封堵段塞组合物、驱油段塞组合物及调剖调驱剂与应用的制作方法

1.本发明涉及采油技术领域，尤其涉及一种封堵段塞组合物、驱油段塞组合物及调剖调驱剂与应用。


背景技术：

2.目前高盐油藏多采用常规调剖堵水、深部调驱等技术改善水驱开发效果，多轮次深部调剖调驱后，措施效果逐年变差，以吐哈油田鲁克沁深层稠油油藏调剖为例，主要表现为井组有效率不足50％，平均井组增油不足100吨，表明目前的调剖体系及工艺已不能满足油田开发需要，分析原因是地下存水体积大，调剖剂需进入地层深部封堵，对其抗剪切性能和抗盐稳定性提出更高要求。
3.现有技术的堵水调剖剂普遍存在配方体系耐盐性能差、稳定性差、有效期短等技术问题，难以实现规模推广应用。因此，有必要研制一种新型的耐温抗盐抗剪切调剖调驱剂，解决注水井吸水不均、生产井水窜问题，扩大水驱波及体积，提高高盐油藏水驱开发效果。


技术实现要素：

4.为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种封堵段塞组合物、驱油段塞组合物及调剖调驱剂与应用。该调剖调驱剂具有良好的耐盐性能、抗剪切性能和封堵性能，可用于实现高盐油藏的深部调堵。
5.为了达到上述目的，本发明提供了一种封堵段塞组合物，其中，以封堵段塞组合物的总重为100％计，该封堵段塞组合物包括：耐温抗盐功能聚合物0.3-0.55％，乌洛托品0.2-0.3％，苯酚0.01-0.02％，氯化铵0.15-0.25％，草酸0.03-0.06％，亚甲基双甲基萘磺酸钠0.02-0.05％，酰胺凝胶体膨颗粒yx-ii 1-2％，三乙醇胺0.01-0.05％，余量为水。
6.在上述封堵段塞组合物中，所述耐温抗盐功能聚合物的作用是在地层深部与其他组分反应，形成的封堵段塞具有良好的耐盐性能、抗剪切性能和封堵性能，可用于实现高盐油藏的深部调堵。优选地，所述耐温抗盐功能聚合物包括阴离子型聚丙烯酰胺；更优选地，所述阴离子型聚丙烯酰胺的分子量为500-700万。
7.在上述封堵段塞组合物中，所述酰胺凝胶体膨颗粒yx-ii作为增强剂，可以封窜水窜大孔道，提高封堵段塞组合物在高温高盐油藏地层深部的封堵性能，延长措施有效期。所述酰胺凝胶体膨颗粒yx-ii注入措施井地层后，可以优先进入渗透率较高的地层中(流动阻力较低区域)，而较少进入含油的低渗透带(流动阻力较高区域)，在大孔道中的流动过程中，由于酰胺凝胶体膨颗粒特有的物理化学特性，将在大孔道和高渗透层中滞留、膨胀和堆积，对措施井大孔道和高渗透层进行堵塞，提高中低渗透层的吸水能力，增大措施井注入介质的驱替面积，提高措施井开发效果。所述酰胺凝胶体膨颗粒yx-ii的原料一般包括改性纤维素和丙烯酰胺。在封堵施工过程中，所述酰胺凝胶体膨颗粒yx-ii可以在引发剂引发下聚合形成具有网络结构的高分子聚合物凝胶体，该聚合物凝胶体有极强的吸水膨胀性能、在
6mm，所述酰胺凝胶体膨颗粒yx-ii的吸水倍数≥5，所述酰胺凝胶体膨颗粒yx-ii的抗剪切能力≥70。
18.根据本发明的具体实施方案，在上述驱油段塞组合物中，可以采用矿化度为2000-5000mg/l的水。
19.在上述驱油段塞组合物中，所述多聚甲醛和间苯二酚作为交联剂，与其他组分反应生成驱油段塞组合物。
20.在上述驱油段塞组合物中，所述氯化铵和硫代硫酸钠作为交联剂的助剂，与其他组分反应生成性能更加稳定的驱油段塞组合物。
21.在上述驱油段塞组合物中，所述碳酸钠、乙腈、二甲基亚砜和亚甲基二萘磺酸钠作为交联剂的助剂，提高驱油段塞组合物中体系的混溶能力和分散性能，保证驱油段塞组合物中体系性能的稳定性，延长调剖有效期。
22.在上述驱油段塞组合物中，所述琼脂粉具有良好的分散性能，保证各组分的充分混合，同时所述琼脂粉具有突出的悬浮作用，可以进一步提高驱油段塞组合物中体系的稳定性，使驱油段塞组合物在地层深部仍然保持良好的封堵性能，延长措施有效期。
23.本发明还提供了一种调剖调驱剂，该调剖调驱剂包括前置段塞组合物、上述封堵段塞组合物、上述驱油段塞组合物，其中，以前置段塞组合物的总重为100％计，所述前置段塞组合物包括：阴离子型聚丙烯酰胺0.2-0.3％，酰胺改性淀粉共聚物yx-i0.5-2％，戊二醛2.5％-4.5％，黄原胶0.2％-0.4％，余量为水。
24.在本发明的具体实施方案中，上述调剖调驱剂具有良好的抗剪切性能、耐高矿化度性能和封堵能力，是一种耐温抗盐抗剪切的调剖调驱剂。
25.根据本发明的具体实施方案，在上述前置段塞组合物中，可以采用矿化度为2000-5000mg/l的水。
26.根据本发明的具体实施方案，在上述前置段塞组合物中，所述阴离子型聚丙烯酰胺的分子量一般≥2400万。
27.根据本发明的具体实施方案，在上述前置段塞组合物中，所述阴离子型聚丙烯酰胺的作用是可以对地层进行预处理、以及测试地层的吸收性能，为后续段塞参数注入设计提供依据，并能够携带酰胺改性淀粉共聚物yx-i进入地层深部封堵水窜大孔道。
28.根据本发明的具体实施方案，在上述前置段塞组合物中，所述戊二醛的作用是对地层水进行杀菌预处理，提高后续段塞的封堵能力；所述黄原胶可以提高该段塞的悬浮分散能力，保证各组分均匀进入地层深部，封堵水窜大孔道。
29.根据本发明的具体实施方案，在上述调剖调驱剂中，优选地，所述前置段塞组合物、封堵段塞组合物和驱油段塞组合物的体积比为(1-2):(8-10):(25-30)。
30.根据本发明的具体实施方案，所述调剖调驱剂可以由以下方法制备得到：
31.步骤1，将阴离子型聚丙烯酰胺、酰胺改性淀粉共聚物yx-i、戊二醛和黄原胶与水混合，常温搅拌15-20min后，得到前置段塞组合物；
32.步骤2，将耐温抗盐功能聚合物、酰胺凝胶体膨颗粒yx-ii、氯化铵、乌洛托品、草酸、亚甲基双甲基萘磺酸钠、三乙醇胺和苯酚与水混合，常温搅拌20-30min，得到封堵段塞组合物；
33.步骤3，将耐温抗盐功能聚合物、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、多聚甲醛、间苯二
酚、氯化铵、硫代硫酸钠、碳酸钠、乙腈、二甲基亚砜、亚甲基二萘磺酸钠、酰胺凝胶体膨颗粒yx-ii和琼脂粉与水混合，常温搅拌20-30min，得到驱油段塞组合物；
34.步骤4，将上述步骤得到的前置段塞组合物、封堵段塞组合物和驱油段塞组合物按照(1-2):(8-10):(25-30)组合得到所述调剖调驱剂。
35.在本发明的具体实施方案中，将上述调剖调驱剂注入65℃以上的地层后，封堵段塞组合物、驱油段塞组合物在地层温度条件下分别发生如下反应：耐温抗盐功能聚合物与复合交联剂反应，同时在其他助剂的作用下形成高强度的耐温抗盐凝胶。
36.本发明还提供了上述调剖调驱剂在调堵措施中的应用方法，包括：先将前置段塞组合物注入地层，形成前置段塞；然后将封堵段塞组合物注入地层，形成封堵段塞；再将驱油段塞组合物注入地层，形成驱油段塞。在具体实施方案中，所述前置段塞组合物、封堵段塞组合物、驱油段塞组合物的体积比一般控制为(1-2):(8-10):(25-30)。
37.根据本发明的具体实施方案，上述调剖调驱剂可应用于高盐油藏的调堵施工。在具体施工时，可以采用复合段塞施工工艺(即依次注入前置段塞组合物、封堵段塞组合物和驱油段塞组合物)。相比于常规的单一配方体系，本发明提供的调剖调驱剂通过调整各段塞组合物所含成分的药剂浓度和各个段塞之间的体积用量，控制反应速度和反应时间，能够充分发挥各段塞的优势，实现高盐油藏的深部调堵。
38.本发明的有益效果包括：
39.1、本发明提供的调剖调驱剂具有良好的抗剪切性能，多次通过岩心后，该调剖调驱剂的粘度损失幅度逐渐减缓。
40.2、本发明提供的调剖调驱剂具有良好的耐高矿化度性能和封堵能力。在高温高矿化度条件下，该调剖调驱剂仍具有良好的封堵能力，封堵率可达80％以上，突破压力在5mpa以上，且封堵能力可调，能够有效封堵高渗透层和水窜通道，满足水驱油藏不同的封堵要求。
41.3、本发明提供的调剖调驱剂的封堵强度可调。通过改变调剖调驱剂中三个段塞组合物的用量比，可以调节调剖调驱剂的封堵强度，以满足不同措施井对封堵性能的不同要求。
具体实施方式
42.为了对本发明的技术特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，现对本发明的技术方案进行以下详细说明，但不能理解为对本发明的可实施范围的限定。
43.以下实施例中，酰胺凝胶体膨颗粒yx-ii的生产厂家为沈阳永信精细化工有限公司，酰胺改性淀粉共聚物yx-i的生产厂家为沈阳永信精细化工有限公司。
44.实施例1
45.本实施例提供了一种调剖调驱剂，其由以下方法制备得到：
46.步骤一，以前置段塞组合物总重为100％计，将0.2％的阴离子型聚丙烯酰胺(分子量2500万)、1％的酰胺改性淀粉共聚物yx-i、3％的戊二醛和0.3％的黄原胶依次加入余量的水(矿化度为4000mg/l)，在配液罐a中常温搅拌15min，得到前置段塞组合物；
47.步骤二，以封堵段塞组合物总重为100％计，将0.45％的阴离子聚丙烯酰胺、1.5％的酰胺凝胶体膨颗粒yx-ii、0.18％的氯化铵、0.2％的乌洛托品、0.04％的草酸、0.03％的
亚甲基双甲基萘磺酸钠、0.02％的三乙醇胺、0.015％的苯酚依次加入余量的水(矿化度为4000mg/l)，在配液罐b中常温搅拌25min，得到封堵段塞组合物，其中，阴离子聚丙烯酰胺分子量为550万，酰胺凝胶体膨颗粒yx-ii的直径为1.5mm，吸水倍数≥8，抗剪切能力≥78；
48.步骤三，以驱油段塞组合物总重为100％计，将0.15％的阴离子聚丙烯酰胺、0.15％的2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、0.8％的酰胺凝胶体膨颗粒yx-ii、0.16％的氯化铵、0.35％的多聚甲醛、0.02％的硫代硫酸钠、0.006％的碳酸钠、0.003％的乙腈、0.004％的二甲基亚砜、0.025％的亚甲基二萘磺酸钠、0.07％的琼脂粉、0.01％的间苯二酚依次加入余量的水(矿化度为4000mg/l)，在配液罐c中常温搅拌25min，得到驱油段塞组合物，其中，阴离子聚丙烯酰胺分子量为2500万，酰胺凝胶体膨颗粒的直径为0.5mm，吸水倍数≥5.5，抗剪切能力≥72；
49.步骤四，按1:9:26的体积比分别取上述制得的前置段塞组合物、封堵段塞组合物和驱油段塞组合物，组成调剖调驱剂。
50.测试例1
51.本测试例提供对实施例1得到的调剖调驱剂的抗剪切性能、耐高矿化度性能以及不同因素对封堵强度的影响进行的测试。
52.1.1调剖调驱剂的粘损实验
53.通过粘损实验测试实施例1制得的调剖调驱剂各段塞组合物的抗剪切性能。具体方法为：将实施例1制得的调剖调驱剂各段塞组合物多次重复通入岩心实验装置，模拟各段塞组合物在90℃的地层中运移的过程，并测量过程中各段塞组合物粘度的变化，测试结果总结在表1中。
54.表1
[0055][0056]
从表1可以看出，前置段塞组合物的初始粘度为850mpa
·
s，通岩心5次后，前置段塞组合物粘度的粘损为63.6％；封堵段塞组合物的初始粘度为20882mpa
·
s，通岩心5次后，封堵段塞组合物粘度的粘损为38.3％；驱油段塞组合物的初始粘度为5130mpa
·
s，通岩心5次后，驱油段塞组合物粘度的粘损为23.5％。
[0057]
由上述结果可以看出，通过加入耐温抗盐功能聚合物等组分，本发明提供的调剖调驱剂中各段塞组合物的粘度在多次通过岩心后虽然会有损失，但随着通心次数增加，各段塞组合物粘度的损失会逐渐减缓，保证段塞在一定时间内不会完全降解，满足深部调堵的需求。
[0058]
1.2耐高矿化度性能和封堵能力
[0059]
测试实施例1制得的调剖调驱剂的耐高矿化度性能和封堵能力。具体方法是：制作岩芯模型：采用人工填砂管，用天平称取粒度中值0.15mm-0.20mm的石英砂400g，填入φ25mm
×
500mm不锈钢填砂管中，边填装边压实，至装满为止，两端用细筛网封住；然后在90℃
进行室内岩心模拟实验，实验用水的矿化度为220000mg/l，测试封堵前后的渗透率，并计算封堵率。封堵率的计算方法为：封堵率＝(堵前渗透率-堵后封堵率)/堵前渗透率
×
100％，实验结果总结在表2中。
[0060]
表2
[0061][0062][0063]
由表2可知，在高温高矿化度条件下，实施例1制得的调剖调驱剂对高渗透岩心的封堵性能可控，封堵率为38.9％-84.4％，突破压力在5mpa以上，说明实施例1制备的调剖调驱剂在高温高矿化度条件下，仍然具有良好的封堵能力，可以有效封堵高渗透层和水窜通道，能够满足水驱油藏不同的封堵要求。
[0064]
1.3段塞组合物的不同比例对封堵强度的影响
[0065]
调整调剖调驱剂中三个段塞组合物的比例，测试不同段塞组合物比例下调剖调驱剂的封堵性能，具体方法为：按照实施例1中各段塞组合物的成分含量，制备得到具有不同段塞组合物体积比的调剖调驱剂，向岩心中通入上述调剖调驱剂，实验温度为90℃，根据测量得到岩心的渗透率变化(即堵前渗透率和堵后渗透率)，按照测试1.2的方法计算封堵率，实验结果总结在表3中。
[0066]
表3
[0067]
前置：封堵：驱油(体积比)环境温度(℃)封堵率(％)突破压力(mpa)1:8:259042.65.31:8:289049.85.71:9:269047.55.31:10:289065.86.52:8:269073.87.22:9:299082.17.72:10:289077.37.3
[0068]
由表3可以看出，不同段塞组合物比例下，调剖调驱剂在地层条件下对岩心的封堵率为42.6-82.1％，突破压力为5.3-7.7mpa。以上结果说明，通过改变调剖调驱剂中三段塞组合物的用量比例，可以对调剖调驱剂的封堵强度进行调节，从而满足不同措施井对堵剂性能的不同要求。
[0069]
实施例2
[0070]
本实施例提供了一种调剖调驱剂，其是由以下方法制备得到的：
[0071]
步骤一，以前置段塞组合物总重为100％计，将0.25％的阴离子型聚丙烯酰胺(分子量2500万)、2％的酰胺改性淀粉共聚物yx-i、4％的戊二醛和0.4％的黄原胶依次加入余
量的水(矿化度为5000mg/l)，在配液罐a中常温搅拌20min，得到前置段塞组合物；
[0072]
步骤二，以封堵段塞组合物总重为100％计，将0.5％的阴离子聚丙烯酰胺、1.8％的酰胺凝胶体膨颗粒yx-ii、0.2％的氯化铵、0.25％的乌洛托品、0.05％的草酸、0.05％的亚甲基双甲基萘磺酸钠、0.04％的三乙醇胺、0.02％的苯酚依次加入余量的水(矿化度为5000mg/l)，在配液罐b中常温搅拌30min，得到封堵段塞组合物，其中，阴离子聚丙烯酰胺分子量为600万，酰胺凝胶体膨颗粒yx-ii的直径为2mm，吸水倍数≥10，抗剪切能力≥80；
[0073]
步骤三，以驱油段塞组合物总重为100％计，将0.25％的阴离子聚丙烯酰胺、0.2％的2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、1％的酰胺凝胶体膨颗粒yx-ii、0.2％的氯化铵、0.45％的多聚甲醛、0.03％的硫代硫酸钠、0.007％的碳酸钠、0.004％的乙腈、0.004％的二甲基亚砜、0.03％的亚甲基二萘磺酸钠、0.09％的琼脂粉、0.013％的间苯二酚依次加入余量的水(矿化度为5000mg/l)，在配液罐c中常温搅拌30min，得到驱油段塞组合物，其中，阴离子聚丙烯酰胺分子量为2500万，酰胺凝胶体膨颗粒的直径为0.8mm，吸水倍数≥6，抗剪切能力≥74；
[0074]
步骤四，按2:9:29的体积比分别取上述制得的前置段塞组合物、封堵段塞组合物和驱油段塞组合物，组成调剖调驱剂。
[0075]
测试例2
[0076]
本测试例提供对实施例2得到的调剖调驱剂的抗剪切性能、耐高矿化度性能和封堵能力、不同段塞组合物比例的封堵性能进行的测试。
[0077]
2.1调剖调驱剂的粘损实验
[0078]
通过粘损实验测试实施例2制得的调剖调驱剂各段塞组合物的抗剪切性能。具体方法为：将实施例2制得的调剖调驱剂各段塞组合物多次重复通入岩心实验装置，模拟各段塞组合物在温度为90℃的地层中运移的过程，并测量过程中各段塞组合物粘度的变化，测试结果总结在表4中。
[0079]
表4
[0080][0081][0082]
从表4可以看出，前置段塞组合物的初始粘度为946mpa
·
s，通岩心5次后，前置段塞组合物粘度的粘损为60.5％；封堵段塞组合物的初始粘度为22456mpa
·
s，通岩心5次后，封堵段塞组合物粘度的粘损为35.7％；驱油段塞组合物的初始粘度为5658mpa
·
s，通岩心5次后，驱油段塞组合物粘度的粘损为27％。
[0083]
由上述结果可以看出，通过加入耐温抗盐功能聚合物等组分，本发明提供的调剖调驱剂各段塞组合物粘度虽然在多次通过岩心后会有损失，但随着通心次数增加，各段塞组合物粘度的损失逐渐减缓，满足深部调堵的需求。
[0084]
2.2耐高矿化度性能和封堵能力
[0085]
测试调剖调驱剂的耐高矿化度性能和封堵能力，具体方法是：在90℃进行室内岩心模拟实验，实验用水的矿化度为220000mg/l，测试封堵前后的渗透率(方法同测试1.2)，实验结果总结在表5中。
[0086]
表5
[0087][0088]
由表5可知，实施例2制得的调剖调驱剂在高温高矿化度条件下，对高渗透岩心的封堵性能可控，封堵率为39.7％-84.8％，突破压力在5.1mpa以上，说明在高温高矿化度条件下，实施例2制备的调剖调驱剂仍然具有良好的封堵能力，可以有效封堵高渗透层和水窜通道，能够满足水驱油藏不同的封堵要求。
[0089]
2.3段塞组合物的不同比例对封堵强度的影响
[0090]
调整调剖调驱剂中三个段塞组合物的比例，测试不同段塞组合物比例下调剖调驱剂的封堵性能，具体方法为：按照实施例2中各段塞组合物的成分含量，制备得到具有不同段塞组合物体积比的调剖调驱剂，在90℃向岩心中通入制备的调剖调驱剂，测量岩心的渗透率变化，按照测试1.2的方法计算封堵率，实验结果总结在表6中。
[0091]
表6
[0092]
前置：封堵：驱油(体积比)环境温度(℃)封堵率(％)突破压力(mpa)1:8:259045.85.51:8:289053.96.11:9:269050.55.91:10:289070.272:8:269075.87.42:9:299084.87.62:10:289081.37.5
[0093]
由表6可以看出，不同段塞组合物比例下，调剖调驱剂在地层条件下对岩心的封堵率为45.8-84.8％，突破压力为5.5-7.6mpa。上述结果说明，通过改三段塞组合物的用量比例，可以调节调剖调驱剂的封堵强度，从而满足不同措施井对堵剂性能的不同要求。
[0094]
实施例3
[0095]
本实施例提供了调剖调驱剂的在稠油注入井调剖调驱中的应用。以吐哈油田鲁8块生产井杜l18井为例，该井吸水不均、水窜现象严重，地层存在高渗透通道，对应井组应用效果逐年变差。为了有效控制水窜现象产生的不利影响，利用实施例2制得的调剖调驱剂对该井实施深部调剖措施，用以改善井组生产效果。
[0096]
具体施工过程包括：依次注入前置段塞组合物200m3、封堵段塞组合物1800m3、驱油
段塞组合物5800m3，排量为2-5m3/h。开始注入前置段塞时施工压力为10mpa，开始注入驱油段塞时施工压力为22mpa，整个过程中施工压力缓慢升高。
[0097]
措施后，该井注水压力上升了2.2mpa，高渗层吸水量从88.6％下降至51.4％，中低渗透层吸汽量从11.4％提高到48.6％，纵向上动用程度改善明显；平面上水窜通道得到有效封堵，井组平均日产油由措施前的2.1t上升至6.5t，累计增油1232t，增油效果显著。
[0098]
以上实施例和测试例说明，本发明提供的调剖调驱剂耐温性能好，抗盐抗剪切性能突出，封堵强度可调，可以对高渗透通道进行有效封窜，同时具有深部调驱的作用，增产效果显著。