CN101787864A - 低渗储层注水开发油藏裂缝性水淹油井堵水方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种低渗储层注水开发油藏裂缝性水淹油井堵水方法，涉及石油开采过程中对油井进行控水稳油增产的改造工艺技术领域，步骤如下：1)现场配制强度不同的四种堵剂DQ-1、DQ-2、LDN-1和LDN-2，2)将步骤1)中配制的堵剂DQ-1和DQ-2用交替注入工艺连续压进地层的天然微裂缝中；3)将步骤1)中配制的堵剂LDN-1压进地层的天然裂缝和人工裂缝中；4)将步骤1)中配制的堵剂LDN-2压进人工裂缝中进行封口；四种堵剂的使用温度均为0℃-75℃；四种堵剂的浓度均为0.5-5％；水泥车或压裂车的泵注压力小于30MPa。应用本发明可有效地实现低渗透裂缝性储层增产、稳产，提高油层采收率的技术效果，并且还能实现对天然裂缝和人工裂缝的有效封堵。
Description
技术领域
本发明涉及石油开采过程中对油井进行控水稳油增产的改造工艺技术领域，确切地说涉及一种低渗储层注水开发油藏裂缝性水淹油堵水方法。
背景技术
在低渗透裂缝性油田开发过程中，由于长期注水开发和受地层裂缝(天然微裂缝和人工压裂缝)的影响，地层的非均质性异常严重，使注入水常沿高渗裂缝流动，而波及不到含油的低渗透层，这种低效的注水，不仅影响原油采出程度，而且由于能源的消耗、产出液的处理、管线的腐蚀等增大了采油的成本。
常规堵水工艺一般是将单一的堵剂段塞采用单一的注入工艺从油井注入，然后关井侯凝。
如公开号为CN101476452A的中国专利文献公开了一种油气井控水压裂增产方法，具体说是一种以遇底水自动降粘的冻胶体系为压裂液以及以蜡覆砂为部分支撑剂的控水压裂工艺技术。目前在对低渗透底水油藏进行水力压裂施工时，由于层间应力差异小或根本就没有隔层来形成层间应力差异，已有效阻挡裂缝在垂向上的延伸扩展，导致水力压裂形成的裂缝在垂向上延伸进入底部水层并沿裂缝上窜流入井筒，引起油井的暴性水淹。本发明采用在压裂施工时，通过稠化剂和交联剂携带石蜡和石英砂混合成的包被支撑剂在地下进行化学降解包覆堵塞，形成封堵层。其有效的解决了现有人工遮挡层不能有效避免油井水淹的问题和采用携带转向剂或者暂堵剂的压裂液遇水基不降粘和沉降速度较慢的问题。
这样的堵水工艺一方面不适于埋藏深度800m-2500m的所有低渗透裂缝性油层的封堵，另一方面，堵剂封堵的波及面积少，有效期短，还一方面，封堵的措施单一，改造效果不佳，无法实现对天然裂缝和人工裂缝的有效封堵。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提出了一种适于埋藏深度800m-2500m的所有低渗透裂缝性油层的堵水方法，应用本发明可有效地实现低渗透裂缝性储层增产、稳产，提高油层采收率的技术效果，并且还能实现对天然裂缝和人工裂缝的有效封堵。
本发明是通过采用下述技术方案实现的：
一种低渗储层注水开发油藏裂缝性水淹油井堵水方法，其特征在于步骤如下：
1)现场配制强度不同的四种堵剂DQ-1、DQ-2、LDN-1和LDN-2：
所述DQ-1堵剂的制备方法为：将聚丙烯腈、甲醛和水按照5∶2∶93的质量比均匀混合形成水溶液，该水溶液即为DQ-1堵剂成品；
其中，聚丙烯腈和甲醛在水溶液中所占的质量百分比分别为5％和2％，(例如：聚丙烯腈5g，甲醛2g，水93g)
所述DQ-2堵剂的制备方法为：将疏水缔合聚丙烯酰胺、甲醛、苯酚和水按照0.3∶2∶1∶96.7的质量比均匀混合形成水溶液，该水溶液即为DQ-2堵剂成品；
其中，疏水缔合聚丙烯酰胺、甲醛和苯酚在水溶液中所占的质量百分比分别为0.3％、2％和1％，(例如：疏水缔合聚丙烯酰胺0.3g，甲醛2g，苯酚1g，水96.7g)
所述LDN-1堵剂的制备方法为：将淀粉改性聚丙烯腈、聚乙烯醇和水按照3∶0.2∶96.8的质量比均匀混合形成水溶液，该水溶液即为LDN-1堵剂成品；
其中，淀粉改性聚和聚乙烯醇在水溶液中所占的质量百分比分别为3％和0.2％。(例如：淀粉改性聚丙烯腈3g，聚乙烯醇0.2g，水96.8g)
淀粉改性聚丙烯腈即淀粉/聚丙烯腈改性纤维。
所述LDN-2堵剂的具体方法是：将环氧树脂、六次甲基四胺、聚乙烯醇和水按照3∶2∶0.2∶94.8的质量比均匀混合形成水溶液，该水溶液即为LDN-2堵剂成品；
其中，环氧树脂、六次甲基四胺和聚乙烯醇在水溶液中所占的质量百分比3％、2％和0.2％。(例如：环氧树脂3g，六次甲基四胺2g，聚乙烯醇0.2g，水94.8g)
环氧树脂是泛指分子中含有两个或两个以上环氧基团的有机高分子化合物。
2)将步骤1)中配制的堵剂DQ-1和DQ-2用水泥车或压裂车采用交替注入工艺连续压进地层的天然微裂缝中，完成三级段塞注入的第一段塞；具体是用水泥车或压裂车以50-500L/min的排量把DQ-1和DQ-2挤入地层天然微裂缝中，两种堵剂注入量合计在30-200m3的范围；
3)将步骤1)中配制的堵剂LDN-1用水泥车或压裂车压进地层的天然裂缝和人工裂缝中，完成三级段塞注入的第二段塞；具体是用水泥车或压裂车以50-500L/min的排量把LDN-1挤入地层天然裂缝和人工裂缝中，注入量在10-30m3的范围；
4)将步骤1)中配制的堵剂LDN-2用水泥车或压裂车压进人工裂缝中进行封口，完成三级段塞注入的第三段塞；具体是用水泥车或压裂车以50-500L/min的排量把LDN-2挤入人工裂缝中，注入量在8-15m3的范围；
四种堵剂的使用温度均为0℃-75℃；四种堵剂的浓度均为0.5-5％；水泥车或压裂车的泵注压力小于30MPa，四种堵剂连续注入，泵注时间无间隔。
上面所述的第一段塞、第二段塞、第三段塞的意思是指：整个堵水施工注入地层的液体堵剂分为三部分，第一段塞就是指步骤2)注入地层的DQ-1和DQ-2，两种堵剂注入量合计在30-200m3的范围；第二段塞就是指步骤3)注入地层的LDN-1，注入量在10-30m3的范围；第三段塞就是指步骤4)注入地层的LDN-2，注入量在8-15m3的范围。
在步骤3)和4)中添加使LDN-1和LDN-2成胶的引发剂，添加方式采用人工慢慢追加的方式，添加量相对于LDN-1堵剂和LDN-2堵剂均在0.2％-0.4％质量百分比的范围。
所述的引发剂是浓度为0.03％的草酸溶液。用高锰酸钾来滴定的方式来测量其浓度，配制方法如下：称0.3g草酸晶体，投入至1000ml的水溶液中，即得浓度为0.03％的草酸溶液。
所述的交替注入工艺具体是指：用水泥车或压裂车将油水选择性和粘度不同的两种凝胶体系DQ-1和DQ-2连续交替挤入地层，所述的连续交替为先注入DQ-1，再注入DQ-2，然后再注入DQ-1，直到两种堵剂都注入为止，注入期间，不断提高堵剂注入压力，最高压力不超过30MPa即可。
步骤1)中制备DQ-1堵剂所需的聚丙烯腈是分子量为300万-500万的聚丙烯腈，制备好的LDN-1堵剂粘度为30-100mPa·s。
步骤1)中制备DQ-2堵剂所需的疏水缔合聚丙烯酰胺是分子量为500万-1000万的疏水缔合聚丙烯酰胺，制备好的DQ-2堵剂的粘度为50-100mPa·s。
步骤1)中制备LDN-1堵剂所需的聚丙烯腈是分子量为500万-1000万的聚丙烯腈，所需的聚乙烯醇是分子量为300万-500万的聚乙烯醇，制备好的LDN-1堵剂的粘度为30-50mPa·s。
步骤1)中制备LDN-2堵剂所需的聚乙烯醇是分子量为300万-500万的聚乙烯醇，制备好的LDN-2堵剂的粘度为30-50mPa·s。
与公开号为CN101476452A专利文献为代表的现有技术相比，本发明所达到的技术效果表现在：
一、一方面，由于本发明采用将DQ-1和DQ-2用水泥车或压裂车采用交替注入工艺压进地层的微裂缝中，依靠这两种堵剂的选择性和粘度差异，有效地提高了堵剂的封堵波及面积。另一方面，本发明采用四种堵剂协同作用进行油井堵水施工，尤其适于埋藏深度800m-2500m的所有低渗透裂缝性油层的堵水，应用该方法可有效实现低渗透裂缝性储层增产、稳产，提高油层采收率的技术效果。再一方面，本发明通过三级段塞注入工艺，依靠粘度、强度不同的四种堵剂段塞，能够对低渗裂缝性储层基质微裂缝、天然裂缝和人工裂缝进行有效封堵，提高了施工成功率。
二、本发明已在长庆油田应用40余口井，有效率大于70％，单井含水率由堵水前100％降低至67.2％，单井产油量由堵水前的0.17t/d增加至0.60t/d。该发明为低渗透裂缝性油田新井投产改造及老井重复改造开创了一项新的堵水技术，对低渗透裂缝性油田开发提高采收率、提高经济效益提供了有力的保障。
具体实施方式
下面将结合具体实施方式对本发明作进一步的详细说明
实施例1
本发明公开了一种低渗储层注水开发油藏裂缝性水淹油井堵水方法，其步骤如下：
1)现场配制强度不同的四种堵剂DQ-1、DQ-2、LDN-1和LDN-2：
所述DQ-1堵剂的制备方法为：将聚丙烯腈、甲醛和水按照5∶2∶93的质量比均匀混合形成水溶液，该水溶液即为DQ-1堵剂成品；其中，聚丙烯腈和甲醛在水溶液中所占的质量百分比分别为5％和2％，(例如：聚丙烯腈5g，甲醛2g，水93g)
所述DQ-2堵剂的制备方法为：将疏水缔合聚丙烯酰胺、甲醛、苯酚和水按照0.3∶2∶1∶96.7的质量比均匀混合形成水溶液，该水溶液即为DQ-2堵剂成品；其中，疏水缔合聚丙烯酰胺、甲醛和苯酚在水溶液中所占的质量百分比分别为0.3％、2％和1％，(例如：疏水缔合聚丙烯酰胺0.3g，甲醛2g，苯酚1g，水96.7g)
所述LDN-1堵剂的制备方法为：将淀粉改性聚丙烯腈、聚乙烯醇和水按照3∶0.2∶96.8的质量比均匀混合形成水溶液，该水溶液即为LDN-1堵剂成品；其中，淀粉改性聚和聚乙烯醇在水溶液中所占的质量百分比分别为3％和0.2％。(例如：淀粉改性聚丙烯腈3g，聚乙烯醇0.2g，水96.8g)淀粉改性聚丙烯腈即淀粉/聚丙烯腈改性纤维。
所述LDN-2堵剂的具体方法是：将环氧树脂、六次甲基四胺、聚乙烯醇和水按照3∶2∶0.2∶94.8的质量比均匀混合形成水溶液，该水溶液即为LDN-2堵剂成品；其中，环氧树脂、六次甲基四胺和聚乙烯醇在水溶液中所占的质量百分比3％、2％和0.2％。(例如：环氧树脂3g，六次甲基四胺2g，聚乙烯醇0.2g，水94.8g)环氧树脂是泛指分子中含有两个或两个以上环氧基团的有机高分子化合物。
2)将步骤1)中配制的堵剂DQ-1和DQ-2用水泥车或压裂车采用交替注入工艺连续压进地层的天然微裂缝中，完成三级段塞注入的第一段塞；具体是用水泥车或压裂车以50-500L/min的排量把DQ-1和DQ-2挤入地层天然微裂缝中，两种堵剂注入量合计在30-200m3的范围；
3)将步骤1)中配制的堵剂LDN-1用水泥车或压裂车压进地层的天然裂缝和人工裂缝中，完成三级段塞注入的第二段塞；具体是用水泥车或压裂车以50-500L/min的排量把LDN-1挤入地层天然裂缝和人工裂缝中，注入量在10-30m3的范围；
4)将步骤1)中配制的堵剂LDN-2用水泥车或压裂车压进人工裂缝中进行封口，完成三级段塞注入的第三段塞；具体是用水泥车或压裂车以50-500L/min的排量把LDN-2挤入人工裂缝中，注入量在8-15m3的范围；
四种堵剂的使用温度均为0℃-75℃；四种堵剂的浓度均为0.5-5％；水泥车或压裂车的泵注压力小于30MPa，四种堵剂连续注入，泵注时间无间隔。
上面所述的第一段塞、第二段塞、第三段塞的意思是指：整个堵水施工注入地层的液体堵剂分为三部分，第一段塞就是指步骤2)注入地层的DQ-1和DQ-2，两种堵剂注入量合计在30-200m3的范围；第二段塞就是指步骤3)注入地层的LDN-1，注入量在10-30m3的范围；第三段塞就是指步骤4)注入地层的LDN-2，注入量在8-15m3的范围。在步骤3)和4)中添加使LDN-1和LDN-2成胶的引发剂，添加方式采用人工慢慢追加的方式，添加量相对于LDN-1堵剂和LDN-2堵剂均在0.2％-0.4％质量百分比的范围。所述的引发剂是浓度为0.03％的草酸溶液。用高锰酸钾来滴定的方式来测量其浓度，配制方法如下：称0.3g草酸晶体，投入至1000ml的水溶液中，即得浓度为0.03％的草酸溶液。所述的交替注入工艺具体是指；用水泥车或压裂车将油水选择性和粘度不同的两种凝胶体系DQ-1和DQ-2连续交替挤入地层，所述的连续交替为先注入DQ-1，再注入DQ-2，然后再注入DQ-1，直到两种堵剂都注入为止，注入期间，不断提高堵剂注入压力，最高压力不超过30MPa即可。步骤1)中制备DQ-1堵剂所需的聚丙烯腈是分子量为300万-500万的聚丙烯腈，制备好的LDN-1堵剂粘度为30-100mPa·s。步骤1)中制备DQ-2堵剂所需的疏水缔合聚丙烯酰胺是分子量为500万-1000万的疏水缔合聚丙烯酰胺，制备好的DQ-2堵剂的粘度为50-100mPa·s。步骤1)中制备LDN-1堵剂所需的聚丙烯腈是分子量为500万-1000万的聚丙烯腈，所需的聚乙烯醇是分子量为300万-500万的聚乙烯醇，制备好的LDN-1堵剂的粘度为30-50mPa·s。步骤1)中制备LDN-2堵剂所需的聚乙烯醇是分子量为300万-500万的聚乙烯醇，制备好的LDN-2堵剂的粘度为30-50mPa·s。
实施例2
本发明在常规堵水的基础上进行了二方面的创新。
交替注入技术
通过DQ-1和DQ-2的交替注入工艺，依靠两种堵剂的选择性和粘度差异有效提高堵剂的封堵波及面积。
工艺对比
| 工艺技术 | 常规堵水技术 | 交替注入技术 |
| 工序 | 施工时把单一的堵剂采用单一的注入工艺注入油井，关井侯凝。 | 采用复合堵剂的交替注入工艺，不间断的提高堵剂注入压力。 |
| 优点 | 常规技术，应用成熟。 | 有效提高堵剂的封堵波及面积，延长有效期。 |
| 缺点 | 堵剂封堵的波及面积少，有效期短 | 属于新技术，应用不成熟。 |
三级段塞注入技术
通过三级段塞注入工艺，依靠强度不同的四种专有堵剂段塞，能够对低渗裂缝性储层基质微裂缝和人工压裂裂缝进行有效封堵，提高了施工成功率。
工艺对比
| 工艺技术 | 常规堵水技术 | 三级注入技术 |
| 工序 | 施工时把单一的堵剂采用单一的注入工艺注入油井，关井侯凝。 | 结合交替注入和三级注入工艺，采用复合堵剂段塞实现对基质微裂缝和人工压裂裂缝的有效封堵。 |
| 优点 | 属于传统技术，应用成熟，可操作性强。 | 集多种堵剂的性能优势为一体，有效提高了措施成功率。 |
| 缺点 | 措施堵剂单一，改造效果有限。 | 属于新技术，应用不成熟。 |
现场应用例举：
2008-2009年，在某油田不同井场采用交替注入和三级注入结合工艺施工3口井(X-1、X-2、X-3)，措施前均为裂缝性水淹油井，措施后平均含水由98.8％降至63.3％，平均日产原油增加1.5m3，措施有效率达到100％，显示了较强的技术优势。
措施效果统计表
| 区块 | 序 | 井号 | 措施前生产情况 | 目前生产情况 | 液面变化 | 日增油 | 目前累 |
通过三级段塞注入过程工艺，注入强度不同的四种专有堵剂段塞，实现由远到近对低渗储层基质微裂缝和人工压裂裂缝进行选择性封堵；通过变化堵剂粘度交替注入工艺，在堵剂封堵裂缝的同时，不间断的提高堵剂注入压力，提高堵剂封堵裂缝的波及面积，提高封堵效果；通过过顶替工艺预留一定长度的人工裂缝，用于措施后采油。
施工采用的四种强度不同的专有选择性堵水剂，该四种堵水剂施工前配制为液态，注入地层关井一定时间后分别形成凝胶、冻胶和高强固体。
低渗透裂缝性油田堵水施工时，采用粘度不同指标的堵剂交替注入工艺，在堵剂封堵裂缝的同时，不间断的提高堵剂注入压力，提高堵剂封堵裂缝的波及面积。
低渗透裂缝性油田堵水施工时，采用三级段塞注入工艺，可实现对基质微裂缝和人工压裂缝的有效封堵。这三级段塞注入后设计存在位置分别位于：(由远到近)微裂缝—微裂缝和人工裂缝顶端—远离井筒的部分人工裂缝。
Claims (10)
1.一种低渗储层注水开发油藏裂缝性水淹油井堵水方法，其特征在于步骤如下：
1)现场配制强度不同的四种堵剂DQ-1、DQ-2、LDN-1和LDN-2：
所述DQ-1堵剂的制备方法为：将聚丙烯腈、甲醛和水按照5∶2∶93的质量比均匀混合形成水溶液，该水溶液即为DQ-1堵剂成品；
所述DQ-2堵剂的制备方法为：将疏水缔合聚丙烯酰胺、甲醛、苯酚和水按照0.3∶2∶1∶96.7的质量比均匀混合形成水溶液，该水溶液即为DQ-2堵剂成品；
所述LDN-1堵剂的制备方法为：将淀粉改性聚丙烯腈、聚乙烯醇和水按照3∶0.2∶96.8的质量比均匀混合形成水溶液，该水溶液即为LDN-1堵剂成品；
所述LDN-2堵剂的具体方法是：将环氧树脂、六次甲基四胺、聚乙烯醇和水按照3∶2∶0.2∶94.8的质量比均匀混合形成水溶液，该水溶液即为LDN-2堵剂成品；
其中，环氧树脂、六次甲基四胺和聚乙烯醇在水溶液中所占的质量百分比3％、2％和0.2％。
2)将步骤1)中配制的堵剂DQ-1和DQ-2用水泥车或压裂车采用交替注入工艺连续压进地层的天然微裂缝中，完成三级段塞注入的第一段塞；具体是用水泥车或压裂车以50-500L/min的排量把DQ-1和DQ-2挤入地层天然微裂缝中，两种堵剂注入量合计在30-200m3的范围；
3)将步骤1)中配制的堵剂LDN-1用水泥车或压裂车压进地层的天然裂缝和人工裂缝中，完成三级段塞注入的第二段塞；具体是用水泥车或压裂车以50-500L/min的排量把LDN-1挤入地层天然裂缝和人工裂缝中，注入量在10-30m3的范围；
4)将步骤1)中配制的堵剂LDN-2用水泥车或压裂车压进人工裂缝中进行封口，完成三级段塞注入的第三段塞；具体是用水泥车或压裂车以50-500L/min的排量把LDN-2挤入人工裂缝中，注入量在8-15m3的范围；
四种堵剂的使用温度均为0℃-75℃；四种堵剂的浓度均为0.5-5％；水泥车或压裂车的泵注压力小于30MPa，四种堵剂连续注入，泵注时间无间隔。
2.根据权利要求1所述的低渗储层注水开发油藏裂缝性水淹油井堵水方法，其特征在于：所述的交替注入工艺具体是指：用水泥车或压裂车将油水选择性和粘度不同的两种凝胶体系DQ-1和DQ-2连续交替挤入地层，所述的连续交替为先注入DQ-1，再注入DQ-2，然后再注入DQ-1，直到两种堵剂都注入为止，注入期间，不断提高堵剂注入压力，最高压力不超过30MPa即可。
3.根据权利要求1或2所述的低渗储层注水开发油藏裂缝性水淹油井堵水方法，其特征在于：在步骤3)和4)中添加使LDN-1和LDN-2成胶的引发剂，添加方式采用人工慢慢追加的方式，添加量相对于LDN-1堵剂和LDN-2堵剂均在0.2％-0.4％质量百分比的范围。
4.根据权利要求3所述的低渗储层注水开发油藏裂缝性水淹油井堵水方法，其特征在于：所述的引发剂是浓度为0.03％的草酸溶液。用高锰酸钾来滴定的方式来测量其浓度，配制方法如下：称0.3g草酸晶体，投入至1000ml的水溶液中，即得浓度为0.03％的草酸溶液。
5.根据权利要求1或2所述的低渗储层注水开发油藏裂缝性水淹油井堵水方法，其特征在于：所述的第一段塞、第二段塞、第三段塞的意思是指：整个堵水施工注入地层的液体堵剂分为三部分，第一段塞就是指步骤2)注入地层的DQ-1和DQ-2，两种堵剂注入量合计在30-200m3的范围；第二段塞就是指步骤3)注入地层的LDN-1，注入量在10-30m3的范围；第三段塞就是指步骤4)注入地层的LDN-2，注入量在8-15m3的范围。
6.根据权利要求1或2所述的低渗储层注水开发油藏裂缝性水淹油井堵水方法，其特征在于：步骤1)中制备DQ-1堵剂所需的聚丙烯腈是分子量为300万-500万的聚丙烯腈，制备好的LDN-1堵剂粘度为30-100mPa·s。
7.根据权利要求1或2所述的低渗储层注水开发油藏裂缝性水淹油井堵水方法，其特征在于：步骤1)中制备DQ-2堵剂所需的疏水缔合聚丙烯酰胺是分子量为500万-1000万的疏水缔合聚丙烯酰胺，制备好的DQ-2堵剂的粘度为50-100mPa·s。
8.根据权利要求1或2所述的低渗储层注水开发油藏裂缝性水淹油井堵水方法，其特征在于：步骤1)中制备LDN-1堵剂所需的聚丙烯腈是分子量为500万-1000万的聚丙烯腈，所需的聚乙烯醇是分子量为300万-500万的聚乙烯醇，制备好的LDN-1堵剂的粘度为30-50mPa·s。
9.根据权利要求1或2所述的低渗储层注水开发油藏裂缝性水淹油井堵水方法，其特征在于：步骤1)中制备LDN-2堵剂所需的聚乙烯醇是分子量为300万-500万的聚乙烯醇，制备好的LDN-2堵剂的粘度为30-50mPa·s。
10.根据权利要求1或2所述的低渗储层注水开发油藏裂缝性水淹油井堵水方法，其特征在于：淀粉改性聚丙烯腈即淀粉/聚丙烯腈改性纤维，环氧树脂是泛指分子中含有两个或两个以上环氧基团的有机高分子化合物。
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