專利名稱：一種油井堵水劑及油井堵水方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種油井堵水劑及油井堵水方法。
背景技術(shù)：
目前，我國(guó)多數(shù)油田進(jìn)入了開采中后期，普遍采用以水驅(qū)油的開采工藝，在經(jīng)過幾十年的強(qiáng)化開采后，部分油田相繼進(jìn)入“高含水、高投入、低產(chǎn)出”時(shí)期。另外，對(duì)于西部新開發(fā)油田如塔河油田等，由于采油速度高，導(dǎo)致油藏底水錐進(jìn)，油井過早見水，含水上升過快。而且多數(shù)油井經(jīng)多年生產(chǎn)油層壓力下降，通常是緩慢水淹后高含水，長(zhǎng)時(shí)間油水同出，大部分井油水通道出水壓力大于產(chǎn)油層的出油壓力。油井的出水問題將給油田帶來嚴(yán)重影響。由于油井出水使油層能量下降，抽油機(jī)泵效降低，引起管線和設(shè)備結(jié)垢并發(fā)生腐蝕，增加脫水站負(fù)荷，降低油層的最終采收率。因此，為了抑制油田過早進(jìn)入高含水期，提高油田的整體開發(fā)效果，采取適當(dāng)堵水措施是非常必要的。根據(jù)施工對(duì)象的不同，堵水作業(yè)分為油井堵水和注水井調(diào)剖兩大類，無論堵水還是調(diào)剖，目前行之有效的方法都是使用化學(xué)劑，即 通過化學(xué)手段對(duì)水層造成堵塞。CN 1618923A提供了了一種注水井復(fù)合調(diào)剖劑，用于油田堵水，提高石油產(chǎn)量。它的主要成分是膨潤(rùn)土，其次是丙烯酰胺、延膨劑和水。具有強(qiáng)度高，比重輕，在高礦化度水中不降解，熱穩(wěn)定性好，有效期長(zhǎng)，工藝簡(jiǎn)單，成本低，不污染地層等特點(diǎn)。但是應(yīng)用過程中，需要與注水工藝配伍進(jìn)入含水飽和度高的油層，因此，應(yīng)用上有局限性，不適合塔河油田高溫聞鹽的油井堵水。CN 101205284A報(bào)道了一種利用油田廢棄聚合物制備調(diào)剖堵水劑的方法。在油田開采產(chǎn)生的廢棄聚合物凝膠中加入丙烯酰胺和丙烯酸鈉單體進(jìn)行共聚交聯(lián)，合成油田開采中大孔道油藏深部剖面調(diào)整的體膨型油田調(diào)剖堵水劑。該專利報(bào)道的是一種高分子堵水劑的合成方法，沒有涉及其應(yīng)用條件，同時(shí)高分子單體的加入在一定程度上提高了堵水劑的成本。在高溫油藏中，當(dāng)?shù)貙訙囟冗_(dá)到堵水劑的使用上限溫度，堵劑體系在地層和裂縫中未能成膠或超溫破膠，有可能會(huì)出現(xiàn)無效封堵的情況。CN 101353571A公開了一種油水井礦渣封堵劑，由下列組分組成礦渣30_40%、懸浮分散劑5-10%、水化激活劑O. 1% -3. 0%，其余為水。該封堵劑具有良好的懸浮穩(wěn)定性，流變性好，固化時(shí)間可調(diào)節(jié)，固化強(qiáng)度高等特點(diǎn)。通過調(diào)整體系中的組分含量，使封堵劑滿足不同的封堵要求可適用于油水井調(diào)剖、堵水。具有安全可靠，成本低等特點(diǎn)。礦化度對(duì)堵劑性能影響較小，但是在《石油勘探與開發(fā)》2005年4月“高溫裂縫型油藏超深井堵水現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)成敗因素分析”一文中該無機(jī)類堵劑作業(yè)失敗。分析原因認(rèn)為堵劑膠凝后有可能完全封堵油層與水層，以致不出液，所以這一類無機(jī)堵劑在高溫高鹽油藏的堵水作業(yè)中存在風(fēng)險(xiǎn)。《石油勘探與開發(fā)》2009年2月“縫洞型碳酸鹽巖油藏堵水技術(shù)室內(nèi)研究”一文，對(duì)改性栲膠堵劑和柔性堵劑的性能進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。研究結(jié)果表明，這兩種堵劑在高溫和高礦化度環(huán)境中可長(zhǎng)期穩(wěn)定。巖芯封堵試驗(yàn)結(jié)果表明，增大堵劑用量的初期使封堵層深度變大，突破壓力梯度升高；當(dāng)封堵層達(dá)到一定的深度后，堵劑堆積使流動(dòng)通道變窄小，可大幅提高殘余阻力系數(shù)。但是，這兩種堵劑未進(jìn)行工業(yè)應(yīng)用，同時(shí)也存在成本問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種油井堵水劑，該堵水劑具有抗高礦化度水能力強(qiáng)，耐溫性強(qiáng)，穩(wěn)定性強(qiáng)，成本低，不污染地層等優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明還提供了一種油井堵水方法。一種油井堵水劑，包括
a)陰離子表面活性劑；b)非離子-陰離子型表面活性劑；c)Cl_C8 脂肪醇；d)稠油；e)水；其中，a、b、c的重量比為I : 0.1-50 O. 01-10，稠油重量是a、b、c總重量的20-2000倍，水量是稠油重量的O. 02-0. 3倍。a、b、c 的重量比優(yōu)選為 I : 0.2-40 0.02-5。稠油的重量?jī)?yōu)選是a、b、c總重量的50-1000倍。水量?jī)?yōu)選是稠油重量的O. 1-0. 2倍。所述陰離子表面活性劑可選自石油磺酸鹽甲醛縮合物、磺化木質(zhì)素的鈉鹽和鈣鹽中的一種或幾種，分子量為500-40000，優(yōu)選1000-20000，可以是市售商品，也可以按照常規(guī)方法制備。所述非離子-陰離子型表面活性劑選自烷基酚或脂肪醇聚氧乙烯醚的磷酸酯鹽、硫酸酯鹽、羧酸鹽和磺酸鹽中的一種或幾種。通式分別寫為R-O- (CH2CH2O)n-PO3M2R-O- (CH2CH2O)n-SO3MR-O-(CH2CH2O)n-CH2COOMR-O-(CH2CH2O)n-R' SO3MR是烷基或烷苯基，總碳數(shù)為6-20，優(yōu)選8-16 ；n為氧乙烯聚合度，其值為3-90 ；M為一價(jià)金屬陽離子或NH4+,R'為碳數(shù)1-6的烷基。優(yōu)選的非離子-陰離子型表面活性劑為C6-C20烷基酚(或脂肪醇)聚氧乙烯醚羧酸鹽，C6-C20烷基酚(或脂肪醇)聚氧乙烯醚磺酸鹽，C6-C20烷基酚(或脂肪醇)聚氧乙烯醚磷酸酯鹽，C6-C20烷基酚(或脂肪醇)聚氧乙烯醚硫酸酯鹽。所述脂肪醇可以是直鏈、支鏈或環(huán)狀鏈的烷基醇等，優(yōu)選為C2-C5的直鏈或支鏈
的燒基醇。所述的稠油為50°C時(shí)粘度在300_2500mPa. s之間，膠質(zhì)和浙青質(zhì)含量> 20%的原油，優(yōu)選50°C時(shí)粘度在600-1700mPa. s之間，膠質(zhì)和浙青質(zhì)含量> 30%的原油。所述的水可以是普通水質(zhì)，如自來水、井水、蒸餾水，也可以是總離子濃度為200000mg/L，鈣鎂離子濃度不大于150000mg/L的超高礦化度礦化水。本發(fā)明提供的油井堵水劑可以按照以下方法配制將陰離子表面活性劑、非離子-陰離子表面活性劑、低分子醇與少量水配成較濃的溶液，再用水稀釋后與稠油接觸乳化；也可以用較大量的水將陰離子表面活性劑、非離子-陰離子表面活性劑、低分子醇和水配成較稀的溶液，然后直接與稠油接觸乳化。一種油井堵水方法，包括(I)向油套環(huán)空注入經(jīng)上述油井堵水劑；(2)用烴油將油井堵水劑從油套環(huán)空替入地層；(3)關(guān)井1-2天后開井生產(chǎn)。油井堵水劑的用量可以按式Q = A R2Hcji計(jì)算，A為O. 9-1. I之間的任一數(shù)值，Q為油井堵水劑用量，R為封堵半徑，Φ為地層孔隙度，H為處理層有效厚度。 步驟(2)中的烴油優(yōu)選為原油。本發(fā)明的油井堵水劑不僅適用于開發(fā)后期老油田的油井堵水，而且特別適用于高溫高礦化度油田如塔河油田等的油井堵水。本發(fā)明提供的油井堵水劑中的陰離子表面活性劑可以使用以煉油副產(chǎn)物或造紙工業(yè)副產(chǎn)物為原料合成的石油磺酸鹽縮合物或木質(zhì)素磺酸鹽，成本低廉。與之復(fù)配的非離子-陰離子表面活性劑具有很強(qiáng)的抗高礦鹽水的能力。所加的低分子醇可以改善油水界面性能，并且與陰離子組分、非離子-陰離子表面活性劑具有增效作用，顯著降低油水界面張力?？梢詽M足油田高礦化度水質(zhì)和高溫條件下油井堵水的要求。本發(fā)明采用獨(dú)特的表面活性劑配方，使稠油與少量水形成油包水型稠油乳狀液，這種油包水型稠油乳狀液進(jìn)入地層后，遇水時(shí)能在流動(dòng)過程中與更多量的水形成更加穩(wěn)定的油包水型乳狀液，粘度急劇上升而阻止地層水向井筒底部流動(dòng)，遇油時(shí)則被稀釋，粘度下降，流出地層。因此是一種堵水不堵油的選擇性堵劑。在油井堵水領(lǐng)域，現(xiàn)有技術(shù)很少使用醇類作為油水界面改善劑。因?yàn)楸绢I(lǐng)域技術(shù)人員一般認(rèn)為，稠油能與水形成油包水型乳狀液的關(guān)鍵是降低油水界面張力，低分子醇在油水界面的吸附能力較差，因此降低界面張力的能力也差，通常低分子醇的作用是應(yīng)用在破乳劑領(lǐng)域，而不是用在使稠油形成油包水型乳狀液的乳化這個(gè)相反的過程。本發(fā)明加入某些低分子醇作為油水界面改善劑后，稠油與表面活性劑水溶液更容易混合均勻，與陰離子表面活性劑、非離子-陰離子型表面活性劑復(fù)配后具有增效性，能使稠油形成穩(wěn)定的油包水型稠油乳狀液。在現(xiàn)場(chǎng)堵水過程中，注入地層的油包水型稠油乳狀液與地層水形成同樣是高粘度的油水乳狀液，處于緩慢流動(dòng)狀態(tài)，阻止地層水向井筒底部流動(dòng)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)I堵水劑耐溫性好，在溫度高達(dá)150°C的地層條件下，仍具有較好的封堵能力。2堵水劑耐鹽性好，在總礦化度220000mg/L的地層水條件下，仍具有良好的封堵作用。 3注入工藝簡(jiǎn)單，成本低，不污染油層。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例中，按以下方法配制油井堵水劑并進(jìn)行油井堵水試驗(yàn)。(I)在地面配制所需要的油井堵水劑；(2)用泵車向油套環(huán)空快速擠入經(jīng)配置好的油井堵水劑；(3)用原油將油井堵水劑從油套環(huán)空替入地層；(4)關(guān)井1-2天后開井生產(chǎn)。堵劑用量Q由封堵半徑R、地層孔隙度Φ、處理層有效厚度H計(jì)算，計(jì)算式為Q =JI R2H Φ。實(shí)施例I油井堵水劑配方以約IOOOg產(chǎn)品為例。O. Olg平均分子量為10000的石油磺酸鹽縮合物(PF200A，匯源合成劑廠產(chǎn)品)，O. 45g壬基酚聚氧乙烯醚磷酸酯鹽(北京興普新產(chǎn)品開發(fā)中心生產(chǎn))，0. Olg正丁醇，834. 7g塔河外輸稠油(50°C粘度為1660mPa · s)，164. 7g水。某油井自2006年10月投產(chǎn)，油層有效厚度20m，油井深5500米，油藏條件下原油溫度150°C，地層水礦化度220000mg/L(鈣鎂離子濃度13000mg/L)。50°C時(shí)原油粘度300mPa. S。初期日產(chǎn)液120m3，日產(chǎn)油115噸。2009年3月含水快速上升，日產(chǎn)液增至200m3，日產(chǎn)油降至25噸。2010年2月實(shí)施本發(fā)明的堵水劑和堵水方法，從油套環(huán) 空擠入堵水劑220m3，關(guān)井2天。作業(yè)后日產(chǎn)液降為140m3，日產(chǎn)油升至87噸。有效期達(dá)178天，累計(jì)增產(chǎn)油5263噸。實(shí)施例2油井堵水劑配方以約IOOOg產(chǎn)品為例O. 97g木質(zhì)素磺酸鈉(PF200A，匯源合成劑廠產(chǎn)品)，0. 19g壬基酚聚氧乙烯醚硫酸酯鹽(北京興普新產(chǎn)品開發(fā)中心生產(chǎn))，7.8g正己醇，895g塔河TK4-1井原油(50°C粘度為3329mPa. s), 97g 水。某油井自2008年9月投產(chǎn)，油層有效厚度15m，50°C時(shí)原油粘度1780mPa. S。初期日產(chǎn)液65m3，日產(chǎn)油60噸。2009年9月含水快速上升，日產(chǎn)液增至110m3，日產(chǎn)油降至15噸。2010年3月實(shí)施本發(fā)明的堵水劑和堵水方法，從油套環(huán)空擠入堵水劑110m3，關(guān)井2天。作業(yè)后日產(chǎn)液降為80m3，日產(chǎn)油升至42噸。有效期達(dá)134天，累計(jì)增產(chǎn)油2238噸。
權(quán)利要求
1.一種油井堵水劑，包括 a)陰離子表面活性劑； b)非離子-陰離子型表面活性劑； c)Cl-C8脂肪醇； d)稠油； e)水； 其中，a、b、c的重量比為I O. 1-50 O. 01-10，稠油重量是a、b、c總重量的20-2000倍，水量是稠油重量的O. 02-0. 3倍。
2.按照權(quán)利要求I所述的堵水劑，其特征在于，a、b、c的重量比為I O. 2-40 0.02-5。
3.按照權(quán)利要求I所述的堵水劑，其特征在于，稠油的重量是a、b、c總重量的50-1000倍。
4.按照權(quán)利要求I所述的堵水劑，其特征在于，水量是稠油重量的O.1-0. 2倍。
5.按照權(quán)利要求I所述的堵水劑，其特征在于，所述陰離子表面活性劑選自石油磺酸鹽甲醛縮合物、磺化木質(zhì)素的鈉鹽和鈣鹽中的一種或幾種，分子量為500-40000。
6.按照權(quán)利要求5所述的堵水劑，其特征在于，所述陰離子表面活性劑的分子量為1000-20000。
7.按照權(quán)利要求I所述的堵水劑，其特征在于，所述非離子-陰離子型表面活性劑選自烷基酚或脂肪醇聚氧乙烯醚的磷酸酯鹽、硫酸酯鹽、羧酸鹽和磺酸鹽中的一種或幾種，其通式分別寫為R-O- (CH2CH2O)n-PO3M2R-O- (CH2CH2O)n-SO3MR-O- (CH2CH2O) n-CH2C00MR-O-(CH2CH2O)n-R' SO3M 其中，R是烷基或烷苯基，總碳數(shù)為6-20 ；n為氧乙烯聚合度，其值為3-90 ;M為一價(jià)金屬陽離子或NH4+, R'為碳數(shù)1-6的烷基。
8.按照權(quán)利要求7所述的堵水劑，其特征在于，R的碳數(shù)為8-16。
9.按照權(quán)利要求I所述的堵水劑，其特征在于，所述脂肪醇為碳數(shù)2-5的直鏈或支鏈烷基醇。
10.按照權(quán)利要求I所述的堵水劑，其特征在于，所述的稠油為50°C時(shí)粘度在300-2500mPa. s之間，膠質(zhì)和浙青質(zhì)含量> 20%的原油。
11.按照權(quán)利要求10所述的堵水劑，其特征在于，所述的稠油為50°C時(shí)粘度在600-1700mPa. s之間，膠質(zhì)和浙青質(zhì)含量> 30%的原油。
12.—種油井堵水方法，包括 (1)向油套環(huán)空注入權(quán)利要求1-11中任一所述的油井堵水劑； (2)用烴油將油井堵水劑從油套環(huán)空替入地層； (3)關(guān)井1-2天后開井生產(chǎn)。
13.按照權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，油井堵水劑的用量按式Q= A π R2H Φ計(jì)算，A為O. 9-1. I之間的任一數(shù)值，Q為油井堵水劑用量，R為封堵半徑，Φ為地層孔隙度，H為處理層有效厚度。
14.按照權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，步驟(2)中的烴油為原油。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種油井堵水劑及油井堵水方法，其中的油井堵水劑包括陰離子表面活性劑、非離子-陰離子型表面活性劑、C1-C8脂肪醇、稠油和水。本發(fā)明的油井堵水劑具有抗高礦化度水能力強(qiáng)、耐溫性強(qiáng)、穩(wěn)定性強(qiáng)、成本低和不污染地層等特點(diǎn)。
文檔編號(hào)C09K8/44GK102876305SQ20111019671
公開日2013年1月16日 申請(qǐng)日期2011年7月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月14日
發(fā)明者秦冰, 羅詠濤, 李本高 申請(qǐng)人:中國(guó)石油化工股份有限公司, 中國(guó)石油化工股份有限公司石油化工科學(xué)研究院