠油剪切破碎，同时高速分散剪切机起混合搅拌乳化作用。通过调整高速分散剪切机的转速来控制稠油乳状液颗粒粒径的大小，可针对不同地层制备粒径不同的稠油乳状液颗粒转向剂。制备的稠油乳状液颗粒转向剂室温下为水包油型乳状液，粘度低、流动性好、稳定性好，尺寸可控；

优选的，步骤(2)中乳化剂为脂肪醇醚硫酸盐和烷基苯磺酸钠的复配体系，脂肪醇醚硫酸盐在体系总质量中的质量分数为0.15％～0.3％，烷基苯磺酸钠在体系总质量中的质量分数为0.2％～0.3％；

优选的，步骤(2)中转相剂由壬基酚聚氧乙烯醚，水杨酸钠或碳酸氢钠中的一种组成，壬基酚聚氧乙烯醚在体系总质量中的质量分数为0.5％～1.0％，水杨酸钠或碳酸氢钠在体系总质量中的质量分数为0.1％～0.5％，通过加入转相剂可以改变稠油乳状液颗粒转向剂的类型；

优选的，步骤(2)中稳定剂为纳米二氧化硅，在体系总质量中的质量分数为0.1％～0.5％，通过加入稳定剂可以强化稠油乳状液颗粒转向剂的稳定性；

优选的，步骤(2)中加入的水为配液清水或经油田处理的回注水，质量分数为79.6％～89.6％；

优选的，步骤(2)所述转速在0～1500rpm，剪切时间10～20min。根据本发明，步骤(2)所述高速分散剪切机优选GFJ5.5型，市场可购得。

经试验测定，本发明制备出的稠油乳状液颗粒转向剂粒径分布在10μm～200μm。

所述的稠油、乳化剂、转相剂和稳定剂常温下均可保存1年。本发明所述的稠油乳状液颗粒转向剂连续在线生产及注入方法，该方法在常温下即可制备稠油乳状液颗粒转向剂，高速分散剪切机加水剪切分散10～20min可将稠油乳化制备稠油乳状液颗粒转向剂，稠油乳状液颗粒转向剂在线生产制备工艺简单，大大缩短了生产时间。

相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：

1、实现了转向剂的生产、注入一体化，向注水井泵入稠油乳状液颗粒转向剂的同时，稠油乳状液颗粒转向剂的制备同时进行，稠油乳状液颗粒转向剂的生产、注入在线连续进行，即生产即注入，大大缩短了稠油乳状液颗粒转向剂生产、注入时间。能够满足多井组或区块大剂量连续调剖(调驱)的需要。

2、所制备的稠油乳状液颗粒转向剂常温下(20±5℃)是水包油型乳状液，粘度低，流动性好、稳定性好，粒径分布在10μm～200μm，油藏温度下可转相形成油包水型乳状液，粘度高，对高渗层可形成有效的封堵作用。

3、可以解决现有技术中稠油乳状液颗粒转向剂不能同时在线生产和注入一体化的问题，尤其适用于区块或者多井组的连续在线注入。

4、稠油乳状液颗粒转向剂连续在线生产、在线注入，解决了现有堵剂不易长时间存放、原料运输困难或原料过多占用场地的技术难题。

5、稠油乳状液颗粒转向剂的制备均在常温下(20±5℃)制备，减小了能量消耗；

6、稠油乳状液颗粒转向剂所用的稠油来源于现场，便于运送，且降低了生产成本；

7、在线生产、注入装置结构简单，便于操作，实用便捷，降低了生产成本和工人的劳动强度，改善了施工人员的工作环境。

附图说明

图1是稠油乳状液颗粒转向剂连续在线生产及注入一体化装置示意图；

图2是实施例1形成的稠油乳状液颗粒转向剂的微观形貌；

图3是实施例2形成的稠油乳状液颗粒转向剂的微观形貌。

图1中，1、输水管线；2、安全阀；3、流量计；4、高速分散剪切机；5、安全阀；6、输水管线；7、安全阀；8、流量计；9、注水管线；10、安全阀；11、缓冲罐；12、安全阀；13、高压柱塞泵；14、压力表。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步说明。

所使用的高压柱塞泵、高速分散剪切机、缓冲罐、流量计和安全阀均为现有技术，均可市场购得。

稠油乳状液颗粒转向剂连续在线生产及注入一体化装置，如图1所示，包括高速分散剪切机4、缓冲罐11和高压柱塞泵13，高速分散剪切机4的进液口连接输水管线1，高速分散剪切机3的出液口与缓冲罐7的进料口连接，缓冲罐7的进液口与输水管线6相连接，缓冲罐7的出液口连接高压柱塞泵11与注水管线相连的管路，输水管线1、输水管线6与注水管线8相连接。

高速分散剪切机4与输水管线1、缓冲罐7与输水管线6之间的管路上均设置有流量计。流量计用于测量进料流量，确保高速分散剪切机的稠油与水按稠油与水1：4～9质量比，同时，也确保将注入水按照一定比例输送至缓冲罐7中。

高速分散剪切机4与输水管线1之间、高速分散剪切机4与缓冲罐11之间、缓冲罐11与输水管线1之间、缓冲罐11与高压柱塞泵13之间、高压柱塞泵13与注水管线9之间均连接有安全阀。安全阀能够保证稠油乳状液颗粒转向剂的生产及在线注入同步而有序连续地进行。

实施例1

利用上述的装置进行稠油乳状液颗粒转向剂连续在线生产及注入的方法，包括以下步骤：

1、选取粘度为4×10⁵mPa·s的稠油加入到高速剪切分散机搅拌罐4中，将配液清水通过流量计3输送至高速剪切分散机搅拌罐4中，流量计3控制稠油与配液清水的质量比1︰4；

2、在步骤1制得的稠油和水的混合液中依次加入乳化剂、转相剂和稳定剂，使得乳化剂的质量分数为0.6％，转相剂中的壬基酚聚氧乙烯醚的质量分数为0.6％，转相剂中的水杨酸钠质量分数为0.3％，稳定剂的质量分数为0.3％；

3、调整高速剪切分散机的转速为1500rpm，研磨20min，制得稠油乳状液颗粒转向剂，颗粒粒径为10μm(如图2)；

4、步骤3制得的稠油乳状液颗粒转向剂进入缓冲罐11中；

5、高压柱塞泵13将缓冲罐11中的稠油乳状液颗粒转向剂输出泵入注水井，保持稠油乳状液颗粒转向剂注入压力不应超过地层破裂压力(对于给定的油藏来说是个定值，指当承受压力达到某一极限时会使地层破裂，此压力极限值称为地层的破裂压力)的80％，泵入速度为4～20方/小时。当向注水井泵入稠油乳状液颗粒转向剂时，同时进行步骤1、步骤2和步骤3。

实施例2

利用上述的装置进行稠油乳状液颗粒转向剂连续在线生产、注入的方法，包括以下步骤：

1、选取粘度为4×10⁵mPa·s的稠油加入到高速剪切分散机搅拌罐4中，将配液清水通过流量计3输送至高速剪切分散机搅拌罐4中，流量计3控制稠油与配液清水的质量比1︰4；

2、在步骤1制得的稠油和水的混合液中依次加入乳化剂、转相剂和稳定剂，使得乳化剂的质量分数为0.4％，转相剂中的壬基酚聚氧乙烯醚质量分数为0.6％，转相剂中的水杨酸钠质量分数为0.3％，稳定剂的质量分数为0.2％；

3、调整高速剪切分散机的转速为500rpm，研磨20min，制得稠油乳状液颗粒转向剂，颗粒粒径为150μm(如图3)；

4、步骤3制得的稠油乳状液颗粒转向剂进入缓冲罐11中；

5、高压柱塞泵13将缓冲罐11中的稠油乳状液颗粒转向剂输出泵入注水井，保持稠油乳状液颗粒转向剂注入压力不应超过地层破裂压力(对于给定的油藏来说是个定值，指当承受压力达到某一极限时会使地层破裂，此压力极限值称为地层的破裂压力)的80％，泵入速度为4～20方/小时。当向注水井泵入稠油乳状液颗粒转向剂时，同时进行步骤1、步骤2和步骤3。