CN102153994B

CN102153994B - 高温混相暂堵封窜剂及其制备方法

Info

Publication number: CN102153994B
Application number: CN 201110033337
Authority: CN
Inventors: 张玉涛; 王浩; 龙华; 刘晶晶; 郑猛; 彭玢海; 向延安; 朱秀峰; 葛东元; 张海军
Original assignee: DRILLING TECHNOLOGY INSTITUTE OF CNPC LIAOHE OIL FIELD; China Petroleum and Natural Gas Co Ltd
Current assignee: DRILLING TECHNOLOGY INSTITUTE OF CNPC LIAOHE OIL FIELD; China Petroleum and Natural Gas Co Ltd
Priority date: 2011-01-30
Filing date: 2011-01-30
Publication date: 2013-07-10
Anticipated expiration: 2031-01-30
Also published as: CN102153994A

Abstract

本发明提供了一种高温混相暂堵封窜剂，该封窜剂的原料组成包括脲、薄膜扩展剂、十二烷基磺酸钠以及高温起泡剂，其中，所述脲、薄膜扩展剂、十二烷基磺酸钠与高温起泡剂的重量比为1∶0.12～0.25∶0.12～0.25∶0.05～0.1。本发明还提供了该高温混相暂堵封窜剂的制备方法，以及该高温混相暂堵封窜剂在提高油田蒸汽吞吐/蒸汽驱替开采效果中的应用。本发明的高温混相暂堵封窜剂，可以解决蒸汽吞吐(蒸汽驱替)过程中汽窜现象，提高蒸汽吞吐(蒸汽驱替)效果，最大限度提高稠油开采效果。

Description

高温混相暂堵封窜剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种高温混相暂堵封窜剂及其制备方法，更具体地说是针对辽河油田蒸汽吞吐或蒸汽驱过程中存在汽窜现象严重而研制出的一种高温混相暂堵封窜剂及其制备方法。

背景技术

辽河油田稠油占三分之二以上，开采的主要方式是蒸汽吞吐或蒸汽驱，然而随着开采轮次不断增加，蒸汽吞吐(蒸汽驱替)效果逐渐变差，目前辽河油田稠油开采已经到达“双高-高含水、高采出程度”期，致使稠油热采效益急剧下降，大部分的多轮次(9轮次以上)稠油井继续采取蒸汽吞吐或蒸汽驱方式开采其性价比很低，甚至出现负效益。为提高蒸汽吞吐(蒸汽驱替)效果，在稠油热采过程中采取高温暂堵封窜、驱油助剂等多种注汽添加剂，目的是改善蒸汽吞吐(蒸汽驱替)效果，现场应用也取得一定效果，然而由于封窜剂的耐温性、暂堵强度、选择性等方面的局限性，仍然没有从根本上解决蒸汽吞吐(蒸汽驱替)过程中存在的汽窜现象，蒸汽吞吐(蒸汽驱替)效果不理想。

针对辽河油田蒸汽吞吐(蒸汽驱替)过程中存在的问题，研制开发出性能优良的暂堵封窜剂，是改善提高蒸汽吞吐(蒸汽驱替)效果的迫切需要。

发明内容

本发明的主要目的在于针对辽河油田蒸汽吞吐(蒸汽驱替)过程中存在问题，研制开发一种高温混相暂堵封窜剂，以解决蒸汽吞吐(蒸汽驱替)过程中汽窜现象，提高蒸汽吞吐(蒸汽驱替)效果，最大限度提高稠油开采效果。

本发明的另一目的在于提供所述高温混相暂堵封窜剂的制备方法。

本发明主要是从分析蒸汽吞吐(蒸汽驱替)过程中存在的汽窜现象的原因机理、程度、类型特点入手，结合现场在稠油热采过程中采取高温暂堵封窜、驱油助剂等多种注汽添加剂的技术现状，为最大限度解决蒸汽吞吐(蒸汽驱替)过程中存在的汽窜现象而研制开发的高温混相暂堵封窜剂。

本发明提供了一种高温混相暂堵封窜剂，该封窜剂的原料组成包括脲、薄膜扩展剂、十二烷基磺酸钠(石油磺酸盐)以及高温起泡剂，其中，所述脲、薄膜扩展剂、十二烷基磺酸钠与高温起泡剂的重量比为1∶0.12～0.25∶0.12～0.25∶0.05～0.1。

根据本发明的具体实施方案，本发明的高温混相暂堵封窜剂中，脲(尿素)是本发明封窜剂的核心，脲的分解产生气体(氮气、二氧化碳、氨气)，是形成多相泡沫基础物质。

根据本发明的具体实施方案，本发明的高温混相暂堵封窜剂中，薄膜扩展剂属非离子型高分子表面活性剂，该成分主要作用是改善油、水、岩石间的界面状况，提高封窜剂稳定性及反应程度。根据本发明的具体实施方案，本发明的高温混相暂堵封窜剂中，所述薄膜扩展剂为由聚环氧乙烷、环氧乙烷、环氧丙烷的嵌段共聚物(购自-盘锦辽河油田海世通化工有限公司生产的薄膜扩展剂，规格及型号EOR-TFS/LH-I，标准Q/CNPC-LH0484-2006)。

根据本发明的具体实施方案，本发明的高温混相暂堵封窜剂中，十二烷基磺酸钠(石油磺酸盐)是一种阳离子表面活性剂，该成分主要作用是提高封窜剂耐温性能，降低流体界面张力，提高驱油效果和封窜剂稳定性及反应程度。

根据本发明的具体实施方案，本发明的高温混相暂堵封窜剂中，所用的高温起泡剂是一种表面活化物质，其作用在于降低气液界面的表面张力，改善气泡性能(气泡的大小、数量、弹性、均匀性、稳定性、负荷能力等)，并使封窜剂能产生稳定的泡沫等。本发明优选的起泡剂是二号油，分子式：C₁₀H₁₇OH，该物质主要用于多种金属和非金属浮选良好起泡剂，可与多种钠黄药配合使用，也可单独做浮选捕收剂使用，用于采油(采气)井的排水工艺。

在本发明的一具体实施方案中，所述脲、薄膜扩展剂、十二烷基磺酸钠与高温起泡剂的重量比约为1∶0.14∶0.21∶0.07。

在本发明的另一具体实施方案中，所述脲、薄膜扩展剂、十二烷基磺酸钠与高温起泡剂的重量比约为1∶0.21∶0.14∶0.07。

在本发明的另一具体实施方案中，所述脲、薄膜扩展剂、十二烷基磺酸钠与高温起泡剂的重量比约为1∶0.12∶0.25∶0.07。

根据本发明的具体实施方案，本发明的高温混相暂堵封窜剂是按照以下方法制备得到的：

(1)依据所述脲、薄膜扩展剂、十二烷基磺酸钠与高温起泡剂的配比定量准备各试剂；

(2)将反应釜温度调至80～90℃恒温30～60分钟；

(3)将定量称取的薄膜扩展剂加入反应釜，均匀搅拌15～30分钟；

(4)缓慢加入定量称取的十二烷基磺酸钠，均匀搅拌15～30分钟，将反应釜温度调至40～55℃恒温30～60分钟；

(5)将定量称取的脲加入反应釜，均匀搅拌30～45分钟；

(6)将定量称取的高温起泡剂加入反应釜，均匀搅拌30～60分钟，得到所述高温混相暂堵封窜剂。

根据本发明的具体实施方案，本发明的高温混相暂堵封窜剂，其pH值6～8，25℃密度1.00～1.20g/cm³，暂堵强度≥3MPa，耐温≥260℃。

另一方面，本发明还提供了所述高温混相暂堵封窜剂的制备方法，该方法包括：

(2)将反应釜温度调至80～90℃恒温30～60分钟；

(5)将定量称取的脲加入反应釜，均匀搅拌30～45分钟；

根据本发明的具体实施方案，本发明的高温混相暂堵封窜剂的制备方法中，步骤(4)中十二烷基磺酸钠的加入速度对于封窜剂的耐温性具有重要影响，应缓慢加入，本发明优选控制加入速度小于等于1000克/分钟，更优选600～800克/分钟。

本发明的高温混相暂堵封窜剂的制备方法中，步骤(3)的薄膜扩展剂必须确保混合、受热均匀后，才能进行步骤(4)工序；步骤(4)在确保体系受热均匀后才可以降温，否则容易造成步骤(5)起泡，影响封窜剂稳定性。

本发明通过将所述的脲、薄膜扩展剂、十二烷基磺酸钠以及高温起泡剂进行合理配比，并通过恰当的工艺，研制开发出了一种高温混相暂堵封窜剂，该高温混相暂堵封窜剂理化性能指标可达到如下标准：

本发明的高温混相暂堵封窜剂，能够解决蒸汽吞吐(蒸汽驱替)过程中汽窜现象，提高蒸汽吞吐(蒸汽驱替)效果，最大限度提高稠油开采效果。

另一方面，本发明还提供了所述的高温混相暂堵封窜剂在提高油田蒸汽吞吐/蒸汽驱替开采率中的应用。具体应用时，是根据上轮平均注汽压力情况确定封窜剂用量：上轮平均注汽压力≥13.5MPa，封窜剂用量6～8吨；上轮平均注汽压力8～13.5MPa，封窜剂用量8～12吨；上轮平均注汽压力≤8MPa，封窜剂用量12～15吨。确定封窜剂用量后，可利用注汽管柱将封窜剂配制成约15％水溶液注入地层；顶替处理剂(体积约为管柱体积的1.2倍)关井反应4～6小时启动注汽程序。即可从根本上解决蒸汽吞吐(蒸汽驱替)过程中存在的汽窜现象，达到提高蒸汽吞吐/蒸汽驱替开采效果。

发明的效果：

综上所述，本发明提供了一种高温混相暂堵封窜剂，主要应用于辽河油田蒸汽吞吐(蒸汽驱替)过程中存在的汽窜现象解除，提高蒸汽吞吐(蒸汽驱替)开采效果。本发明的封窜剂自2007年6月应用现场以来，先后在辽河油田的锦州采油厂、曙光采油厂、冷家油田公司、特油公司、欢喜岭采油厂、油气试采公司现场应用，截止2009年10月20累计实施35井次，措施有效率88.6％，取得显著的暂堵封窜效果，平均提高注汽压力3.5MPa，平均周期增产原油485吨。

具体实施方式

以下通过具体实施例详细说明本发明的技术及特点，但这些实施例并非用以限定本发明的保护范围。

实施例1

本实施例中，合成封窜剂配比约为：

脲∶薄膜扩展剂∶石油磺酸盐∶高温起泡剂＝1∶0.21∶0.14∶0.07。

本实施例的高温混相暂堵封窜剂的制备方法：

1、依据封窜剂配比定量准备各试剂；

2、反应釜启动并将温度调至85℃恒温30分钟；

3、称取薄膜扩展剂1.2吨加入反应釜，均匀搅拌(60转/分)25分钟；

4、缓慢(加入速度1000克/分)加入0.8吨的石油磺酸盐，均匀搅拌15分钟，将反应釜温度调至45℃恒温30分钟；

5、将称取的5.6吨脲加入反应釜，均匀搅拌30分钟；

6、将称取的0.4吨高温起泡剂加入反应釜，均匀搅拌30分钟，即合成本实施例的8吨高温混相暂堵封窜剂产品。

经检测，本实施例的高温混相暂堵封窜剂产品，pH值6～8，25℃密度1.00～1.20g/cm³，暂堵强度≥3MPa，耐温≥260℃，上轮注汽压力10.5MPa。

实施例2

本实施例的合成封窜剂的配比约为：

脲∶薄膜扩展剂∶石油磺酸盐∶高温起泡剂＝1∶0.14∶0.21∶0.07。

本实施例的高温混相暂堵封窜剂的制备方法：

1、依据封窜剂配比定量准备各试剂；

2、反应釜启动并将温度调至80℃恒温50分钟；

3、称取薄膜扩展剂1吨加入反应釜，均匀搅拌(60转/分)20分钟；

4、缓慢(加入速度800克/分)加入1.5吨的石油磺酸盐，均匀搅拌25分钟，将反应釜温度调至50℃恒温30分钟；

5、将称取的7吨脲加入反应釜，均匀搅拌30分钟；

6、将称取的0.5吨高温起泡剂加入反应釜，均匀搅拌40分钟，即合成本实施例的10吨高温混相暂堵封窜剂产品。

经检测，本实施例的高温混相暂堵封窜剂产品，pH值6～8，25℃密度1.00～1.20g/cm³，暂堵强度≥5MPa，耐温≥300℃，上轮注汽压力14.5MPa。

实施例3

本实施例的合成封窜剂的配比约为：

脲∶薄膜扩展剂∶石油磺酸盐∶高温起泡剂＝1∶0.12∶0.25∶0.07。

本实施例的高温混相暂堵封窜剂的制备方法：

1、依据封窜剂配比定量准备各试剂；

2、反应釜启动并将温度调至85℃恒温30分钟；

3、称取薄膜扩展剂0.8吨加入反应釜，均匀搅拌(60转/分)15分钟；

4、缓慢(加入速度800克/分)加入1.7吨的石油磺酸盐，均匀搅拌30分钟，将反应釜温度调至45℃恒温50分钟；

5、将称取的6.7吨脲加入反应釜，均匀搅拌40分钟；

6、将称取的0.5吨高温起泡剂加入反应釜，均匀搅拌50分钟，即合成本实施例的9.7吨高温混相暂堵封窜剂产品。

经检测，本实施例的高温混相暂堵封窜剂产品，pH值6～8，25℃密度1.00～1.20g/cm³，暂堵强度≥5MPa，耐温≥330℃，上轮注汽压力16.5MPa。

应用实施例

本发明的封窜剂先后在辽河油田的锦州采油厂、曙光采油厂、冷家油田公司、特油公司、欢喜岭采油厂、油气试采公司等现场应用，能够解除油田蒸汽吞吐(蒸汽驱替)过程中存在的汽窜现象，提高蒸汽吞吐(蒸汽驱替)开采效果。下表1列出了部分代表井进行高温混相暂堵封窜措施的效果。

表1 代表井进行高温混相暂堵封窜措施前后效果统计

其中，依据达西定律、措施井油层厚度、药剂(封窜剂)使用浓度计算，锦7-10-6井、冷41-5-7井所需纯药剂均为8吨，该2口井是采用实施例1的封窜剂现场应用；曙1-10-08井所需纯药剂为10吨，该井是采用实施例2的封窜剂现场应用；欢127-2-5井所需纯药剂为9.7吨，该井是采用实施例3的封窜剂现场应用。

Claims

1.一种高温混相暂堵封窜剂，该封窜剂的原料组成包括脲、薄膜扩展剂、十二烷基磺酸钠以及高温起泡剂，其中，所述脲、薄膜扩展剂、十二烷基磺酸钠与高温起泡剂的重量比为1∶0.12～0.25∶0.12～0.25∶0.05～0.1；

其中，所述薄膜扩展剂为聚环氧乙烷、环氧乙烷、环氧丙烷的嵌段共聚物；

所述高温起泡剂为二号油。

2.根据权利要求1所述的高温混相暂堵封窜剂，其中，所述脲、薄膜扩展剂、十二烷基磺酸钠与高温起泡剂的重量比为1∶0.14∶0.21∶0.07或1∶0.21∶0.14∶0.07或1∶0.12∶0.25∶0.07。

3.根据权利要求1所述的高温混相暂堵封窜剂，该封窜剂是按照以下方法制备得到的：

(2)将反应釜温度调至80～90℃恒温30～60分钟；

(5)将定量称取的脲加入反应釜，均匀搅拌30～45分钟；

4.根据权利要求1所述的高温混相暂堵封窜剂，其中，该封窜剂的pH值6～8，25℃密度1.00～1.20g/cm³，暂堵强度≥3MPa，耐温≥260℃。

5.权利要求1～4任一项所述的高温混相暂堵封窜剂的制备方法，该方法包括：

(2)将反应釜温度调至80～90℃恒温30～60分钟；

(5)将定量称取的脲加入反应釜，均匀搅拌30～45分钟；

6.根据权利要求5所述的方法，其中，步骤(4)中十二烷基磺酸钠的加入速度小于等于1000克/分钟。

7.权利要求1～4任一项所述的高温混相暂堵封窜剂在提高油田蒸汽吞吐/蒸汽驱替开采效果中的应用。

8.根据权利要求7所述的应用，其中，根据上轮平均注汽压力情况确定封窜剂用量：上轮平均注汽压力≥13.5MPa，封窜剂用量6～8吨；上轮平均注汽压力8～13.5MPa，封窜剂用量8～12吨；上轮平均注汽压力≤8MPa，封窜剂用量12～15吨。