一种用于油井堵水的化学堵剂及其使用方法
【专利摘要】本发明提供了一种用于油井堵水的化学堵剂，由A段配方、B段配方、C段配方构成，本发明还提供了一种用于油井堵水的化学堵剂的使用方法，包括用机器将化学堵剂泵入至堵水层位，且A段配方、B段配方、C段配方通过分段的方式依次注入堵水层位。本发明通过三段化学配方中每段配方的产物，达到封堵效果，且使用分段式注入法，每段配方在产生封堵作用的同时又对前一驱油带起到支持作用，封堵效果好，承压强度高。
【专利说明】一种用于油井堵水的化学堵剂及其使用方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及油田开发【技术领域】，具体而言，涉及一种用于油井堵水的化学堵剂及其使用方法。
【背景技术】
[0002]油井堵水是油田开发中后期不可缺少的一项重要调整措施。现有技术常采用水泥或超细水泥作为封堵油井出水层的材料，并同时采用水力扩张式封隔器和节流器的配套工艺管柱，利用水力扩张式封隔器将出水层与产油层分隔开，将水泥或超细水泥从节流器挤入地层，然后关井扩散压力，在水泥初凝时间内，用清水反洗井，将多余水泥浆洗出井筒。然而这种方法也存在一些缺点，利用水泥封堵出水层，易污染和堵塞出油孔道及出油层，造成储层永久性的伤害，无法恢复，且水泥初凝时间较短，封堵半径小，远井地带的出水层无法封堵，还会产生底水锥进，造成油井再次出水。
【发明内容】
[0003]为了解决上述的问题，本发明提供一种用于油井堵水的化学堵剂及其使用方法，主要表现在能够形成粘度和承压强度较好的凝胶，能够封堵远离井眼的出水层，且不会堵塞出油层。
[0004]采用的技术方案是:一种用于油井堵水的化学堵剂，包括按次序使用的A段配方、B段配方、C段配方；
[0005]所述A段配方包括聚丙烯酰胺和交联剂，所述聚丙烯酰胺和所述交联剂的质量比为 5 ~7:0.5 ~1.5 ;
[0006]所述B段配方包括水玻璃、松香改性酚醛树脂、石灰和甲酰胺，所述水玻璃、所述松香改性酚醛树脂、所述石灰和所述甲酰胺的质量比为9~11:1~3:0.5~2.5:0.5~1.5，或者所述B段配方包括水玻璃、松香改性酚醛树脂、石灰和二甲基甲酰胺，所述水玻璃、所述松香改性酚醛树脂、所述石灰和所述二甲基甲酰胺的质量比为9~11:1~3:0.5 ~2.5:0.5 ~1.5 ;
[0007]所述C段配方包括聚丙烯酰胺的单体、交联剂和引发剂，所述聚丙烯酰胺的单体、所述交联剂和所述引发剂的质量比为29~31:0.5~1.5:0.05~0.15。
[0008] A段配方利用聚丙烯酰胺与交联剂的混合，生成一种粘度大、承压强度高的凝胶，该凝胶的耐冲刷能力也较强，能够防止注水开采过程堵剂反排出的现象出现，且由于该凝胶形成时间较长，所以可以封堵远离井眼的地层，该凝胶只在水层中形成，遇到地层原油则不能形成，所以只堵水层不堵油层，不会对出油层造成堵塞段配方利用水玻璃、松香改性酚醛树脂、石灰、甲酰胺或者利用水玻璃、松香改性酚醛树脂、石灰、二甲基甲酰胺的综合反应，在生成堵塞物的同时也释放气体，形成微孔，使大孔道变成低渗孔道，增强堵剂堵水效果，并能防止油井水驱开采过程中堵剂回吐的现象发生；C段配方混合后将形成一种比A段配方形成的凝胶粘度、强度更大的凝胶，既能够封堵近井地带，又对前两段配方的堵塞物起到支持作用。
[0009]作为优选的技术方案，所述聚丙烯酰胺为KY-2聚丙烯酰胺，所述聚丙烯酰胺的单体为KY-2聚丙烯酰胺的单体。KY-2聚丙烯酰胺是一种易于配制的聚丙烯酰胺改性聚合物，在聚丙烯酰胺中引入了磺酸基团，KY-2聚丙烯酰胺具有优良的抗盐性和抗温性，从而增强了 A段配方和C段配方的抗盐性和抗温性。
[0010]作为优选的技术方案，所述A段配方中的所述交联剂由酚醛树脂和三价铬的化合物配制而成，所述酚醛树脂和所述三价铬的化合物的质量比为0.5~1.5:0.5~1.5。交联剂可以选取本领域堵剂用交联剂中的任意一种，均能解决本发明的技术问题并达到本发明预期的技术效果，优选的，采用酚醛树脂和三价铬的化合物复配成的交联剂，可注入至远井地带，封堵半径大，封堵效果非常好，封堵有效率超过90%。
[0011]作为进一步优选的技术方案，所述三价铬的化合物为乙酸铬。乙酸铬为本领域常用的化学试剂。
[0012]作为优选的技术方案，所述C段配方中的所述交联剂为双丙烯酰胺类的单体，所述引发剂为过硫酸盐。在地层温度条件下，分别选用双丙烯酰胺类的单体和过硫酸盐作为交联剂和引发剂，能够达到非常好的封堵效果。
[0013]作为进一步优选的技术方案，所述双丙烯酰胺类的单体为亚甲基双丙烯酰胺，所述过硫酸盐为过硫酸钾。
[0014]本发明的发明目的之二在于提供一种化学堵水方法，包括采用所述的化学堵剂。通过提供的堵剂的使用方法，本领域的技术人员能够依据使用方法来进行操作，简单方便。
[0015]作为进一步优选的技术方案，将A段配方的聚丙烯酰胺、交联剂分别与水混合，再将以上两种混合后的溶液倒在一起，聚丙烯酰胺、交联剂和水的质量比为5~7:0.5~
1.5:230 ~236 ；
[0016]将B段配方的水玻璃、松香改性酚醛树脂和石灰混合后加水搅拌，将甲酰胺与水混合，将以上两种混合后的溶液倒在一起，水玻璃、松香改性酚醛树脂、石灰、甲酰胺和水的质量比为9~11:1~3:0.5~2.5:0.5~1.5:20~23 ;或者将B段配方的水玻璃、松香改性酚醛树脂和石灰混合后加水搅拌，将二甲基甲酰胺与水混合，将以上两种混合后的溶液倒在一起，水玻璃、松香改性酚醛树脂、石灰、二甲基甲酰胺和水的质量比为9~11:1~3:0.5 ~2.5:0.5 ~1.5:20 ~23 ；
[0017]将C段配方的聚丙烯酰胺的单体、交联剂和引发剂混合，加水搅拌，聚丙烯酰胺的单体、交联剂、引发剂和水的质量比为29~31:0.5~1.5:0.05~0.15:55~59 ；
[0018]利用机器将配制好的A段配方、B段配方、C段配方按照次序注入地层。
[0019]将A段配方、B段配方、C段配方分别加水配制好后，利用注剂泵或者水泥车将A段配方、B段配方、C段配方按照次序泵入至堵水层位，三段配方按次序注入能起到不同的作用，首先，A段配方承受注水开采过程的冲刷能力强，能够封堵远井地带；其次，在前一段驱油带形成后，B段配方形成具有微孔的坚硬的硅酸钙固体堵塞物，起到对前一段堵塞物的支持作用，增强堵剂承压强度；最后，C段配方形成粘度、强度更大的凝胶，封堵近井地带，同时对前两段驱油带进行支持。
[0020]与现有技术相比，本发明的有益效果是:本发明提供的化学堵剂为分段式的化学堵剂，将三段配方按次序注入，各段配方在各自达到封堵效果的基础上又相辅相成，既能封堵远井地带，又能封堵近井地带，堵水效果好，承压强度高，且不会堵塞出油孔道及出油层。【具体实施方式】
[0021]下面通过具体的实施例对本发明做进一步的详细描述。
[0022]实施例1
[0023]使用时，A段配方的聚丙烯酰胺、交联剂的质量比为5:0.5，交联剂由酚醛树脂和乙酸铬按照质量比为0.9:1.1组成，B段配方的水玻璃、松香改性酚醛树脂、石灰和甲酰胺的质量比为9:1:0.5:0.5，C段配方的聚丙烯酰胺单体、亚甲基双丙烯酰胺和过硫酸钾的质量比为 29:0.5:0.05。
[0024]A段配方:取用聚丙烯酰胺150kg，加入6000kg的水，将聚丙烯酰胺配制成质量浓度为2.4%的溶液，再取交联剂15kg，其中，酚醛树脂为6.75kg，乙酸铬为8.25kg，在交联剂中加入900kg的水，将交联剂配成质量浓度为1.6%的溶液，然后将配好的聚丙烯酰胺溶液与交联剂溶液混合，形成质量浓度为2.4%的溶液；
[0025]B段配方:分别取用水玻璃、松香改性酚醛树脂、石灰的量为900kg、100kg、50kg，将以上各组分在室温条件下混合好后，往混合物中加1000kg的水，配成质量浓度为51.2%的混合溶液，再取甲酰胺50kg，加入1000kg的水，将甲酰胺配制成质量浓度为4.8%的溶液，然后将甲酰胺溶液缓慢倒入混合溶液中，形成质量浓度为35.5%的溶液；
[0026]C段配方:分别取用聚丙烯酰胺的单体、亚甲基双丙烯酰胺、过硫酸钾的量为870kg、15kg、1.5kg, 将以上各组分在室温条件下混合好后，加入1650kg的水,配成质量浓度为34.9%的溶液；
[0027]利用水泥车将配制好的A段配方、B段配方、C段配方按照次序注入温度条件为70~90°C的地层，A段配方逐步挤入地层深部，8~20h内形成高强度的凝胶，封堵远井地段，B段配方在0.5~2h内形成坚固的碳酸钙固体堵塞物，并形成气孔，既能起到支撑作用，又不会完全封堵地层，C段配方在I~4h内形成高强度和高粘弹性的凝胶，封堵近井地段，三段配方联合封堵的堵水率达92%。
[0028]实施例2
[0029]使用时，A段配方的KY-2聚丙烯酰胺、交联剂的质量比为7:1.5，交联剂由酚醛树脂和乙酸铬按照质量比为0.5:0.7组成，B段配方的水玻璃、松香改性酚醛树脂、石灰和二甲基甲酰胺的质量比为11:3:2.5:1.5，C段配方的KY-2聚丙烯酰胺单体、亚甲基双丙烯酰胺和过硫酸钾的质量比为31:1.5:0.15。
[0030]A段配方:取用KY-2聚丙烯酰胺210kg，加入6000kg的水，将KY-2聚丙烯酰胺配制成质量浓度为3.4%的溶液，再分别取酚醛树脂和乙酸铬18.75kg、26.25kg，将酚醛树脂和乙酸铬在室温条件下混合，形成交联剂，在交联剂中加入1080kg的水，配成质量浓度为4%的溶液，然后将配好的KY-2聚丙烯酰胺溶液与交联剂溶液混合，形成质量浓度为3.5%的溶液；
[0031]B段配方:分别取用水玻璃、松香改性酚醛树脂、石灰的量为1100kg、300kg、250kg，将以上各组分在室温条件下混合好后，往混合物中加1300kg的水，配成质量浓度为55.9%的混合溶液，再取二甲基甲酰胺150kg，加入1000kg的水，将二甲基甲酰胺配制成质量浓度为13%的溶液，然后将二甲基甲酰胺溶液缓慢倒入混合溶液中，形成质量浓度为43.9%的溶液；
[0032]C段配方:分别取用KY-2聚丙烯酰胺的单体、亚甲基双丙烯酰胺、过硫酸钾的量为930kg、45kg、4.5kg,将以上各组分室温下混合好后,加入1770kg的水,配成质量浓度为35.6%的溶液；
[0033]利用注剂泵将配制好的A段配方、B段配方、C段配方按照次序注入温度条件为70~90°C的地层，A段配方逐步挤入地层深部，8~20h内形成高强度的凝胶，封堵远井地段，B段配方在0.5~2h内形成坚固的碳酸钙固体堵塞物，并形成气孔，既能起到支撑作用，又不会完全封堵地层，C段配方在I~4h内形成高强度和高粘弹性的凝胶，封堵近井地段，三段配方联合封堵的堵水率达96%。
[0034]实施例3
[0035]使用时，A段配方的KY-2聚丙烯酰胺、交联剂的质量比为6:1，交联剂由酚醛树脂和乙酸铬按照质量比为1:1组成，B段配方的水玻璃、松香改性酚醛树脂、石灰和甲酰胺的质量比为10:2:1.5:1，C段配方的KY-2聚丙烯酰胺单体、亚甲基双丙烯酰胺和过硫酸钾的质量比为30:1:0.1。
[0036]A段配方:取用KY-2聚丙烯酰胺180kg，加入6000kg的水，将KY-2聚丙烯酰胺配制成质量浓度为2.9%的溶液，再分别取酚醛树脂和乙酸铬15kg、15kg，将酚醛树脂和乙酸铬在室温条件下混合，形成交联剂，在交联剂中加入990kg的水，配成质量浓度为2.9%的溶液，然后将配好的KY-2聚丙烯酰胺溶液与交联剂溶液混合，形成质量浓度为2.9%的溶液；
[0037]B段配方:分别取 用水玻璃、松香改性酚醛树脂、石灰的量为1000kg、200kg、150kg，将以上各组分在室温条件下混合好后，往混合物中加1150kg的水，配成质量浓度为54%的混合溶液，再取甲酰胺100kg，加入1000kg的水，将甲酰胺配制成质量浓度为9.1%的溶液，然后将甲酰胺溶液缓慢倒入混合溶液中，形成质量浓度为40.3%的溶液；
[0038]C段配方:分别取用KY-2聚丙烯酰胺的单体、亚甲基双丙烯酰胺、过硫酸钾的量为900kg、30kg、3kg，将以上各组分室温下混合好后，加入1721kg的水，配成质量浓度为35.3%的溶液；
[0039]利用水泥车将配制好的A段配方、B段配方、C段配方按照次序注入温度条件为70~90°C的地层，A段配方逐步挤入地层深部，8~20h内形成高强度的凝胶，封堵远井地段，B段配方在0.5~2h内形成坚固的碳酸钙固体堵塞物，并形成气孔，既能起到支撑作用，又不会完全封堵地层，C段配方在I~4h内形成高强度和高粘弹性的凝胶，封堵近井地段，三段配方联合封堵的堵水率达94%。
[0040]以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种用于油井堵水的化学堵剂，其特征在于:包括按次序使用的A段配方、B段配方、C段配方； 所述A段配方包括聚丙烯酰胺和交联剂，所述聚丙烯酰胺和所述交联剂的质量比为5 ~7:0.5 ~L 5 ; 所述B段配方包括水玻璃、松香改性酚醛树脂、石灰和甲酰胺，所述水玻璃、所述松香改性酚醛树脂、所述石灰和所述甲酰胺的质量比为9~11:1~3:0.5~2.5:0.5~1.5，或者所述B段配方包括水玻璃、松香改性酚醛树脂、石灰和二甲基甲酰胺，所述水玻璃、所述松香改性酚醛树脂、所述石灰和所述二甲基甲酰胺的质量比为9~11:1~3:0.5~2.5:0.5 ~1.5 ; 所述C段配方包括聚丙烯酰胺的单体、交联剂和引发剂，所述聚丙烯酰胺的单体、所述交联剂和所述引发剂的质量比为29~31:0.5~1.5:0.05~0.15。
2.根据权利要求1所述的用于油井堵水的化学堵剂，其特征在于:所述聚丙烯酰胺为KY-2聚丙烯酰胺，所述聚丙烯酰胺的单体为KY-2聚丙烯酰胺的单体。
3.根据权利要求1所述的用于油井堵水的化学堵剂，其特征在于:所述A段配方中的所述交联剂由酚醛树脂和三价铬的化合物配制而成，所述酚醛树脂和所述三价铬的化合物的质量比为0.5~1.5:0.5~1.5。
4.根据权利要求3所述的用于油井堵水的化学堵剂，其特征在于:所述三价铬的化合物为乙酸铬。
5.根据权利要求1所述的用于油井堵水的化学堵剂，其特征在于:所述C段配方中的所述交联剂为双丙烯酰胺类的单体，所述引发剂为过硫酸盐。
6.根据权利要求5所述的用于油井堵水的化学堵剂，其特征在于:所述双丙烯酰胺类的单体为亚甲基双丙烯酰胺，所述过硫酸盐为过硫酸钾。
7.一种用于油井堵水的化学堵剂的使用方法，包括采用权利要求1-6任一项所述的化学堵剂。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，包括以下步骤:将A段配方的聚丙烯酰胺、交联剂分别与水混合，再将以上两种混合后的溶液倒在一起，聚丙烯酰胺、交联剂和水的质量比为5~7:(λ 5~L 5:230~236 ； 将B段配方的水玻璃、松香改性酚醛树脂和石灰混合后加水搅拌，将甲酰胺与水混合，将以上两种混合后的溶液倒在一起，水玻璃、松香改性酚醛树脂、石灰、甲酰胺和水的质量比为9~11:1~3:0.5~2.5:0.5~1.5:20~23 ;或者将B段配方的水玻璃、松香改性酚醛树脂和石灰混合后加水搅拌，将二甲基甲酰胺与水混合，将以上两种混合后的溶液倒在一起，水玻璃、松香改性酚醛树脂、石灰、二甲基甲酰胺和水的质量比为9~11:1~3:0.5 ~2.5:0.5 ~1.5:20 ~23 ； 将C段配方的聚丙烯酰胺的单体、交联剂和引发剂混合，加水搅拌，聚丙烯酰胺的单体、交联剂、引发剂和水的质量比为29~31:0.5~1.5:0.05~0.15:55~59 ； 利用机器将配制好的A段配方、B段配方、C段配方按照次序注入地层。
【文档编号】E21B33/13GK103923626SQ201410145082
【公开日】2014年7月16日 申请日期:2014年4月11日 优先权日:2014年4月11日
【发明者】罗跃, 张建国, 杨欢, 颜学敏, 安科 申请人:长江大学