一种油井纳米颗粒封窜堵水剂.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201110310707.9

申请日:

2011.10.14

公开号:

CN102329600A

公开日:

2012.01.25

当前法律状态:

授权

有效性:

有权

法律详情:

专利权人的姓名或者名称、地址的变更IPC(主分类):C09K 8/46变更事项:专利权人变更前:轮台格瑞迪斯石油技术有限公司变更后:新疆格瑞迪斯石油技术股份有限公司变更事项:地址变更前:841600 新疆维吾尔自治区巴音郭楞蒙古自治州轮台工业园区管委会办公楼变更后:841000 新疆维吾尔自治区巴州库尔勒经济技术开发区开发大道孵化中心大楼402室|||著录事项变更IPC(主分类):C09K 8/46变更事项:发明人变更前:白杨 谭晓华 刘建仪 张广东 王平全 胡亚琴 李丽变更后:贺志刚|||专利权的转移IPC(主分类):C09K 8/46变更事项:专利权人变更前权利人:西南石油大学变更后权利人:轮台格瑞迪斯石油技术有限公司变更事项:地址变更前权利人:610500 四川省成都市新都区新都大都8号变更后权利人:841600 新疆维吾尔自治区巴音郭楞蒙古自治州轮台工业园区管委会办公楼登记生效日:20140228|||授权|||实质审查的生效IPC(主分类):C09K 8/46申请日:20111014|||公开

IPC分类号:

C09K8/46

主分类号:

C09K8/46

申请人:

西南石油大学

发明人:

白杨; 谭晓华; 刘建仪; 张广东; 王平全; 胡亚琴; 李丽

地址:

610500 四川省成都市新都区新都大都8号

优先权:

专利代理机构:

代理人:

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内容摘要

本发明涉及一种用于封堵微裂缝及低渗地层的油井纳米颗粒封窜堵水剂。它可克服封堵微裂缝及低渗地层出水的油井水泥封堵半径小,有机类强度低、封堵有效期短的缺陷,其技术方案是:制备该堵水剂所用原料的各组分及含量为,质量单位为克:氧化钙23-25;氧化硅18-21;氧化铝7-8.5;氧化铁4-5.4;三乙醇胺0.15-0.18;KCL0.06-0.08;Na2SiO30.04-0.05;膨润土0.42-0.5;丙酮和甲醛缩聚物0.1-0.12;铁铬木质素磺酸盐0.1-0.15;淡水39.02-47.13。本发明堵水剂在井下温度和压力条件下,通过有机和无机组分的协调效应和化学反应,能在封堵层位形成抗压强度高、韧性好、微膨胀和有效期长的固化体,能严实封堵各种类型的地层,用于油井原油开发。

权利要求书

1: 一种油井纳米颗粒封窜堵水剂, 其特征是 : 制备该堵水剂所用原料的各组分及其 含量如下, 其质量单位为克或千克 : 氧化钙 23-25 ; 氧化硅 18-21 ; 氧化铝 7-8.5 ; 氧化铁 4-5.4 ; 三 乙 醇 胺 0.15-0.18 ; KCL 0.06-0.08 ; Na2SiO3 0.04-0.05 ; 膨 润 土 0.42-0.5 ; 丙 酮和甲醛缩聚物 0.1-0.12 ; 铁铬木质素磺酸盐 0.1-0.15 ; 淡水 39.02-47.13 ; 该堵水剂 的制备方法, 先采用球磨仪分别将氧化钙, 氧化硅, 氧化铝, 氧化铁, Na2SiO3, 膨润土, 丙酮 和甲醛缩聚物进行研磨, 使其颗粒粒径达到 1-100nm; 再将三乙醇胺 0.15-0.18 克, KCL 0.06-0.08 克, 铁铬木质素磺酸盐 0.1-0.15 克, 倒入盛有 39.02-47.13 克淡水的高速搅拌 杯中充分溶解, 再加入研磨后的氧化钙 23-25 克, 氧化硅 18-21 克, 氧化铝 7-8.5 克, 氧化铁 4-5.4 克, Na2SiO3 0.04-0.05 克, 膨润土 0.42-0.5 克, 丙酮和甲醛缩聚物 0.1-0.12 克, 在高 速搅拌杯中以 8000-10000 转 / 分钟的速度搅拌 3 分钟, 制得本油井纳米颗粒封窜堵水剂。

说明书


一种油井纳米颗粒封窜堵水剂

    技术领域 本发明涉及一种用于封堵微裂缝及低渗地层的油井纳米颗粒封窜堵水剂, 特别适 合于管外窜、 套管变形及损坏、 层间窜等情况下微裂缝的封堵。
     背景技术 随着油井原油开发的逐步深入, 油田进入高含水开发期, 油井存在不同类型的水 窜、 水害。 特别的是对于低渗地层的油井管外窜、 套管变形及损坏、 层间窜、 难卡封已射开高 含水井的封堵, 最常用的方法是向采油井或注水井特定层段挤注高强度堵水剂进行永久性 封堵或重新射孔, 来稳油控水, 提高采收率。 目前采用的油井堵水剂主要有油井水泥类堵水 剂和有机类堵水剂。但是由于油井水泥的颗粒大不能够进入微缝通道, 且封堵半径小, 成 功率只有 30% 左右 ; 采用有机类堵水剂封堵, 由于受其自身性质的影响往往耐久性低、 强度 低、 老化现象严重、 成本高, 使用受到限制。
     发明内容 本发明的目的是 : 为了克服封堵微裂缝及低渗地层出水的油井水泥封堵半径小, 有机类强度低、 封堵有效期短的缺陷, 特提供一种油井纳米颗粒封窜堵水剂。
     为了达到上述目的, 本发明采用以下技术方案 : 一种油井纳米颗粒封窜堵水剂, 其特征是制备该堵水剂所用原料的各组分及其含量如下, 其质量单位为克或千克 : 氧化钙 23-25 ; 氧化硅 18-21 ; 氧化铝 7-8.5 ; 氧化铁 4-5.4 ; 三乙醇胺 0.15-0.18 ; KCL 0.06-0.08 ; Na2SiO3 0.04-0.05 ; 膨润土 0.42-0.5 ; 丙酮和甲醛缩聚物 0.1-0.12 ; 铁铬木质素磺酸盐 0.1-0.15 ; 淡水 39.02-47.13。
     本发明油井纳米颗粒封窜堵水剂的制备方法是 : 先采用德国 Restsch 公司出产的行星式球磨仪 PM400 分别将氧化钙, 氧化硅, 氧化铝, 氧化铁, Na2SiO3, 膨润土, 丙酮和甲醛缩聚物进行研磨, 使其颗粒粒径达到 1-100nm; 再 将三乙醇胺 0.15-0.18 克, KCL 0.06-0.08 克, 铁铬木质素磺酸盐 0.1-0.15 克, 倒入盛有 39.02-47.13 克淡水的高速搅拌杯中充分溶解, 再加入研磨后的氧化钙 23-25 克, 氧化硅 18-21 克, 氧化铝 7-8.5 克, 氧化铁 4-5.4 克, Na2SiO3 0.04-0.05 克, 膨润土 0.42-0.5 克, 丙 酮和甲醛缩聚物 0.1-0.12 克, 在高速搅拌杯中以 8000-10000 转 / 分钟的速度搅拌 3 分钟, 即得到用于封堵微裂缝及低渗地层的油井纳米颗粒封窜堵水剂。
     本发明提供的封堵微裂缝及低渗地层的油井纳米颗粒封窜堵水剂与现有技术相 比具有以下有益效果 : (1) 该堵水剂能够在微裂缝、 小孔道快速形成网架结构, 有效地滞留 在封堵层内 ; (2) 该堵水剂在井下温度和压力的养护条件下, 通过有机和无机组分的协同 效应和化学反应, 能够在封堵层位形成抗压强度高、 韧性好、 微膨胀和有效期长的固化体 ; 挤注压力低, 固化时间易于调整 ; (4) 该堵水剂的封堵 (3) 配制的堵浆流动性和稳定性好, 半径大, 封堵有效期长, 封堵强度高, 能够严实的封堵各种类型的水层, 用于油井原油开发。
     具体实施方式
     下面结合具体实例对本发明作进一步的说明。
     实施例 1 : 采用纳米粒度仪对本发明溶液进行了粒度测定 表 1 油井纳米颗粒封窜堵水剂的粒径特征实施例 2 : 首先采用德国 Restsch 公司出产的行星式球磨仪 PM400 分别对氧化钙, 氧化硅, 氧化铝, 氧化铁, Na2SiO3, 膨润土, 丙酮和甲醛缩聚物进行研磨, 使其颗粒粒径达到 纳米 1-100nm。再将三乙醇胺 0.15 克, KCL 0.06 克, 铁铬木质素磺酸盐 0.1 克, 倒入盛有 39.02 克淡水的高速搅拌杯中充分溶解, 再加入研磨后的氧化钙 23 克, 氧化硅 18 克, 氧化 铝 7 克, 氧化铁 4 克, Na2SiO3 0.04 克, 膨润土 0.42 克, 丙酮和甲醛缩聚物 0.1 克, 在高速搅
     拌杯以 10000 转 / 分钟搅拌 3 分钟, 将搅拌后的堵剂倒入特制的测压模具制成测压模块, 在 50℃下分别水浴 3 天、 7 天、 28 天, 用抗压、 抗折强度仪测定各模块强度 表 2 油井纳米颗粒封窜堵水剂抗折抗压强度实施例 3 : 首先采用德国 Restsch 公司出产的行星式球磨仪 PM400 分别对氧化 钙, 氧化硅, 氧化铝, 氧化铁, Na2SiO3, 膨润土, 丙酮和甲醛缩聚物进行研磨, 使其颗粒达到 1-100nm。再将三乙醇胺 0.18 克, KCL 0.08 克, 铁铬木质素磺酸盐 0.15 克, 倒入盛有 47.13 克淡水的高速搅拌杯中充分溶解, 再加入研磨后的氧化钙 25 克, 氧化硅 21 克, 氧化铝 8.5 克, 氧化铁 5.4 克, Na2SiO3 0.05 克, 膨润土 0.5 克, 丙酮和甲醛缩聚物 0.12 克, 在高速搅拌 杯以 10000 转 / 分钟搅拌 3 分钟, 将搅拌好的试验浆体, 与浸泡过的岩心颗粒混合均匀后倒 入钢筒中 (由于岩心 - 钢筒界面粘接差, 预先将堵剂与岩心颗粒混合) , 钢筒下端垫一层 10 目筛网 (模拟大漏失) , 开平流泵, 模拟现场挤堵工况, 驱替清水 20ml (1PV) , 出口端有清澈滤 液流出, 取出钢筒密封后放入水浴锅中养护 48-72h, 温度为 50℃。再置于 ZLX 评价仪的岩 心夹持器内, 加环压 3MPa, 开平流泵, 随时保持环压大于平流泵的压力 3MPa, 直到岩心夹持 器下端滴出第一滴水时所施加的水压, 定义为封堵强度
     表 3 封堵强度试验结果样品 油井纳米颗粒封窜堵水剂 驱替压力 (MPa) 1.0 滤液量 (ml) 封堵强度 (MPa) 10.5 32 4 抗冲击力 (MPa) 由表 1 可以看出油井纳米颗粒封窜堵水剂已经达到了纳米剂。由表 2、 3 可以看出油井 纳米颗粒封窜堵水剂在 50℃下具有很高的抗压强度、 及封堵强度。5

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1、10申请公布号CN102329600A43申请公布日20120125CN102329600ACN102329600A21申请号201110310707922申请日20111014C09K8/4620060171申请人西南石油大学地址610500四川省成都市新都区新都大都8号72发明人白杨谭晓华刘建仪张广东王平全胡亚琴李丽54发明名称一种油井纳米颗粒封窜堵水剂57摘要本发明涉及一种用于封堵微裂缝及低渗地层的油井纳米颗粒封窜堵水剂。它可克服封堵微裂缝及低渗地层出水的油井水泥封堵半径小,有机类强度低、封堵有效期短的缺陷,其技术方案是制备该堵水剂所用原料的各组分及含量为,质量单位为克氧化钙2325;氧。

2、化硅1821;氧化铝785;氧化铁454;三乙醇胺015018;KCL006008;NA2SIO3004005;膨润土04205;丙酮和甲醛缩聚物01012;铁铬木质素磺酸盐01015;淡水39024713。本发明堵水剂在井下温度和压力条件下,通过有机和无机组分的协调效应和化学反应,能在封堵层位形成抗压强度高、韧性好、微膨胀和有效期长的固化体,能严实封堵各种类型的地层,用于油井原油开发。51INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书3页CN102329610A1/1页21一种油井纳米颗粒封窜堵水剂,其特征是制备该堵水剂所用原料的各组分及其含量如下,其质量单位。

3、为克或千克氧化钙2325;氧化硅1821;氧化铝785;氧化铁454;三乙醇胺015018;KCL006008;NA2SIO3004005;膨润土04205;丙酮和甲醛缩聚物01012;铁铬木质素磺酸盐01015;淡水39024713;该堵水剂的制备方法,先采用球磨仪分别将氧化钙,氧化硅,氧化铝,氧化铁,NA2SIO3,膨润土,丙酮和甲醛缩聚物进行研磨,使其颗粒粒径达到1100NM再将三乙醇胺015018克,KCL006008克,铁铬木质素磺酸盐01015克,倒入盛有39024713克淡水的高速搅拌杯中充分溶解,再加入研磨后的氧化钙2325克,氧化硅1821克,氧化铝785克,氧化铁454克,。

4、NA2SIO3004005克,膨润土04205克,丙酮和甲醛缩聚物01012克,在高速搅拌杯中以800010000转/分钟的速度搅拌3分钟,制得本油井纳米颗粒封窜堵水剂。权利要求书CN102329600ACN102329610A1/3页3一种油井纳米颗粒封窜堵水剂技术领域0001本发明涉及一种用于封堵微裂缝及低渗地层的油井纳米颗粒封窜堵水剂,特别适合于管外窜、套管变形及损坏、层间窜等情况下微裂缝的封堵。背景技术0002随着油井原油开发的逐步深入,油田进入高含水开发期,油井存在不同类型的水窜、水害。特别的是对于低渗地层的油井管外窜、套管变形及损坏、层间窜、难卡封已射开高含水井的封堵,最常用的方法。

5、是向采油井或注水井特定层段挤注高强度堵水剂进行永久性封堵或重新射孔,来稳油控水,提高采收率。目前采用的油井堵水剂主要有油井水泥类堵水剂和有机类堵水剂。但是由于油井水泥的颗粒大不能够进入微缝通道,且封堵半径小,成功率只有30左右;采用有机类堵水剂封堵,由于受其自身性质的影响往往耐久性低、强度低、老化现象严重、成本高,使用受到限制。发明内容0003本发明的目的是为了克服封堵微裂缝及低渗地层出水的油井水泥封堵半径小,有机类强度低、封堵有效期短的缺陷,特提供一种油井纳米颗粒封窜堵水剂。0004为了达到上述目的,本发明采用以下技术方案一种油井纳米颗粒封窜堵水剂,其特征是制备该堵水剂所用原料的各组分及其含。

6、量如下,其质量单位为克或千克氧化钙2325;氧化硅1821;氧化铝785;氧化铁454;三乙醇胺015018;KCL006008;NA2SIO3004005;膨润土04205;丙酮和甲醛缩聚物01012;铁铬木质素磺酸盐01015;淡水39024713。0005本发明油井纳米颗粒封窜堵水剂的制备方法是先采用德国RESTSCH公司出产的行星式球磨仪PM400分别将氧化钙,氧化硅,氧化铝,氧化铁,NA2SIO3,膨润土,丙酮和甲醛缩聚物进行研磨,使其颗粒粒径达到1100NM再将三乙醇胺015018克,KCL006008克,铁铬木质素磺酸盐01015克,倒入盛有39024713克淡水的高速搅拌杯中充。

7、分溶解,再加入研磨后的氧化钙2325克,氧化硅1821克,氧化铝785克,氧化铁454克,NA2SIO3004005克,膨润土04205克,丙酮和甲醛缩聚物01012克,在高速搅拌杯中以800010000转/分钟的速度搅拌3分钟,即得到用于封堵微裂缝及低渗地层的油井纳米颗粒封窜堵水剂。0006本发明提供的封堵微裂缝及低渗地层的油井纳米颗粒封窜堵水剂与现有技术相比具有以下有益效果(1)该堵水剂能够在微裂缝、小孔道快速形成网架结构,有效地滞留在封堵层内;(2)该堵水剂在井下温度和压力的养护条件下,通过有机和无机组分的协同效应和化学反应,能够在封堵层位形成抗压强度高、韧性好、微膨胀和有效期长的固化体。

8、;(3)配制的堵浆流动性和稳定性好,挤注压力低,固化时间易于调整;(4)该堵水剂的封堵半径大,封堵有效期长,封堵强度高,能够严实的封堵各种类型的水层,用于油井原油开发。说明书CN102329600ACN102329610A2/3页4具体实施方式0007下面结合具体实例对本发明作进一步的说明。0008实施例1采用纳米粒度仪对本发明溶液进行了粒度测定表1油井纳米颗粒封窜堵水剂的粒径特征0009实施例2首先采用德国RESTSCH公司出产的行星式球磨仪PM400分别对氧化钙,氧化硅,氧化铝,氧化铁,NA2SIO3,膨润土,丙酮和甲醛缩聚物进行研磨,使其颗粒粒径达到纳米1100NM。再将三乙醇胺015克。

9、,KCL006克,铁铬木质素磺酸盐01克,倒入盛有3902克淡水的高速搅拌杯中充分溶解,再加入研磨后的氧化钙23克,氧化硅18克,氧化铝7克,氧化铁4克,NA2SIO3004克,膨润土042克,丙酮和甲醛缩聚物01克,在高速搅拌杯以10000转/分钟搅拌3分钟,将搅拌后的堵剂倒入特制的测压模具制成测压模块,在50下分别水浴3天、7天、28天,用抗压、抗折强度仪测定各模块强度表2油井纳米颗粒封窜堵水剂抗折抗压强度0010实施例3首先采用德国RESTSCH公司出产的行星式球磨仪PM400分别对氧化钙,氧化硅,氧化铝,氧化铁,NA2SIO3,膨润土,丙酮和甲醛缩聚物进行研磨,使其颗粒达到1100NM。

10、。再将三乙醇胺018克,KCL008克,铁铬木质素磺酸盐015克,倒入盛有4713克淡水的高速搅拌杯中充分溶解,再加入研磨后的氧化钙25克,氧化硅21克,氧化铝85克,氧化铁54克,NA2SIO3005克,膨润土05克,丙酮和甲醛缩聚物012克,在高速搅拌杯以10000转/分钟搅拌3分钟,将搅拌好的试验浆体,与浸泡过的岩心颗粒混合均匀后倒入钢筒中(由于岩心钢筒界面粘接差,预先将堵剂与岩心颗粒混合),钢筒下端垫一层10目筛网(模拟大漏失),开平流泵,模拟现场挤堵工况,驱替清水20ML(1PV),出口端有清澈滤液流出,取出钢筒密封后放入水浴锅中养护4872H,温度为50。再置于ZLX评价仪的岩心夹持器内,加环压3MPA,开平流泵,随时保持环压大于平流泵的压力3MPA,直到岩心夹持器下端滴出第一滴水时所施加的水压,定义为封堵强度表3封堵强度试验结果样品驱替压力(MPA)滤液量ML封堵强度(MPA)抗冲击力(MPA)油井纳米颗粒封窜堵水剂101053223说明书CN102329600ACN102329610A3/3页5由表1可以看出油井纳米颗粒封窜堵水剂已经达到了纳米剂。由表2、3可以看出油井纳米颗粒封窜堵水剂在50下具有很高的抗压强度、及封堵强度。说明书CN102329600A。

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