一种水平井控水用暂堵剂、制备方法及其应用
【技术领域】
[0001] 本发明涉及油田开发过程中的采油技术领域，具体涉及一种水平井控水用暂堵 剂、制备方法及其应用。
【背景技术】
[0002] 水平井井段长200-600m，由于生产制度、储层非均质性等原因易导致产液剖面不 均匀，边底水或注入水局部突破，含水过快上升。通过封堵出水段，可以有效抑制出水，均衡 产液剖面，启动未动用潜力部位，提高水平井的整体开发效益。
[0003] 对出水段的封堵可借助机械手段采用分段定向封堵的方法，但需满足井况良好， 可下工具等要求，作业难度大；笼统封堵则可实现不动管柱、直接注入，工艺简单，该工艺一 般需要低排量注入，但地层堵剂不可避免会进入潜力段、伤害储层；而辅助暂堵是降低储层 伤害，提高封堵效果的有效手段之一。
[0004] 辅助暂堵的实施工艺为：在注入高强度地层堵剂封堵高渗出水段前，先注暂堵剂， 进入相对低渗潜力段的暂堵剂在含油部位端面形成堵塞，保证后续注入的地层堵剂进入相 对高渗的出水段；地层堵剂注入结束后，油层暂堵剂降解，低渗潜力段恢复生产。
[0005] 目前应用的暂堵剂主要有：有机树脂、惰性固体（如油溶性树脂、封堵微球）等。 其中应用最广泛的为有机树脂和封堵微球，聚合物暂堵剂因其牢固的化学交联网络结构， 封堵效果良好，但存在着降解速度缓慢，会对油层造成一定程度伤害；封堵微球具有封堵强 度高，变形小等特点，但缺点是降解时间不可控。
[0006] 因此，需要开发一种水平井水用控暂堵剂，解决常规油井堵水暂堵剂降解缓慢、不 彻底而伤害油层的技术难题。
【发明内容】
[0007] 为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种水平井控水用暂堵剂，该暂堵剂具 有：成胶凝胶粘度高，通过调节交联剂中聚乙二醇二丙烯酸酯与N，N-亚甲基双丙烯酰胺的 比例，达到降解时间可控、降解彻底的目的，能够实现封堵高渗透层，降解时间可调，能够降 低对油层的伤害。
[0008] 本发明的另一目的是提供上述水平井控水用暂堵剂的制备方法。
[0009] 本发明又一目的是提供上述水平井控水用暂堵剂在水平井控水中的应用。
[0010] 为达到上述目的，本发明提供了一种水平井控水用暂堵剂，以重量份计，其原料组 成包括：
[0011] 丙烯酰胺4-15份、聚丙烯纤维0. 5-3份、增强剂1. 5-4份、复合交联剂0. 5-1. 0份、 引发剂〇. 1-0. 2份、余量为水，上述各组分的重量份之和为100份；
[0012] 所述复合交联剂为质量比10:1-4的聚乙二醇二丙烯酸酯与N，N-亚甲基双丙烯酰 胺组成的混合物。
[0013] 本发明提供的暂堵剂是在水中加入丙烯酰胺、聚丙烯纤维、增强剂、复合交联剂、 引发剂聚合后形成的凝胶，其封堵能力强，暂时封堵油层、降低伤害油层的作用。
[0014] 在上述水平井控水用暂堵剂中，优选地，以重量份计，该暂堵剂的原料组成包括： 丙烯酰胺10份、聚丙烯纤维2份、增强剂3份、复合交联剂0. 8份、引发剂0. 15份、余量为 水，上述各组分的重量份之和为100份。
[0015] 在上述水平井控水用暂堵剂中，优选地，所述聚丙烯纤维的长度为6-8mm，直径为 5_10 μ m〇
[0016] 在上述水平井控水用暂堵剂中，优选地，所述引发剂为碱金属的过硫酸盐；更优选 地，所述过硫酸盐为过硫酸钠、过硫酸铵和过硫酸钾中的一种或几种的组合，进一步优选为 过硫酸铵。
[0017] 在上述水平井控水用暂堵剂中，优选地，所述增强剂为超细碳酸钙、海泡石、凹凸 棒土中的一种或几种的组合，更优选为海泡石。海泡石为无机矿物，具有类似纤维的结构， 在暂堵剂中充当填充剂，能够提高暂堵剂的强度，与聚丙烯纤维相配合能够起到抗冲刷作 用。
[0018] 根据本发明的具体实施方案，优选地，所述暂堵剂降解前的表观粘度为 30000-100000mPa *s。本发明提供的暂堵剂降解时间l-20d可控，降解后的粘度较低，暂堵 剂降解后岩心渗透率恢复值为80-98 %。通过调节交联剂中聚乙二醇二丙烯酸酯与N，N-亚 甲基双丙烯酰胺的比例，达到降解时间可控、降解彻底的目的，例如图1-图6所示的情况。
[0019] 利用高速粉碎机将本发明的水平井控水暂堵颗粒研磨造粒并分筛，可得到粒径合 适的暂堵颗粒，此暂堵颗粒60°c条件下在自来水中的吸水膨胀倍数为5-15倍。
[0020] 本发明另外提供了一种制备上述水平井控水用暂堵剂的方法，该方法包括以下步 骤：
[0021] 在水中依次加入丙烯酰胺、聚丙烯纤维、增强剂、复合交联剂，常温下搅拌均匀后 加入引发剂，静置反应l_3h，制得所述暂堵剂。
[0022] 在上述方法中，优选地，所述常温下搅拌的时间为20分钟。
[0023] 本发明还提供了一种上述暂堵剂在水平井控水中的应用。
[0024] 本发明提供的水平井控水用暂堵剂除具备一定封堵强度外，通过调节交联剂中聚 乙二醇二丙烯酸酯与N，N-亚甲基双丙烯酰胺的比例能够调控降解时间，具有降解彻底及 对油层伤害低的特点，能够实现封堵高渗透层，降解时间可调，降低对油层的伤害。
【附图说明】
[0025] 图1为实施例1的水平井暂堵剂渗透率恢复值与时间的变化关系图；
[0026] 图2为实施例2的水平井暂堵剂渗透率恢复值与时间的变化关系图；
[0027] 图3为实施例3的水平井暂堵剂渗透率恢复值与时间的变化关系图；
[0028] 图4为实施例4的水平井暂堵剂渗透率恢复值与时间的变化关系图；
[0029] 图5为实施例5的水平井暂堵剂渗透率恢复值与时间的变化关系图；
[0030]图6为实施例6的水平井暂堵剂渗透率恢复值与时间的变化关系图。
【具体实施方式】
[0031] 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。
[0032] 测试凝胶粘度的仪器包括：Brookfield DV- III旋转粘度计，64号转子，剪切速率 7. 34s'
[0033] 以自来水为例，水平井控水用暂堵剂表观粘度为30000-100000mPa · s，降解时间 在1-20天可调，配制时溶液的表观粘度较低（〈lOOmPa *s)，便于注入，能够满足施工工艺要 求。
[0034] 下面实施例中各组分以重量份计。
[0035] 实施例1
[0036] 本实施例提供了一种水平井控水用暂堵剂及其性能测试实验。
[0037] 该暂堵剂是通过以下步骤配制的：
[0038] 将自来水93. 4份、丙烯酰胺4份、聚丙烯纤维0. 5份、海泡石1. 5份、复合交联剂 0.5份（质量比为10:4的聚乙二醇二丙烯酸酯与N，N-亚甲基双丙烯酰胺组成的混合物）， 加入到具塞广口瓶中，搅拌20分钟使其完全分散、溶解，再加入0. 10份过硫酸铵，静置反应 l-3h，制得水平井控水用暂堵剂。
[0039] 上述暂堵剂的性能测试实验：
[0040] ⑴暂堵剂粘度的测定
[0041] 在实验室内取样品置于具塞广口瓶中，在60°C恒温干燥箱中观察成胶情况，实验 发现6小时后初步成胶，测得的表观粘度为35000mPa · s。
[0042] (2)暂堵剂的岩心驱替实验
[0043] 将80-120目的石英砂充填到直径2. 5cm、长度60cm的填砂管中，将上述制得的水 平井控水用暂堵剂与有机凝胶暂堵剂分别注入充填了相同粒径石英砂的岩心管中，将岩心 管两端密封，置于60°C恒温干燥箱中恒温48小时使其成胶，而后注入水进行驱替实验，进 一步考察暂堵剂的封堵能力，结果见表1中。
[0044] 表1水平井控水用暂堵剂封堵性能
[0045]
【主权项】
1. 一种水平井控水用暂堵剂，以重量份计，其原料组成包括： 丙烯酰胺4-15份、聚丙烯纤维0. 5-3份、增强剂1. 5-4份、复合交联剂0. 5-1. 0份、弓丨 发剂0. 1-0. 2份、余量为水，上述各组分的重量份之和为100份； 所述复合交联剂为质量比10:1-4的聚乙二醇二丙烯酸酯与N，N-亚甲基双丙烯酰胺组 成的混合物。
2. 如权利要求1所述的暂堵剂，其中，以重量份计，该暂堵剂的原料组成包括：丙烯酰 胺10份、聚丙烯纤维2份、增强剂3份、复合交联剂0. 8份、引发剂0. 15份、余量为水，上述 各组分的重量份之和为100份。
3. 如权利要求1所述的暂堵剂，其中，所述聚丙烯纤维的长度为6-8mm，直径为 5_10 u m〇
4. 如权利要求1或2所述的暂堵剂，其中，所述引发剂为碱金属的过硫酸盐，优选为过 硫酸钠、过硫酸铵和过硫酸钾中的一种或几种的组合，更优选为过硫酸铵。
5. 如权利要求1或2所述的暂堵剂，其中，所述增强剂为超细碳酸钙、海泡石、凹凸棒土 中的一种或几种的组合。
6. 如权利要求5所述的暂堵剂，其中，所述增强剂为海泡石。
7. 如权利要求1-6任意一项所述的暂堵剂，其中，所述暂堵剂降解前的表观粘度为 30000-100000mPa ? s。
8. -种制备权利要求1-7任意一项所述水平井控水用暂堵剂的方法，该方法包括以下 步骤： 在水中依次加入丙烯酰胺、聚丙烯纤维、增强剂、复合交联剂，搅拌均匀后加入引发剂， 静置反应l-3h，制得所述暂堵剂。
9. 如权利要求8所述的方法，其中，所述搅拌的时间为20分钟。
10. -种权利要求1-7任意一项所述水平井控水用暂堵剂在水平井控水中的应用。
【专利摘要】本发明提供了一种水平井控水用暂堵剂、制备方法及其应用。以重量份计，该水平井控水用暂堵剂的原料组成包括：丙烯酰胺4-15份、聚丙烯纤维0.5-3份、增强剂1.5-4份、复合交联剂0.5-1.0份、引发剂0.1-0.2份、余量为水，各组分的重量份之和为100份；复合交联剂为质量比10:1-4的聚乙二醇二丙烯酸酯与N，N-亚甲基双丙烯酰胺组成的混合物。该暂堵剂的制备方法为：在水中依次加入丙烯酰胺、聚丙烯纤维、增强剂、复合交联剂，搅拌均匀，加入引发剂，静置反应1-3h，制得暂堵剂。本发明还提供了上述暂堵剂在水平井控水中的应用。本发明所提供的暂堵剂具有成胶凝胶粘度高、降解时间可控、降解彻底等特点，能够实现封堵高渗透层，降解时间可调，能够降低对油层的伤害。
【IPC分类】C09K8-512
【公开号】CN104531115
【申请号】CN201410838537
【发明人】刘平德, 魏发林, 熊春明, 杜政学, 张娜
【申请人】中国石油天然气股份有限公司
【公开日】2015年4月22日
【申请日】2014年12月30日