一种提高油田采收率的方法.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201110363335.6

申请日:

2011.11.16

公开号:

CN102392627A

公开日:

2012.03.28

当前法律状态:

授权

有效性:

有权

法律详情:

授权|||实质审查的生效IPC(主分类):E21B 43/25申请日:20111116|||公开

IPC分类号:

E21B43/25; C09K8/60; C09K8/44

主分类号:

E21B43/25

申请人:

中国石油天然气股份有限公司

发明人:

贾旭; 唐孝芬; 王家禄; 刘玉章; 白宝君; 周佳; 杨立民

地址:

100007 北京市东城区东直门北大街9号

优先权:

专利代理机构:

北京三友知识产权代理有限公司 11127

代理人:

韩蕾

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内容摘要

本发明涉及一种提高油田采收率的方法。该提高油田采收率的方法是一种采用调剖和深部液流转向双功能爆破型预交联凝胶颗粒提高油田采收率的方法,其中,调剖和深部液流转向双功能爆破型预交联凝胶颗粒是由单体、稳定交联剂和非稳定交联剂经引发剂引发发生聚合交联所得到的本体凝胶经干燥研磨而成的凝胶颗粒。在油藏开采作业中,当采用本发明提供的利用调剖和深部液流转向用的预交联凝胶颗粒提高油田采收率的方法时,可以实现调剖与深部液流转向的双重效果,同时可以通过调整稳定交联剂与非稳定交联剂的浓度来控制预交联凝胶颗粒的爆破时间,达到控制作

权利要求书

1: 一种提高油田采收率的方法, 其是一种采用调剖和深部液流转向双功能爆破型预交 联凝胶颗粒提高油田采收率的方法, 其中, 所述调剖和深部液流转向双功能爆破型预交联 凝胶颗粒是由单体、 稳定交联剂和非稳定交联剂经引发剂引发发生聚合交联所得到的本体 凝胶经干燥研磨而成的凝胶颗粒。
2: 根据权利要求 1 所述的方法, 其中, 所述本体凝胶是首先使用稳定交联剂和单体在 引发剂的引发下进行预交联形成稳定交联颗粒, 然后使用非稳定交联剂在引发剂的引发下 对所形成的稳定交联颗粒进行再次交联而得到的本体凝胶。
3: 根据权利要求 1 或 2 所述的方法, 其中, 所述单体为丙烯酰胺或者丙烯酰胺与丙烯酸 和 / 或其它单体的混合物。
4: 根据权利要求 3 所述的方法, 其中, 所述其它单体包括 2- 丙烯酰胺基 -2- 甲基丙磺 酸钠盐、 甲基丙烯酸、 顺丁烯二酸、 2- 丙烯酸、 磺丙基丙烯酸、 丙烯酸二甲氨基乙酯氯甲烷和 二甲基二烯丙基氯化铵中的一种或几种。
5: 根据权利要求 1 或 2 所述的方法, 其中, 所述稳定交联剂包括 2- 丙烯酰胺基 -2- 甲 基丙磺酸钠盐、 二乙烯基酸酯、 二甲基丙烯酸乙二醇酯、 丙烯酸三甲基丙烷三甲基酯和 甲叉基双丙烯酰胺中的一种或几种 ; 优选地, 所述稳定交联剂与所述单体的质量比为 1 ∶ 200-8000, 所述单体是指与所述稳定交联剂发生聚合交联的单体。
6: 根据权利要求 1 或 2 所述的方法, 其中, 所述非稳定交联剂包括聚乙二醇二丙 烯酸酯、 聚乙二醇二甲基丙烯酸酯、 聚乙二醇、 聚丙烯二醇二丙烯酸酯、 乙二醇二丙烯酸 酯、 三甲醇基丙烷三丙稀酸脂、 乙氧基三羟甲基三丙烯酸酯、 乙氧基季戊四醇四丙烯酸酯 以及它们的衍生物中的一种或几种 ; 优选地, 所述非稳定交联剂与所述单体的质量比为 1 ∶ 300-3000, 所述单体是指与所述非稳定交联剂发生聚合交联的单体。
7: 根据权利要求 1 或 2 所述的方法, 其中, 所述引发剂为硫酸钾、 过硫酸铵和四甲基乙 二胺中的一种或几种 ; 优选地, 在两次聚合交联过程中, 每一次聚合交联时所述引发剂与所 述单体的质量比均为 1 ∶ 300-5000。
8: 根据权利要求 1 或 2 所述的方法, 其中, 所述调剖和深部液流转向双功能爆破型预交 联凝胶颗粒的粒径为 100-120 目。
9: 根据权利要求 1-8 任一项所述的方法, 其中, 所述调剖和深部液流转向双功能爆破 型预交联凝胶颗粒是按照以下步骤制备的 : (1) 将丙烯酰胺加入蒸馏水中充分溶解, 得到质量百分比为 10% -50%的单体第一溶 液; (2) 以蒸馏水为溶剂配制得到浓度为 0.01% -0.1%的稳定交联剂溶液 ; (3) 将稳定交联剂溶液加入单体第一溶液中, 得到第一混合溶液 ; (4) 向第一混合溶液中注入氮气净化 15-60 分钟 ; (5) 向经过氮气净化的第一混合溶液中加入引发剂, 搅拌均匀后, 放入 45-80℃的恒温 箱中保温 5-12 个小时, 得到成胶的凝胶块 ; (6) 将凝胶块切成小块并干燥, 得到稳定交联凝胶块 ; (7) 将丙烯酰胺加入蒸馏水中充分溶解, 得到质量百分比为 10% -50%的单体第二溶 液; (8) 以蒸馏水为溶剂配制浓度为 0.1% -1%的非稳定交联剂溶液 ; 2 (9) 将非稳定交联剂溶液加入单体第二溶液中, 搅拌 2-4 小时直到溶液完全均匀 ; (10) 向溶液中注入氮气净化 15-60 分钟 ; (11) 向溶液中加入 0.1g 的引发剂, 并搅拌 2-4 小时直到完全均匀, 形成第二混合溶 液; (12) 将已经干燥的稳定交联凝胶块研磨成颗粒, 得到稳定交联凝胶颗粒 ; (13) 将稳定交联凝胶颗粒放入步骤 (11) 的第二混合溶液中, 静置 24 小时 ; (14) 将步骤 (13) 形成的混合溶液放入 60℃的恒温箱中保温 24 小时, 得到本体凝胶, 干燥研磨之后得到所述调剖和深部液流转向双功能爆破型预交联凝胶颗粒。
10: 根据权利要求 1-9 任一项所述的方法, 其中, 该方法包括以下步骤 : 在地面注入设备中使用注入水将所述调剖和深部液流转向双功能爆破型预交联凝胶 颗粒配制成稳定溶液, 然后将稳定溶液注入高含水油层中, 其中, 在稳定溶液中, 所述调剖 和深部液流转向双功能爆破型预交联凝胶颗粒的质量百分比含量为 0.1% -0.6%。

说明书


一种提高油田采收率的方法

    技术领域 本发明涉及一种提高油田采收率的方法, 尤其涉及一种利用调剖和深部液流转向 双功能爆破型预交联凝胶颗粒来提高油田采收率的方法, 属于石油开采技术领域。
     背景技术 随着油田的不断开发, 油藏非均质性越来越严重, 注入水大量冲刷, 油层粘土和胶 结物膨胀、 溶蚀, 微粒运移, 出砂加重等均会造成地质非均质情况进一步恶化。在开发过程 中往往表现出以下问题 : 平面矛盾突出, 平面注入水沿高渗透带突进形成水道 ; 层间矛盾 突出, 产吸剖面不均匀, 纵向上存在单层突进现象 ; 地下原油粘度高, 油水粘度比大, 粘性指 进现象严重等。
     目前, 东部油田大多都已进入高含水期, 如何提高高含水期的采收率是石油界普 遍关注的问题。 近年来, 聚合物驱等三次采油措施虽取得了很好的效果, 但还存在驱油成本 高、 现场实施难度大等问题 ; 对于非均质严重、 存在高渗透条带或 “大孔道” 的油藏, 仍存在
     部分井窜聚严重的问题, 影响了注聚效果, 而且由于聚合物本身的局限性, 使其在高温、 高 矿化度的地层中的有效粘度损失很大, 往往达不到预期目的。三元复合驱技术在大庆等老 油田也逐渐得到广泛的应用, 三元复合驱利用表面活性剂降低界面张力的作用使毛细管力 大幅度降低, 油水达到混相流动, 从而启动低渗透油藏中的残余油, 但是三元复合驱技术与 聚合物驱存在相似问题 : 剪切变稀、 受油藏条件影响, 且聚合物驱与三元复合驱都会污染含 油低渗透层, 使后续水驱不能达到最好的效果。
     深部液流转向用调剖剂可以克服上述技术的不足, 首先调剖剂可以封堵大孔道和 高渗透层, 迫使注入水进入低渗透残余油区, 其次随着调剖深度的扩大, 可以使注入水进入 深部剩余油区, 启动更多剩余油。目前常用调剖剂有两类, 一是凝胶类, 二是颗粒类。
     凝胶类调剖剂包括本体凝胶、 弱凝胶和胶态分散凝胶。本体凝胶的功能主要是封 堵近井地带的高强度水窜通道, 由于形态为半固体状态, 因此无法深入地层, 适用于近井地 带裂缝及高渗透层封堵 ; 弱凝胶以分子内交联为主, 分子间交联为辅, 形成交联程度较弱的 三维网络结构, 具有本体凝胶的脱水的特点, 有一定的完整性, 可以流动, 但是深入地层的 距离有限, 不能达到深部液流转向的作用 ; 胶态分散凝胶是通过低浓度的聚合物和交联剂 形成的非三维网络结构的凝胶体系, 由于聚合物和交联剂的浓度低, 分子间发生碰撞的机 会少, 不大可能形成分子间交联的三维网状结构, 主要由分子内交联的聚合物分子线团构 成的胶态粒子分散在水介质中, 形成具有凝胶属性和胶体性质的热力学稳定体系, 该体系 没有整体性, 没有形状, 可以流动。胶态分散凝胶的特点是 : 成本低, 成胶时间长, 适合深部 调剖和驱油, 不适合裂缝和大孔道, 适用的油藏温度极限为 94℃, 清水配制, 适应性差。
     颗粒类凝胶包括聚合物微球、 体膨颗粒、 柔性颗粒和微胶囊等, 其采用预交联的方 法具有很好的耐温耐盐、 抗剪切的能力。 聚合物微球的膨胀率受地层水矿化度的影响, 膨胀 后的微球的平均粒径为几十亚微米, 封堵能力较弱 ; 体膨颗粒可以根据不同的油藏条件进 行粒径调整, 膨胀倍数受地层水矿化度影响, 使强度受影响较小, 由于体膨颗粒粒径较大,因此深部液流转向的能力有限。柔性颗粒可在孔道中运移, 变形通过, 产生暂堵动态阻力, 有脉动现象, 可以实现深部液流转向, 柔性颗粒的比重可以根据油田注入水的比重进行调 整, 粒径可以根据油田地层 “大孔道” 和裂缝的大小进行调节。柔性颗粒可以在油藏深部形 成动态封堵, 但是对于近井由于水流高强度冲刷造成的裂缝和超高渗透层, 必须使用高强 度堵剂进行防窜作业, 否则柔性转向剂提高采收率的效果也不能得到最大限度的发挥。
     综上所述, 到目前为止, 石油开采的堵水调剖技术中调剖、 深部液流转向不能同步 进行, 未见到任何现有技术能够解决这一问题。 发明内容
     为解决上述技术问题, 本发明的目的在于提供一种提高油田采收率的方法, 通过 采用调剖和深部液流转向双功能爆破型预交联凝胶颗粒来提高油田采收率, 能够大大提高 高含水期的油田的采收率。
     为达到上述目的, 本发明首先提供了一种提高油田采收率的方法, 其是一种采用 调剖和深部液流转向双功能爆破型预交联凝胶颗粒提高油田采收率的方法, 其中, 上述调 剖和深部液流转向双功能爆破型预交联凝胶颗粒是由单体、 稳定交联剂和非稳定交联剂经 引发剂引发发生聚合交联所得到的本体凝胶经干燥研磨而成的凝胶颗粒。
     在本发明提供的上述提高油田采收率的方法中, 优选地, 本体凝胶是首先使用稳 定交联剂和单体在引发剂的引发下进行预交联形成稳定交联颗粒, 然后使用非稳定交联剂 在引发剂的引发下对所形成的稳定交联颗粒进行再次交联而得到的本体凝胶。 调整非稳定 交联剂的添加量可以使预交联颗粒在特定油藏温度下, 在指定时间内爆破成微颗粒, 因此 针对不同的油藏环境, 采用不同浓度的非稳定交联剂, 可以使预交联凝胶颗粒的水解时间 和温度根据不同的油藏状况进行调整。
     图 1 为本发明的预交联凝胶颗粒在油藏中的作用原理示意图。 从图 1 中可以看出, 当预交联凝胶颗粒注入油藏后, 膨胀的预交联凝胶颗粒在油层近井地带首先封堵大孔道和 超高渗透层, 使注入水进入低渗层区启动残余油, 膨胀的预交联凝胶颗粒保持形状一段时 间后会在油藏温度作用下分解为微米级凝胶颗粒和亚微米级凝胶颗粒。 这种原位生成的微 米级和亚微米级凝胶颗粒可以继续移动进入油藏深部, 并且由于是在油层环境下以及指定 爆破时间 ( 爆破时间控制可以通过调整凝胶组分达到 ) 后, 凝胶颗粒才会降解成为微米级 和亚微米级凝胶颗粒。图 2 为本发明的预交联凝胶颗粒的膨胀及分解的机理示意图。从图 2 中可以看出, 凝胶颗粒在地层水溶液中膨胀, 在一定的地层温度和 pH 值条件下, 非稳定交 联断裂, 颗粒变形成为微米级和亚微米级凝胶颗粒, 能够提高波及效率。由此可以看出, 本 发明所提供的预交联凝胶颗粒能够实现近井地带高渗透层封堵和油藏深部液流转向的功 能的结合。
     本发明所提供的提高油田采收率的方法中, 预交联凝胶颗粒所采用的单体优选为 丙烯酰胺, 或者丙烯酰胺与丙烯酸和 / 或其它单体的混合物, 其中, 当采用丙烯酰胺与丙烯 酸相混合时, 二者的质量比可以控制为 9 ∶ 1, 当采用其它单体时, 其添加量与丙烯酸相同。 在上述组成中, 以丙烯酰胺为主, 同时可以根据需要加入一定比例的丙烯酸和 / 或其它单 体, 与丙烯酰胺发生共聚反应, 可以使凝胶在一定时间内不降解、 保持完整性。
     根据本发明的具体技术方案, 优选地, 上述所采用的其它单体包括 2- 丙烯酰胺基 -2- 甲基丙磺酸钠盐 (AMPS)、 甲基丙烯酸 (methacrylic acid)、 顺丁烯二酸 (maleic acid)、 2- 丙烯酸 (2-Propenoic acid)、 磺丙基丙烯酸 (sulfopropyl acrylic acid)、 丙 烯酸二甲氨基乙酯氯甲烷 (dimethylaminoethylacrylate methyl chloride quaternary salt) 和二甲基二烯丙基氯化铵 (diallyldimethyl ammonium chloride) 等中的一种或几 种。
     根据本发明的具体技术方案, 优选地, 预交联凝胶颗粒所采用的稳定交联剂包括 2- 丙烯酰胺基 -2- 甲基丙磺酸钠盐、 二乙烯基酸酯、 二甲基丙烯酸乙二醇酯、 丙烯酸三甲基 丙烷三甲基酯和甲叉基双丙烯酰胺等中的一种或几种。
     根 据 本 发 明 的 具 体 技 术 方 案, 优 选 地, 预交联凝胶颗粒所采用的非稳定交 联 剂 包 括 聚 乙 二 醇 二 丙 烯 酸 酯 (polyethylene glycol diacrylate)、 聚乙二醇二甲 基 丙 烯 酸 酯 (polyethylene glycol dimethacrylat)、 聚 乙 二 醇, 聚丙烯二醇二丙烯 酸 酯 (polypropylene glycol diacrylate)、 乙 二 醇 二 丙 烯 酸 酯 (ethylene glycol diacrylate)、 三甲醇基丙烷三丙稀酸脂 (trimethylopropane trimethacrylate)、 乙氧基 三羟甲基三丙烯酸酯 (ethoxylatedtrimethylol triacrylate)、 乙氧基季戊四醇四丙烯酸 酯 (ethoxylated pentaerythritol tetracrylate) 以及它们的衍生物等中的一种或几种。 根据本发明的具体技术方案, 预交联凝胶颗粒所采用的引发剂优选为硫酸钾 (K2S2O8)、 过硫酸铵和四甲基乙二胺 (TMEDA) 等中的一种或几种, 更优选为过硫酸铵。上述 引发剂用来对单体 AM 促发聚合反应, 都为常规引发剂, 引发剂的浓度也可以是常规用量。 在两次聚合交联过程中, 每一次聚合交联时所述引发剂与所述单体的质量比均可以控制为 1 ∶ 300-5000。
     根据本发明的具体技术方案, 优选地, 在预交联凝胶颗粒中, 稳定交联剂与单体的 比例为 1 ∶ 200-8000, 该单体是指与该稳定交联剂发生聚合交联的单体。
     根据本发明的具体技术方案, 优选地, 在预交联凝胶颗粒中, 非稳定交联剂与单体 的质量比为 1 ∶ 300-3000, 该单体是指与该非稳定交联剂发生聚合交联的单体。
     根据本发明的具体技术方案, 优选地, 在预交联凝胶颗粒中, 引发剂与单体的质量 比可以控制为 1 ∶ 300。
     根据本发明的具体技术方案, 优选地, 本发明所采用的预交联凝胶颗粒的粒径为 100-120 目, 约 125-150μm。
     本发明所提供的聚合得到的预交联凝胶颗粒的水解温度范围较大, 针对不同的油 藏, 可以具有不同的水解时间。
     本发明所提供的提高油田采收率的方法中, 优选地, 调剖和深部液流转向双功能 爆破型预交联凝胶颗粒是按照以下步骤制备的 :
     (1) 将丙烯酰胺 ( 当采用丙烯酸和其它单体时, 可以一并加入 ) 加入蒸馏水中充分 溶解, 得到质量百分比为 10% -50%的单体第一溶液 ;
     (2) 以蒸馏水为溶剂配制得到浓度为 0.01% -0.1%的稳定交联剂溶液 ;
     (3) 将稳定交联剂溶液加入单体第一溶液中 ( 二者的比例可以通过稳定交联剂与 单体的质量比确定, 稳定交联剂和与其发生聚合交联的单体的质量比为 1 ∶ 200-8000), 得 到第一混合溶液 ;
     (4) 向第一混合溶液中注入氮气净化 15-60 分钟 ;
     (5) 向经过氮气净化的第一混合溶液中加入引发剂, 搅拌均匀后, 放入 45-80℃的 恒温箱中保温 5-12 小时, 得到成胶的凝胶块 ;
     (6) 将凝胶块切成小块并干燥, 得到稳定交联凝胶块 ;
     (7) 将丙烯酰胺 ( 当采用丙烯酸和其它单体时, 可以一并加入 ) 加入蒸馏水中充分 溶解, 得到质量百分比为 10% -50%的单体第二溶液 ;
     (8) 以蒸馏水为溶剂配制浓度为 0.1% -1%的非稳定交联剂溶液 ;
     (9) 将 非 稳 定 交 联 剂 溶 液 加 入 单 体 第 二 溶 液 中 ( 二 者 的 比 例 可 以 通 过 非 稳 定交联剂与单体的质量比确定, 非稳定交联剂和与其发生聚合交联的单体的质量比为 1 ∶ 200-8000), 搅拌 2-4 小时直到溶液完全均匀 ;
     (10) 向溶液中注入氮气净化 15-60 分钟 ;
     (11) 向溶液中加入 0.1g 的引发剂, 并搅拌 2-4 小时直到完全均匀, 形成第二混合 溶液 ;
     (12) 将已经干燥的稳定交联凝胶块研磨成颗粒, 得到稳定交联凝胶颗粒 ;
     (13) 将稳定交联凝胶颗粒放入步骤 (11) 的第二混合溶液中, 静置 24 小时 ;
     (14) 将步骤 (13) 形成的混合溶液放入 60℃的恒温箱中保温 24 小时, 得到本体凝 胶, 干燥研磨之后得到调剖和深部液流转向双功能爆破型预交联凝胶颗粒。 在本发明提供的上述制备方法中, 优选地, 合成的本体凝胶重复进行 3 次膨胀、 净化、 干燥的过程, 以净化掉凝胶中的杂质, 膨胀可以在蒸馏水中进行, 然后使本体凝胶在 60℃下进行干燥, 净化后的干燥本体凝胶研磨成小颗粒, 经过筛制后得到干燥的凝胶颗粒, 然后该干燥的凝胶颗粒加入非稳定交联凝胶溶液中进行二次交联, 二次交联形成的非稳定 凝胶交联在稳定交联颗粒的外部, 从而得到本体凝胶。
     根据本发明的具体技术方案, 在将调剖和深部液流转向双功能爆破型预交联凝胶 颗粒注入油层中时, 其具体操作可以按照本领域的常规注入方式进行, 优选地, 上述提高油 田采收率的方法包括以下步骤 :
     在地面注入设备中使用注入水 ( 注入水根据现场施工设备情况, 采用回注污水或 者清水 ) 将调剖和深部液流转向双功能爆破型预交联凝胶颗粒配制成稳定溶液, 溶液浓度 根据井下大孔道和高渗透层的规模确定, 优选地, 颗粒的质量百分比含量为 0.1% -0.6%。 然后将稳定溶液注入高含水油层中。预交联凝胶颗粒进入高含水油层后, 首先封堵近井地 带的大孔道和超高渗透层, 迫使注入水优先进入低渗透层残余油区启动残余油, 封堵近井 地带的毫米级预交联凝胶颗粒在地层温度的作用下经过设定的控制时间后爆破成微米级 和亚微米级小颗粒, 进入油藏深部, 起到深部液流转向的作用。
     本发明提供提高油田采收率的方法将调剖和深部液流转向双功能爆破型预交联 凝胶颗粒用于高含水油田的调剖和深部液流转向, 注入井下的方式及依据可以按照常规方 式进行, 具体涉及到以下公式和步骤 :
     1、 理论计算 :
     1) 放置深度
     放置深度是指凝胶流动前缘距离注入井的距离。计算公式如式 (1) :
     7式 (1)102392627 A CN 102392635
     说明书5/10 页其中 : 式 (2) 式中 : ra 为处理半径, 单位为 m ; re 为注水影响半径, 单位为 m ; rw 为井筒半径, 单位为 m ; fg 为处理前后注水能力之比 ; q1、 q2 分别为处理前、 处理后的日注水量, 单位为 m3/d ; Δppo, Δppos 为处理前、 处理后的注水压差, 单位为 MPa ; frr 为残余阻力系数 ( 通过室内岩心实验确定 ) ; 2) 注入量 ( 干预交联凝胶颗粒的质量 ) : 式 (3)式中 :
     V 为注入量, 单位为 m3/d ;
     hi 为 i 层 ( 层指的是含油层的厚度, 是通过测井数据解释得到 ) 厚度, 单位为 m ; 为 i 层的孔隙度 ;
     ri 为 i 层的处理半径, 单位为 m ;
     n 为层数。
     2、 将预交联凝胶颗粒注入井下的具体方式可以包括以下步骤 :
     (1) 测施工井吸水剖面、 压降曲线 ;
     (2) 检查井口, 分注井验封 ;
     (3) 搬上施工设备, 并调试运行 ;
     (4) 地面试压、 地层试注 ;
     (5) 注入凝胶颗粒 : 注入量根据油藏地质状况确定, 注入流量根据地层破裂压力 确定, 根据井底地层渗透率和注入液的粘度计算出不高于地层破裂压力的注入流量, 根据 油层孔隙体积、 渗透率、 饱和度等参数计算出需要注入的溶液 ( 注入水与本发明的双功能 预交联凝胶颗粒配制成的稳定溶液 ) 体积, 使用撬装式注入泵实施注入作业, 在注入过程 中动态调整流速, 使注入压力不超过地层破裂压力的同时不高过注水压力 2MPa ;
     (6) 转正常注水 ; 注水压力根据首次注水压力进行调整, 注入流量范围 10 方 / 天 到 100 方 / 天 ;
     (7) 撤下施工设备, 恢复井场环境 ; (8) 注水 10-15 天后, 测吸水剖面、 压降曲线 ;
     (9) 达到爆破时间后, 测吸水剖面、 压降曲线。
     在上述过程中, 测吸水剖面、 测压降曲线、 地面试压、 地层试注等操作均可以根据 本领域常规方式进行。
     在油藏开采作业中, 当采用本发明提供的利用调剖和深部液流转向预交联凝胶颗
     粒提高油田采收率的方法时, 可以实现调剖与深部液流转向的双重效果, 同时可以通过调 整稳定交联剂与非稳定交联剂的浓度来控制预交联凝胶颗粒的爆破时间, 从而达到控制作 业周期的目的。 在现有技术的实际施工中, 通常需要在注入调剖剂之前, 对强水洗层进行防 窜作业, 以提高后续深部液流转向作业的效率, 而本发明所提供的预交联凝胶颗粒综合了 调剖与深部液流转向的功能, 可以简化复杂的调剖和深部液流转向作业, 节约成本。 附图说明
     以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释, 并不限定本发明的范围。其 中:
     图 1 为本发明的预交联凝胶颗粒在油藏中的作用原理示意图 ;
     图 2 为本发明的预交联凝胶颗粒的膨胀及分解的机理示意图 ;
     图 3 为实施例 4 中的三维油藏物理模型的示意图 ;
     图 4 为驱油过程中的压力变化曲线 ;
     图 5 为驱油过程中的采收率变化曲线。 具体实施方式
     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, 现参照说明书附 图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。
     实施例 1
     本实施例提供一种调剖和深部液流转向用的预交联凝胶颗粒, 具有以下原料组 成:
     其中, 稳定交联剂与单体的比例为 1 ∶ 3000, 非稳定交联剂与单体的比例为 1 ∶ 300。
     本实施例提供的调剖和深部液流转向用的预交联凝胶颗粒是按照以下步骤制备 的:
     将 30 克丙烯酰胺加入 100 克蒸馏水中充分溶解, 得到丙烯酰胺溶液, 即单体第一 溶液 ;
     将 1g 甲叉基双丙烯酰胺加入 100 克蒸馏水中充分溶解, 得到甲叉基双丙烯酰胺溶 液, 即稳定交联剂溶液 ;
     将 1g 甲叉基双丙烯酰胺溶液加入丙烯酰胺溶液中, 得到第一混合溶液 ;
     向第一混合溶液中注入氮气净化 15 分钟 ;
     向经过净化的第一混合溶液中加入 0.1g 浓度为 1000ppm 的过硫酸铵溶液, 然后将 溶液放入 60℃恒温箱中保温反应 5 个小时, 得到本体凝胶 ;
     取出已成胶的本体凝胶, 切成小块的稳定交联凝胶块, 并干燥备用 ;
     将 0.1 克聚丙烯二醇二丙烯酸酯和 30 克丙烯酰胺加入 69.9 克蒸馏水中充分溶解 后, 得到添加了非稳定交联剂的单体第二溶液 ;
     向单体第二溶液中注入氮气净化 15 分钟 ;
     向净化后的单体第二溶液中加入 0.1g 浓度为 1000ppm 的过硫酸铵溶液并充分搅 拌, 得到第二混合溶液 ;
     将干燥的稳定交联凝胶颗粒研磨成微米级颗粒, 放入第二混合溶液中充分浸泡静 置 24 小时 ;
     将静置之后的含有稳定交联凝胶颗粒的第二混合溶液放入 60℃恒温箱中保温反 应 24 小时, 得到本体凝胶, 干燥研磨之后得到调剖和深部液流转向用的预交联凝胶颗粒。 水解测试
     测试步骤 : 将实施例 1 制备的调剖和深部液流转向用预交联凝胶颗粒溶于浓度为 1wt%的 NaCl 溶液中得到混合溶液, 观察凝胶颗粒的水解情况, 其中, 在混合溶液中, 凝胶 颗粒的浓度为 2000ppm, 混合溶液的温度分别为 80℃、 60℃、 45℃ ;
     测试结果 : 混合溶液的温度为 80℃时, 预交联凝胶颗粒水解成微米级颗粒溶液需 要 12 天, 水解后得到的微米级颗粒溶液粘度是 170cp ; 在混合溶液的温度为 60℃时, 预交联 凝胶颗粒完全水解需要 80 天, 水解后得到的微米级颗粒溶液粘度是 290cp ; 在混合溶液的 温度为 45℃时, 半年后预交联凝胶颗粒也还没有完全水解 ; 其中, 混合溶液的温度为 80℃、 60℃时, 所得到的微米级颗粒溶液粘度的差别是由于聚合物分子的主链在高温下的不稳定 而断裂造成的。 通过上述测试说明, 本实施例提供的预交联凝胶颗粒具有良好的水解性能, 能够适应油井深度调剖作业的要求, 其爆破时间可以控制, 从而控制作业周期。
     渗流测试
     在具有三个压力传感器、 长度为 52cm、 直径为 5cm2 的填砂岩心模型上进行实施例 1 提供的凝胶颗粒的渗流实验。
     实验步骤 : 将 40 目石英砂填入砂管模型中, 压实, 抽真空 8 小时, 饱和模拟地层水, 记录模型孔隙体积 ; 注入水, 测量注入压力并计算水相渗透率 ; 然后配制浓度为 0.2wt%的 预交联凝胶颗粒溶液, 并在 80℃静置 15 天, 完全水解后, 注入砂管模型中 ( 注入量 ( 体积 ) 为总孔隙体积的 0.1 倍 ), 记录注入过程中的沿程 3 个测压点的压力变化。凝胶溶液注入 完成后, 继续注水 ( 注入量为总孔隙体积的 1 倍 ), 记录注水过程中沿程各测压点的压力变 化。根据凝胶注入过程中各点的压力变化计算填砂模型各段的阻力系数, 根据后水驱过程 中各点的压力变化计算模型各段的残余阻力系数。
     实验结果 ( 如表 1 所示 ) 表明 : 凝胶颗粒的阻力系数和残余阻力系数都达到了设 计要求。
     表 1 一维模型渗流实验结果
     实施例 2 本实施例提供一种调剖和深部液流转向用的预交联凝胶颗粒, 具有以下原料组成:
     其中, 稳定交联剂与单体的比例为 1 ∶ 3000, 非稳定交联剂与单体的比例为 1 ∶ 300。
     本实施例提供的调剖和深部液流转向用的预交联凝胶颗粒的制备过程可以参考 实施例 1, 除了原料和添加剂的用量之外其他均相同。
     实施例 3
     本实施例提供一种调剖和深部液流转向用的预交联凝胶颗粒, 具有以下原料组 成:
     其中, 稳定交联剂与单体的比例为 1 ∶ 3000, 非稳定交联剂与单体的比例为 1 ∶ 300。
     本实施例提供的调剖和深部液流转向用的预交联凝胶颗粒的制备过程可以参考 实施例 1, 除了原料和添加剂的用量之外其他均相同。
     实施例 4
     1、 模型
     根据油田区域的地质资料建立三维非均质模型, 模型体积 500mm×500mm×150mm, 在模型内布置 30 个压差传感器与 31 个饱和度测量探针, 30 个差压传感器, 分上中下三层 分布, 每层分布 10 个差压传感器, 三层差压传感器距模型底部的距离分别为 2.5mm、 7.5mm、 12.5mm ; 模型的两个对角分别布置一根纵向贯通模型的铜管作为注入井和生产井, 井长 10cm, 孔眼密度为每 1cm 的截面上射孔 4 个, 两孔之间的角度 90 度, 包纱网。上述三维油藏 物理模型的示意图见图 3。
     2、 驱油步骤 :
     向模型中注入地层水并使其饱和, 在此过程中测量模型的水相渗透率和孔隙体 积;
     向模型注入原油并使其饱和, 记录饱和的原油量, 总共饱和原油量为 7652mL ;
     进行水驱直到含水率达到 95%, 水驱所使用的注入水的矿化度为 5000ppm, 注入 速度为 0.5mL/min ;
     水驱完成之后, 以 0.5mL/min 的速度注入 0.1PV 的实施例 1 提供的预交联凝胶颗 粒;
     注入实施例 1 提供的预交联凝胶颗粒之后, 再继续水驱 1PV, 然后关井, 加温至 80℃, 保持 3 个月, 然后开井, 水驱至含水率为 95%。
     模型的基本物理性质参数见表 2, 分散凝胶颗粒注入参数见表 3。
     表 2 三维物理模型物理性质参数
     表 3 注入参数类型 I 型分散凝胶颗粒体系 组成 爆破前的本体凝胶 注入体积 0.05PV 注入速度 0.1mL/min3、 结果分析
     在第一次水驱时的压力稳定在 10KPa 左右, 注入凝胶颗粒时压力迅速上升到 1.5MPa, 再次进行水驱时, 压力下降到 1MPa ; 关井保持 80℃再开井后的继续水驱过程中, 注 入压力下降到 600KPa 并保持稳定, 图 4 为驱油过程中的压力变化曲线。注入凝胶颗粒后原 油采收率提高了 3%, 在油层温度下保持 3 个月后, 恢复水驱, 提高采收率 6%, 总提高采收 率 9%。图 5 为驱油过程中的采收率变化曲线。
    

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1、10申请公布号CN102392627A43申请公布日20120328CN102392627ACN102392627A21申请号201110363335622申请日20111116E21B43/25200601C09K8/60200601C09K8/4420060171申请人中国石油天然气股份有限公司地址100007北京市东城区东直门北大街9号72发明人贾旭唐孝芬王家禄刘玉章白宝君周佳杨立民74专利代理机构北京三友知识产权代理有限公司11127代理人韩蕾54发明名称一种提高油田采收率的方法57摘要本发明涉及一种提高油田采收率的方法。该提高油田采收率的方法是一种采用调剖和深部液流转向双功能爆破型预。

2、交联凝胶颗粒提高油田采收率的方法,其中,调剖和深部液流转向双功能爆破型预交联凝胶颗粒是由单体、稳定交联剂和非稳定交联剂经引发剂引发发生聚合交联所得到的本体凝胶经干燥研磨而成的凝胶颗粒。在油藏开采作业中,当采用本发明提供的利用调剖和深部液流转向用的预交联凝胶颗粒提高油田采收率的方法时,可以实现调剖与深部液流转向的双重效果,同时可以通过调整稳定交联剂与非稳定交联剂的浓度来控制预交联凝胶颗粒的爆破时间,达到控制作业周期的目的。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2页说明书10页附图3页CN102392635A1/2页21一种提高油田采收率的方法,其是一种采用调剖和。

3、深部液流转向双功能爆破型预交联凝胶颗粒提高油田采收率的方法,其中,所述调剖和深部液流转向双功能爆破型预交联凝胶颗粒是由单体、稳定交联剂和非稳定交联剂经引发剂引发发生聚合交联所得到的本体凝胶经干燥研磨而成的凝胶颗粒。2根据权利要求1所述的方法,其中,所述本体凝胶是首先使用稳定交联剂和单体在引发剂的引发下进行预交联形成稳定交联颗粒,然后使用非稳定交联剂在引发剂的引发下对所形成的稳定交联颗粒进行再次交联而得到的本体凝胶。3根据权利要求1或2所述的方法,其中,所述单体为丙烯酰胺或者丙烯酰胺与丙烯酸和/或其它单体的混合物。4根据权利要求3所述的方法,其中,所述其它单体包括2丙烯酰胺基2甲基丙磺酸钠盐、甲。

4、基丙烯酸、顺丁烯二酸、2丙烯酸、磺丙基丙烯酸、丙烯酸二甲氨基乙酯氯甲烷和二甲基二烯丙基氯化铵中的一种或几种。5根据权利要求1或2所述的方法,其中,所述稳定交联剂包括2丙烯酰胺基2甲基丙磺酸钠盐、二乙烯基酸酯、二甲基丙烯酸乙二醇酯、丙烯酸三甲基丙烷三甲基酯和甲叉基双丙烯酰胺中的一种或几种;优选地,所述稳定交联剂与所述单体的质量比为12008000,所述单体是指与所述稳定交联剂发生聚合交联的单体。6根据权利要求1或2所述的方法,其中,所述非稳定交联剂包括聚乙二醇二丙烯酸酯、聚乙二醇二甲基丙烯酸酯、聚乙二醇、聚丙烯二醇二丙烯酸酯、乙二醇二丙烯酸酯、三甲醇基丙烷三丙稀酸脂、乙氧基三羟甲基三丙烯酸酯、乙。

5、氧基季戊四醇四丙烯酸酯以及它们的衍生物中的一种或几种;优选地,所述非稳定交联剂与所述单体的质量比为13003000,所述单体是指与所述非稳定交联剂发生聚合交联的单体。7根据权利要求1或2所述的方法,其中,所述引发剂为硫酸钾、过硫酸铵和四甲基乙二胺中的一种或几种;优选地,在两次聚合交联过程中,每一次聚合交联时所述引发剂与所述单体的质量比均为13005000。8根据权利要求1或2所述的方法,其中,所述调剖和深部液流转向双功能爆破型预交联凝胶颗粒的粒径为100120目。9根据权利要求18任一项所述的方法,其中,所述调剖和深部液流转向双功能爆破型预交联凝胶颗粒是按照以下步骤制备的1将丙烯酰胺加入蒸馏水。

6、中充分溶解,得到质量百分比为1050的单体第一溶液;2以蒸馏水为溶剂配制得到浓度为00101的稳定交联剂溶液;3将稳定交联剂溶液加入单体第一溶液中,得到第一混合溶液;4向第一混合溶液中注入氮气净化1560分钟;5向经过氮气净化的第一混合溶液中加入引发剂,搅拌均匀后,放入4580的恒温箱中保温512个小时,得到成胶的凝胶块;6将凝胶块切成小块并干燥,得到稳定交联凝胶块;7将丙烯酰胺加入蒸馏水中充分溶解,得到质量百分比为1050的单体第二溶液;8以蒸馏水为溶剂配制浓度为011的非稳定交联剂溶液;权利要求书CN102392627ACN102392635A2/2页39将非稳定交联剂溶液加入单体第二溶液。

7、中,搅拌24小时直到溶液完全均匀;10向溶液中注入氮气净化1560分钟;11向溶液中加入01G的引发剂,并搅拌24小时直到完全均匀,形成第二混合溶液;12将已经干燥的稳定交联凝胶块研磨成颗粒,得到稳定交联凝胶颗粒;13将稳定交联凝胶颗粒放入步骤11的第二混合溶液中,静置24小时;14将步骤13形成的混合溶液放入60的恒温箱中保温24小时,得到本体凝胶,干燥研磨之后得到所述调剖和深部液流转向双功能爆破型预交联凝胶颗粒。10根据权利要求19任一项所述的方法,其中,该方法包括以下步骤在地面注入设备中使用注入水将所述调剖和深部液流转向双功能爆破型预交联凝胶颗粒配制成稳定溶液,然后将稳定溶液注入高含水油。

8、层中,其中,在稳定溶液中,所述调剖和深部液流转向双功能爆破型预交联凝胶颗粒的质量百分比含量为0106。权利要求书CN102392627ACN102392635A1/10页4一种提高油田采收率的方法技术领域0001本发明涉及一种提高油田采收率的方法,尤其涉及一种利用调剖和深部液流转向双功能爆破型预交联凝胶颗粒来提高油田采收率的方法,属于石油开采技术领域。背景技术0002随着油田的不断开发,油藏非均质性越来越严重,注入水大量冲刷,油层粘土和胶结物膨胀、溶蚀,微粒运移,出砂加重等均会造成地质非均质情况进一步恶化。在开发过程中往往表现出以下问题平面矛盾突出,平面注入水沿高渗透带突进形成水道;层间矛盾突。

9、出,产吸剖面不均匀,纵向上存在单层突进现象;地下原油粘度高,油水粘度比大,粘性指进现象严重等。0003目前,东部油田大多都已进入高含水期,如何提高高含水期的采收率是石油界普遍关注的问题。近年来,聚合物驱等三次采油措施虽取得了很好的效果,但还存在驱油成本高、现场实施难度大等问题;对于非均质严重、存在高渗透条带或“大孔道”的油藏,仍存在部分井窜聚严重的问题,影响了注聚效果,而且由于聚合物本身的局限性,使其在高温、高矿化度的地层中的有效粘度损失很大,往往达不到预期目的。三元复合驱技术在大庆等老油田也逐渐得到广泛的应用,三元复合驱利用表面活性剂降低界面张力的作用使毛细管力大幅度降低,油水达到混相流动,。

10、从而启动低渗透油藏中的残余油,但是三元复合驱技术与聚合物驱存在相似问题剪切变稀、受油藏条件影响,且聚合物驱与三元复合驱都会污染含油低渗透层,使后续水驱不能达到最好的效果。0004深部液流转向用调剖剂可以克服上述技术的不足,首先调剖剂可以封堵大孔道和高渗透层,迫使注入水进入低渗透残余油区,其次随着调剖深度的扩大,可以使注入水进入深部剩余油区,启动更多剩余油。目前常用调剖剂有两类,一是凝胶类,二是颗粒类。0005凝胶类调剖剂包括本体凝胶、弱凝胶和胶态分散凝胶。本体凝胶的功能主要是封堵近井地带的高强度水窜通道,由于形态为半固体状态,因此无法深入地层,适用于近井地带裂缝及高渗透层封堵;弱凝胶以分子内交。

11、联为主,分子间交联为辅,形成交联程度较弱的三维网络结构,具有本体凝胶的脱水的特点,有一定的完整性,可以流动,但是深入地层的距离有限,不能达到深部液流转向的作用;胶态分散凝胶是通过低浓度的聚合物和交联剂形成的非三维网络结构的凝胶体系,由于聚合物和交联剂的浓度低,分子间发生碰撞的机会少,不大可能形成分子间交联的三维网状结构,主要由分子内交联的聚合物分子线团构成的胶态粒子分散在水介质中,形成具有凝胶属性和胶体性质的热力学稳定体系,该体系没有整体性,没有形状,可以流动。胶态分散凝胶的特点是成本低,成胶时间长,适合深部调剖和驱油,不适合裂缝和大孔道,适用的油藏温度极限为94,清水配制,适应性差。0006。

12、颗粒类凝胶包括聚合物微球、体膨颗粒、柔性颗粒和微胶囊等,其采用预交联的方法具有很好的耐温耐盐、抗剪切的能力。聚合物微球的膨胀率受地层水矿化度的影响,膨胀后的微球的平均粒径为几十亚微米,封堵能力较弱;体膨颗粒可以根据不同的油藏条件进行粒径调整,膨胀倍数受地层水矿化度影响,使强度受影响较小,由于体膨颗粒粒径较大,说明书CN102392627ACN102392635A2/10页5因此深部液流转向的能力有限。柔性颗粒可在孔道中运移,变形通过,产生暂堵动态阻力,有脉动现象,可以实现深部液流转向,柔性颗粒的比重可以根据油田注入水的比重进行调整,粒径可以根据油田地层“大孔道”和裂缝的大小进行调节。柔性颗粒可。

13、以在油藏深部形成动态封堵,但是对于近井由于水流高强度冲刷造成的裂缝和超高渗透层,必须使用高强度堵剂进行防窜作业,否则柔性转向剂提高采收率的效果也不能得到最大限度的发挥。0007综上所述,到目前为止,石油开采的堵水调剖技术中调剖、深部液流转向不能同步进行,未见到任何现有技术能够解决这一问题。发明内容0008为解决上述技术问题,本发明的目的在于提供一种提高油田采收率的方法,通过采用调剖和深部液流转向双功能爆破型预交联凝胶颗粒来提高油田采收率,能够大大提高高含水期的油田的采收率。0009为达到上述目的,本发明首先提供了一种提高油田采收率的方法,其是一种采用调剖和深部液流转向双功能爆破型预交联凝胶颗粒。

14、提高油田采收率的方法,其中,上述调剖和深部液流转向双功能爆破型预交联凝胶颗粒是由单体、稳定交联剂和非稳定交联剂经引发剂引发发生聚合交联所得到的本体凝胶经干燥研磨而成的凝胶颗粒。0010在本发明提供的上述提高油田采收率的方法中,优选地,本体凝胶是首先使用稳定交联剂和单体在引发剂的引发下进行预交联形成稳定交联颗粒,然后使用非稳定交联剂在引发剂的引发下对所形成的稳定交联颗粒进行再次交联而得到的本体凝胶。调整非稳定交联剂的添加量可以使预交联颗粒在特定油藏温度下,在指定时间内爆破成微颗粒,因此针对不同的油藏环境,采用不同浓度的非稳定交联剂,可以使预交联凝胶颗粒的水解时间和温度根据不同的油藏状况进行调整。。

15、0011图1为本发明的预交联凝胶颗粒在油藏中的作用原理示意图。从图1中可以看出,当预交联凝胶颗粒注入油藏后,膨胀的预交联凝胶颗粒在油层近井地带首先封堵大孔道和超高渗透层,使注入水进入低渗层区启动残余油,膨胀的预交联凝胶颗粒保持形状一段时间后会在油藏温度作用下分解为微米级凝胶颗粒和亚微米级凝胶颗粒。这种原位生成的微米级和亚微米级凝胶颗粒可以继续移动进入油藏深部,并且由于是在油层环境下以及指定爆破时间爆破时间控制可以通过调整凝胶组分达到后,凝胶颗粒才会降解成为微米级和亚微米级凝胶颗粒。图2为本发明的预交联凝胶颗粒的膨胀及分解的机理示意图。从图2中可以看出,凝胶颗粒在地层水溶液中膨胀,在一定的地层温。

16、度和PH值条件下,非稳定交联断裂,颗粒变形成为微米级和亚微米级凝胶颗粒,能够提高波及效率。由此可以看出,本发明所提供的预交联凝胶颗粒能够实现近井地带高渗透层封堵和油藏深部液流转向的功能的结合。0012本发明所提供的提高油田采收率的方法中,预交联凝胶颗粒所采用的单体优选为丙烯酰胺,或者丙烯酰胺与丙烯酸和/或其它单体的混合物,其中,当采用丙烯酰胺与丙烯酸相混合时,二者的质量比可以控制为91,当采用其它单体时,其添加量与丙烯酸相同。在上述组成中,以丙烯酰胺为主,同时可以根据需要加入一定比例的丙烯酸和/或其它单体,与丙烯酰胺发生共聚反应,可以使凝胶在一定时间内不降解、保持完整性。0013根据本发明的具。

17、体技术方案,优选地,上述所采用的其它单体包括2丙烯酰胺说明书CN102392627ACN102392635A3/10页6基2甲基丙磺酸钠盐AMPS、甲基丙烯酸METHACRYLICACID、顺丁烯二酸MALEICACID、2丙烯酸2PROPENOICACID、磺丙基丙烯酸SULFOPROPYLACRYLICACID、丙烯酸二甲氨基乙酯氯甲烷DIMETHYLAMINOETHYLACRYLATEMETHYLCHLORIDEQUATERNARYSALT和二甲基二烯丙基氯化铵DIALLYLDIMETHYLAMMONIUMCHLORIDE等中的一种或几种。0014根据本发明的具体技术方案,优选地,预交联。

18、凝胶颗粒所采用的稳定交联剂包括2丙烯酰胺基2甲基丙磺酸钠盐、二乙烯基酸酯、二甲基丙烯酸乙二醇酯、丙烯酸三甲基丙烷三甲基酯和甲叉基双丙烯酰胺等中的一种或几种。0015根据本发明的具体技术方案,优选地,预交联凝胶颗粒所采用的非稳定交联剂包括聚乙二醇二丙烯酸酯POLYETHYLENEGLYCOLDIACRYLATE、聚乙二醇二甲基丙烯酸酯POLYETHYLENEGLYCOLDIMETHACRYLAT、聚乙二醇,聚丙烯二醇二丙烯酸酯POLYPROPYLENEGLYCOLDIACRYLATE、乙二醇二丙烯酸酯ETHYLENEGLYCOLDIACRYLATE、三甲醇基丙烷三丙稀酸脂TRIMETHYLOPR。

19、OPANETRIMETHACRYLATE、乙氧基三羟甲基三丙烯酸酯ETHOXYLATEDTRIMETHYLOLTRIACRYLATE、乙氧基季戊四醇四丙烯酸酯ETHOXYLATEDPENTAERYTHRITOLTETRACRYLATE以及它们的衍生物等中的一种或几种。0016根据本发明的具体技术方案,预交联凝胶颗粒所采用的引发剂优选为硫酸钾K2S2O8、过硫酸铵和四甲基乙二胺TMEDA等中的一种或几种,更优选为过硫酸铵。上述引发剂用来对单体AM促发聚合反应,都为常规引发剂,引发剂的浓度也可以是常规用量。在两次聚合交联过程中,每一次聚合交联时所述引发剂与所述单体的质量比均可以控制为1300500。

20、0。0017根据本发明的具体技术方案,优选地,在预交联凝胶颗粒中,稳定交联剂与单体的比例为12008000,该单体是指与该稳定交联剂发生聚合交联的单体。0018根据本发明的具体技术方案,优选地,在预交联凝胶颗粒中,非稳定交联剂与单体的质量比为13003000,该单体是指与该非稳定交联剂发生聚合交联的单体。0019根据本发明的具体技术方案,优选地,在预交联凝胶颗粒中,引发剂与单体的质量比可以控制为1300。0020根据本发明的具体技术方案,优选地,本发明所采用的预交联凝胶颗粒的粒径为100120目,约125150M。0021本发明所提供的聚合得到的预交联凝胶颗粒的水解温度范围较大,针对不同的油藏。

21、,可以具有不同的水解时间。0022本发明所提供的提高油田采收率的方法中,优选地,调剖和深部液流转向双功能爆破型预交联凝胶颗粒是按照以下步骤制备的00231将丙烯酰胺当采用丙烯酸和其它单体时,可以一并加入加入蒸馏水中充分溶解,得到质量百分比为1050的单体第一溶液;00242以蒸馏水为溶剂配制得到浓度为00101的稳定交联剂溶液;00253将稳定交联剂溶液加入单体第一溶液中二者的比例可以通过稳定交联剂与单体的质量比确定,稳定交联剂和与其发生聚合交联的单体的质量比为12008000,得到第一混合溶液;00264向第一混合溶液中注入氮气净化1560分钟;说明书CN102392627ACN102392。

22、635A4/10页700275向经过氮气净化的第一混合溶液中加入引发剂,搅拌均匀后,放入4580的恒温箱中保温512小时,得到成胶的凝胶块;00286将凝胶块切成小块并干燥,得到稳定交联凝胶块;00297将丙烯酰胺当采用丙烯酸和其它单体时,可以一并加入加入蒸馏水中充分溶解,得到质量百分比为1050的单体第二溶液;00308以蒸馏水为溶剂配制浓度为011的非稳定交联剂溶液;00319将非稳定交联剂溶液加入单体第二溶液中二者的比例可以通过非稳定交联剂与单体的质量比确定,非稳定交联剂和与其发生聚合交联的单体的质量比为12008000,搅拌24小时直到溶液完全均匀;003210向溶液中注入氮气净化15。

23、60分钟;003311向溶液中加入01G的引发剂,并搅拌24小时直到完全均匀,形成第二混合溶液;003412将已经干燥的稳定交联凝胶块研磨成颗粒,得到稳定交联凝胶颗粒;003513将稳定交联凝胶颗粒放入步骤11的第二混合溶液中,静置24小时;003614将步骤13形成的混合溶液放入60的恒温箱中保温24小时,得到本体凝胶,干燥研磨之后得到调剖和深部液流转向双功能爆破型预交联凝胶颗粒。0037在本发明提供的上述制备方法中,优选地,合成的本体凝胶重复进行3次膨胀、净化、干燥的过程,以净化掉凝胶中的杂质,膨胀可以在蒸馏水中进行,然后使本体凝胶在60下进行干燥,净化后的干燥本体凝胶研磨成小颗粒,经过筛。

24、制后得到干燥的凝胶颗粒,然后该干燥的凝胶颗粒加入非稳定交联凝胶溶液中进行二次交联,二次交联形成的非稳定凝胶交联在稳定交联颗粒的外部,从而得到本体凝胶。0038根据本发明的具体技术方案,在将调剖和深部液流转向双功能爆破型预交联凝胶颗粒注入油层中时,其具体操作可以按照本领域的常规注入方式进行,优选地,上述提高油田采收率的方法包括以下步骤0039在地面注入设备中使用注入水注入水根据现场施工设备情况,采用回注污水或者清水将调剖和深部液流转向双功能爆破型预交联凝胶颗粒配制成稳定溶液,溶液浓度根据井下大孔道和高渗透层的规模确定,优选地,颗粒的质量百分比含量为0106。然后将稳定溶液注入高含水油层中。预交联。

25、凝胶颗粒进入高含水油层后,首先封堵近井地带的大孔道和超高渗透层,迫使注入水优先进入低渗透层残余油区启动残余油,封堵近井地带的毫米级预交联凝胶颗粒在地层温度的作用下经过设定的控制时间后爆破成微米级和亚微米级小颗粒,进入油藏深部,起到深部液流转向的作用。0040本发明提供提高油田采收率的方法将调剖和深部液流转向双功能爆破型预交联凝胶颗粒用于高含水油田的调剖和深部液流转向,注入井下的方式及依据可以按照常规方式进行,具体涉及到以下公式和步骤00411、理论计算00421放置深度0043放置深度是指凝胶流动前缘距离注入井的距离。计算公式如式10044式1说明书CN102392627ACN10239263。

26、5A5/10页80045其中0046式20047式中0048RA为处理半径,单位为M;0049RE为注水影响半径,单位为M;0050RW为井筒半径,单位为M;0051FG为处理前后注水能力之比;0052Q1、Q2分别为处理前、处理后的日注水量,单位为M3/D;0053PPO,PPOS为处理前、处理后的注水压差,单位为MPA;0054FRR为残余阻力系数通过室内岩心实验确定;00552注入量干预交联凝胶颗粒的质量0056式30057式中0058V为注入量,单位为M3/D;0059HI为I层层指的是含油层的厚度,是通过测井数据解释得到厚度,单位为M;为I层的孔隙度;0060RI为I层的处理半径,单。

27、位为M;0061N为层数。00622、将预交联凝胶颗粒注入井下的具体方式可以包括以下步骤00631测施工井吸水剖面、压降曲线;00642检查井口,分注井验封;00653搬上施工设备,并调试运行;00664地面试压、地层试注;00675注入凝胶颗粒注入量根据油藏地质状况确定,注入流量根据地层破裂压力确定,根据井底地层渗透率和注入液的粘度计算出不高于地层破裂压力的注入流量,根据油层孔隙体积、渗透率、饱和度等参数计算出需要注入的溶液注入水与本发明的双功能预交联凝胶颗粒配制成的稳定溶液体积,使用撬装式注入泵实施注入作业,在注入过程中动态调整流速,使注入压力不超过地层破裂压力的同时不高过注水压力2MPA。

28、;00686转正常注水;注水压力根据首次注水压力进行调整,注入流量范围10方/天到100方/天;00697撤下施工设备,恢复井场环境;00708注水1015天后,测吸水剖面、压降曲线;00719达到爆破时间后,测吸水剖面、压降曲线。0072在上述过程中,测吸水剖面、测压降曲线、地面试压、地层试注等操作均可以根据本领域常规方式进行。0073在油藏开采作业中,当采用本发明提供的利用调剖和深部液流转向预交联凝胶颗说明书CN102392627ACN102392635A6/10页9粒提高油田采收率的方法时,可以实现调剖与深部液流转向的双重效果,同时可以通过调整稳定交联剂与非稳定交联剂的浓度来控制预交联凝。

29、胶颗粒的爆破时间,从而达到控制作业周期的目的。在现有技术的实际施工中,通常需要在注入调剖剂之前,对强水洗层进行防窜作业,以提高后续深部液流转向作业的效率,而本发明所提供的预交联凝胶颗粒综合了调剖与深部液流转向的功能,可以简化复杂的调剖和深部液流转向作业,节约成本。附图说明0074以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释,并不限定本发明的范围。其中0075图1为本发明的预交联凝胶颗粒在油藏中的作用原理示意图;0076图2为本发明的预交联凝胶颗粒的膨胀及分解的机理示意图;0077图3为实施例4中的三维油藏物理模型的示意图;0078图4为驱油过程中的压力变化曲线;0079图5为驱油过程中的采收率变。

30、化曲线。具体实施方式0080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,现参照说明书附图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。0081实施例10082本实施例提供一种调剖和深部液流转向用的预交联凝胶颗粒,具有以下原料组成00830084其中,稳定交联剂与单体的比例为13000,非稳定交联剂与单体的比例为1300。0085本实施例提供的调剖和深部液流转向用的预交联凝胶颗粒是按照以下步骤制备的0086将30克丙烯酰胺加入100克蒸馏水中充分溶解,得到丙烯酰胺溶液,即单体第一溶液;说明书CN102392627ACN102392635A7/10页100。

31、087将1G甲叉基双丙烯酰胺加入100克蒸馏水中充分溶解,得到甲叉基双丙烯酰胺溶液,即稳定交联剂溶液;0088将1G甲叉基双丙烯酰胺溶液加入丙烯酰胺溶液中,得到第一混合溶液;0089向第一混合溶液中注入氮气净化15分钟;0090向经过净化的第一混合溶液中加入01G浓度为1000PPM的过硫酸铵溶液,然后将溶液放入60恒温箱中保温反应5个小时,得到本体凝胶;0091取出已成胶的本体凝胶,切成小块的稳定交联凝胶块,并干燥备用;0092将01克聚丙烯二醇二丙烯酸酯和30克丙烯酰胺加入699克蒸馏水中充分溶解后,得到添加了非稳定交联剂的单体第二溶液;0093向单体第二溶液中注入氮气净化15分钟;009。

32、4向净化后的单体第二溶液中加入01G浓度为1000PPM的过硫酸铵溶液并充分搅拌,得到第二混合溶液;0095将干燥的稳定交联凝胶颗粒研磨成微米级颗粒,放入第二混合溶液中充分浸泡静置24小时;0096将静置之后的含有稳定交联凝胶颗粒的第二混合溶液放入60恒温箱中保温反应24小时,得到本体凝胶,干燥研磨之后得到调剖和深部液流转向用的预交联凝胶颗粒。0097水解测试0098测试步骤将实施例1制备的调剖和深部液流转向用预交联凝胶颗粒溶于浓度为1WT的NACL溶液中得到混合溶液,观察凝胶颗粒的水解情况,其中,在混合溶液中,凝胶颗粒的浓度为2000PPM,混合溶液的温度分别为80、60、45;0099测试。

33、结果混合溶液的温度为80时,预交联凝胶颗粒水解成微米级颗粒溶液需要12天,水解后得到的微米级颗粒溶液粘度是170CP;在混合溶液的温度为60时,预交联凝胶颗粒完全水解需要80天,水解后得到的微米级颗粒溶液粘度是290CP;在混合溶液的温度为45时,半年后预交联凝胶颗粒也还没有完全水解;其中,混合溶液的温度为80、60时,所得到的微米级颗粒溶液粘度的差别是由于聚合物分子的主链在高温下的不稳定而断裂造成的。通过上述测试说明,本实施例提供的预交联凝胶颗粒具有良好的水解性能,能够适应油井深度调剖作业的要求,其爆破时间可以控制,从而控制作业周期。0100渗流测试0101在具有三个压力传感器、长度为52C。

34、M、直径为5CM2的填砂岩心模型上进行实施例1提供的凝胶颗粒的渗流实验。0102实验步骤将40目石英砂填入砂管模型中,压实,抽真空8小时,饱和模拟地层水,记录模型孔隙体积;注入水,测量注入压力并计算水相渗透率;然后配制浓度为02WT的预交联凝胶颗粒溶液,并在80静置15天,完全水解后,注入砂管模型中注入量体积为总孔隙体积的01倍,记录注入过程中的沿程3个测压点的压力变化。凝胶溶液注入完成后,继续注水注入量为总孔隙体积的1倍,记录注水过程中沿程各测压点的压力变化。根据凝胶注入过程中各点的压力变化计算填砂模型各段的阻力系数,根据后水驱过程中各点的压力变化计算模型各段的残余阻力系数。0103实验结果。

35、如表1所示表明凝胶颗粒的阻力系数和残余阻力系数都达到了设计要求。说明书CN102392627ACN102392635A8/10页110104表1一维模型渗流实验结果01050106实施例20107本实施例提供一种调剖和深部液流转向用的预交联凝胶颗粒,具有以下原料组成01080109其中,稳定交联剂与单体的比例为13000,非稳定交联剂与单体的比例为1300。0110本实施例提供的调剖和深部液流转向用的预交联凝胶颗粒的制备过程可以参考实施例1,除了原料和添加剂的用量之外其他均相同。0111实施例30112本实施例提供一种调剖和深部液流转向用的预交联凝胶颗粒,具有以下原料组成0113说明书CN10。

36、2392627ACN102392635A9/10页120114其中,稳定交联剂与单体的比例为13000,非稳定交联剂与单体的比例为1300。0115本实施例提供的调剖和深部液流转向用的预交联凝胶颗粒的制备过程可以参考实施例1,除了原料和添加剂的用量之外其他均相同。0116实施例401171、模型0118根据油田区域的地质资料建立三维非均质模型,模型体积500MM500MM150MM,在模型内布置30个压差传感器与31个饱和度测量探针,30个差压传感器,分上中下三层分布,每层分布10个差压传感器,三层差压传感器距模型底部的距离分别为25MM、75MM、125MM;模型的两个对角分别布置一根纵向贯。

37、通模型的铜管作为注入井和生产井,井长10CM,孔眼密度为每1CM的截面上射孔4个,两孔之间的角度90度,包纱网。上述三维油藏物理模型的示意图见图3。01192、驱油步骤0120向模型中注入地层水并使其饱和,在此过程中测量模型的水相渗透率和孔隙体积;0121向模型注入原油并使其饱和,记录饱和的原油量,总共饱和原油量为7652ML;0122进行水驱直到含水率达到95,水驱所使用的注入水的矿化度为5000PPM,注入速度为05ML/MIN;0123水驱完成之后,以05ML/MIN的速度注入01PV的实施例1提供的预交联凝胶颗粒;0124注入实施例1提供的预交联凝胶颗粒之后,再继续水驱1PV,然后关井。

38、,加温至80,保持3个月,然后开井,水驱至含水率为95。0125模型的基本物理性质参数见表2,分散凝胶颗粒注入参数见表3。0126表2三维物理模型物理性质参数0127说明书CN102392627ACN102392635A10/10页130128表3注入参数0129类型组成注入体积注入速度I型分散凝胶颗粒体系爆破前的本体凝胶005PV01ML/MIN01303、结果分析0131在第一次水驱时的压力稳定在10KPA左右,注入凝胶颗粒时压力迅速上升到15MPA,再次进行水驱时,压力下降到1MPA;关井保持80再开井后的继续水驱过程中,注入压力下降到600KPA并保持稳定,图4为驱油过程中的压力变化曲线。注入凝胶颗粒后原油采收率提高了3,在油层温度下保持3个月后,恢复水驱,提高采收率6,总提高采收率9。图5为驱油过程中的采收率变化曲线。说明书CN102392627ACN102392635A1/3页14图1图2说明书附图CN102392627ACN102392635A2/3页15图3图4说明书附图CN102392627ACN102392635A3/3页16图5说明书附图CN102392627A。

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