CN102277143B - 一种油井用w/o/w型活性稠油堵剂及制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种W/O/W型活性稠油堵剂,包括内相水、稠油和外相水,所述内相水和稠油之间使用非离子型表面活性剂,所述稠油和外相水之间使用离子型表面活性剂。由于采用W/O/W的复合结构,采用外相水层包裹了粘度较大的W/O,能够克服现有技术中活性稠油堵剂注入过程粘度大、施工压力高、对油水层选择性差的缺点,具有地面流动性好、注入压力低、进入地层后乳状液破乳释放高粘度W/O乳状液的特点,能够有效封堵油井出水层位,弥补了目前活性稠油堵剂的不足,需要说明的是本发明的技术方案特别适合海上油田的工艺特点。
Description
技术领域
本发明涉及一种油井用活性稠油堵剂,特别是涉及一种W/O/W型活性稠油堵剂及制备方法。
背景技术
油井出水是油田开发过程中普遍存在的问题。油井出水所造成的危害十分明显,如降低产油量,增加产水量,提高水处理的费用等。为解决这一问题,人们采用多种多样的堵剂进行堵水,堵剂包括:水泥、树脂、颗粒、凝胶、无机沉淀等。但上面所述堵剂不具有真正堵水不堵油的特性。
为降低堵剂对油层的伤害,人们做了大量工作,其中稠油堵剂是目前公认的为数不多的选择性堵剂之一,在油井作业无法卡封、出水层位不明等情况下,使用稠油堵剂会取得良好的效果。活性稠油堵剂是加有适量油包水乳化剂的高粘度稠油,活性稠油在高压下注入油井地层,进入油流孔道的活性稠油将溶于地层原油而从油井采出,进入水流孔道的活性稠油与渗流的地层水或注入水混合而乳化,形成油包水乳状液,粘度增加,抑制水层出水。
但活性稠油堵剂在使用过程中出现了一些问题,主要表现是:第一,活性稠油堵剂以稠油为连续相,注入压力高。活性稠油粘度较高,一般在300mPa.s以上,因此在施工过程中,稠油与注入管线、稠油与地层之间的摩擦阻力很大,造成地面注入压力高。第二,活性稠油堵剂为油基堵剂,在注入过程中,会首先进入油层或含油饱和度高的油层部位,进入油井出水层位的稠油堵剂相应减少,从而影响堵水的有效期。
为解决活性稠油的缺点,人们研究出了水包稠油堵剂。将稠油制成水包稠油乳状液,注入地层后在地层中发生破乳,释放出稠油,抑制水层出水。它是依靠稠油自身粘度来堵水,水包油乳状液以水为连续相,注入时粘度低,易注入,但受稠油本身粘度性质的影响,堵水效果受到限制。
为解决上述问题,人们又研究出了稠油乳状液转相堵水。先用温度100℃~110℃稠油和水包油乳状液制成含30%的水包油乳状液,然后加入3%~10%的膨润土和少量油包水乳化剂,混合均匀后注入地下,进入地层后,水包油乳状液转相为高粘度油包水型乳状液,封堵水层。它在一定程度上克服了上述水包稠油堵剂的缺点,提出了在地层中增粘的观点,但由于油层渗流所提供的搅拌作用非常微弱,因此,在地层条件下,稠油难以自发乳化成W/O乳状液,同时,该技术中的转相剂主要为固体颗粒膨润土,稠油油田特别是海上油田普遍采用的筛管-砾石充填防砂完井方式,颗粒型堵剂无法通过,使用受到限制。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的不足,提供一种适于油井用W/O/W型活性稠油堵剂。
本发明的第二个目的在于提供一种W/O/W型活性稠油堵剂的制备方法。
本发明的目的通过下述技术方案予以实现:
一种适于油井用W/O/W型活性稠油堵剂,包括内相水、稠油和外相水,所述内相水和稠油之间使用非离子型表面活性剂,所述稠油和外相水之间使用离子型表面活性剂。
所述稠油中,胶质沥青质含量不低于30wt%。
所述非离子型表面活性剂为失水山梨醇脂肪酸酯、失水山梨醇硬脂酸酯、壬基酚聚氧乙烯醚-4中的一种。
所述离子型表面活性剂为十二烷基脂肪酸钠、十二烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠、石油磺酸钠中的一种。
一种适于油井用W/O/W型活性稠油堵剂的制备方法,按照下述步骤进行:
(1)在稠油中加入其重量0.5%~5%的油包水乳化剂,混合均匀,再加入稠油重量10%~50%的配制用水,搅拌,制成含内相水的W/O型乳状液;
(2)在配制用水中加入其重量1%~3%的水包油乳化剂,混合均匀后,作为外相配制水使用;
(3)将步骤(1)制备的含内相水的W/O型乳状液加入步骤(2)制备的外相配制水中,其中步骤(2)制备的外相配制水的重量为步骤(1)制备的含内相水的W/O型乳状液重量的50%~100%,搅拌即得到一种油井用W/O/W型活性稠油堵剂。
所述稠油中,胶质沥青质含量不低于30wt%。
所述油包水乳化剂为非离子型表面活性剂,如失水山梨醇脂肪酸酯、失水山梨醇硬脂酸酯、壬基酚聚氧乙烯醚-4中的一种。
所述水包油乳化剂为离子型表面活性剂,如十二烷基脂肪酸钠、十二烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠、石油磺酸钠、十二烷基羧酸钠中的一种。
所述配置用水为络合水中钙镁离子后的水,其中使用的络合剂为乙二胺四乙酸二钠、乙二胺羟乙基三乙酸、二乙三胺五乙酸中的一种;在进行配置时,首先根据水中的钙镁离子总含量,按钙、镁离子数量之和与络合剂摩尔比为1∶1的比例加入络合剂,以络合水中钙镁离子。
本发明的一种W/O/W型活性稠油堵剂,利用本井、本油田或其他油田的产出稠油为原料,首先通过形成油包水乳状液的方式进行增稠,然后将增稠后的油进一步水化分散成低粘度的水包油包水乳状液(即W/O/W型活性稠油堵剂)。在向油层注入过程中,本发明的稠油堵剂中的大部分会主动选择进入油井含水饱和度高的出水通道,由于离子型表面活性剂的水包油乳化剂与水层中的钙镁离子发生作用(需要首先络合水中的钙镁离子),进而失效,故会在运移过程中逐步释放出增稠的油包水乳状液(由于油包水乳化剂为非离子型表面活性剂,可以维持油包水乳状液的稳定),达到封堵油井出水通道的目的;另一方面,本发明的稠油堵剂中的小部分会油层,由于离子型表面活性剂的水包油乳化剂会起到润滑和降低粘度的作用,以使稠油堵剂溶于原油,并随产出原油流出地面,避免了对油层的影响。
本发明的技术方案由于采用W/O/W的复合结构,采用外相水层包裹了粘度较大的W/O,能够克服现有技术中活性稠油堵剂注入过程粘度大、施工压力高、对油水层选择性差的缺点,具有地面流动性好、注入压力低、进入地层后乳状液破乳释放高粘度W/O乳状液的特点,能够有效封堵油井出水层位,弥补了目前活性稠油堵剂的不足,需要说明的是本发明的技术方案特别适合海上油田的工艺特点,避免陆地施工中对高粘度乳液的加热降粘工艺带来的火灾隐患,能够更好地解决海上油田在生产中后期油井出水的问题,应用前景广阔。
具体实施方式
下面结合具体实施例进一步说明本发明的技术方案。
实施例1
取渤海绥中36-1油田J平台产出污水,测量污水中的钙、镁离子含量之和为420mg/L,按乙二胺四乙酸二钠与钙镁离子之和的摩尔比1∶1的比例加入4515mg/L的乙二胺四乙酸二钠盐络合水中钙、镁离子。
在渤海绥中36-1油田J平台产出稠油中加入3wt%的壬基酚聚氧乙烯醚-4,混合均匀,然后缓慢加入稠油重量30wt%的配制用水,同时在加水过程中不断搅拌,搅拌50分种,制成含内相水30wt%的W/O型乳状液。
在处理后配制水中加入2wt%十二烷基磺酸钠,混合均匀后作为外相配制水使用;将制备的含内相水的W/O型乳状液加入制备的外相配制水中,其中制备的外相配制水的重量为制备的含内相水的W/O型乳状液重量的80%,搅拌10分钟,得到W/O/W型稠油堵剂。
实施例2
在5000Kg渤海南堡35-2油田生产污水中,测量污水中的钙、镁离子含量后按照络合剂与钙镁离子之和的摩尔比1∶1加入2.42Kg的乙二胺四乙酸二钠作为配制用水。
在3500Kg南堡35-2油田稠油中加入105Kg的失水山梨醇硬脂酸酯,混合均匀,然后缓慢加入1500Kg配制用水,同时在加水过程中不断搅拌,搅拌20分种,配成5105Kg含水29.4%的W/O型乳状液。
在3400Kg配制用水中加入70Kg十二烷基羧酸钠,混合均匀后;将配制的5105Kg W/O型乳状液加入其中,搅拌10分种,制成8575Kg的W/O/W型稠油堵剂。
实施例3
取渤海绥中36-1油田J平台产出污水,测量污水中的钙、镁离子含量之和为420mg/L,按乙二胺四乙酸二钠与钙镁离子之和的摩尔比1∶1的比例加入4515mg/L的乙二胺四乙酸二钠盐络合水中钙、镁离子。
在渤海绥中36-1油田J平台产出稠油中加入5wt%的失水山梨醇脂肪酸酯,混合均匀,然后缓慢加入稠油重量50wt%的配制用水,同时在加水过程中不断搅拌,搅拌50分种,制成含内相水40wt%的W/O型乳状液。
在处理后配制水中加入3wt%十二烷基脂肪酸钠,混合均匀后作为外相配制水使用;将制备的含内相水的W/O型乳状液加入制备的外相配制水中,其中制备的外相配制水的重量为制备的含内相水的W/O型乳状液重量的100%,搅拌10分钟,得到W/O/W型稠油堵剂。
实施例4
取渤海绥中36-1油田J平台产出污水,测量污水中的钙、镁离子含量之和为420mg/L,按乙二胺四乙酸二钠与钙镁离子之和的摩尔比1∶1的比例加入4515mg/L的乙二胺四乙酸二钠盐络合水中钙、镁离子。
在渤海绥中36-1油田J平台产出稠油中加入0.5wt%的失水山梨醇脂肪酸酯,混合均匀,然后缓慢加入稠油重量10wt%的配制用水,同时在加水过程中不断搅拌,搅拌50分钟,制成含内相水10wt%的W/O型乳状液。
在处理后配制水中加入1wt%十二烷基苯磺酸钠,混合均匀后作为外相配制水使用;将制备的含内相水的W/O型乳状液加入制备的外相配制水中,其中制备的外相配制水的重量为制备的含内相水的W/O型乳状液重量的50%,搅拌10分钟,得到W/O/W型稠油堵剂。
2009年2月26日在渤海南堡35-2油田A18井实施W/O/W型稠油堵剂堵水作业。在整个施工过程中,使用生产污水360吨(进行钙镁离子络合后,作为配置用水使用),该油田自产原油260吨(作为稠油原料),失水山梨醇硬脂酸酯5.2吨,十二烷基羧酸钠3.75吨,乙二胺四乙酸二钠盐175Kg,按照本发明的技术方案进行制备W/O/W稠油堵剂,然后进行堵水作用。起初注入压力为2-3MPa,但随着在运移过程中堵剂逐步释放出增稠的油包水乳状液,注入压力缓慢上升,整个作业结束时的注入压力达到5.8MPa,油井含水量由86wt%降为60wt%,油井日产原油稳中有升,这说明W/O/W型稠油堵剂堵水在A18井上获得成功,基本完成了对油井出水层位的封堵,且没有对油层造成伤害。
以上对本发明做了示例性的描述,应该说明的是,在不脱离本发明的核心的情况下,任何简单的变形、修改或者其他本领域技术人员能够不花费创造性劳动的等同替换均落入本发明的保护范围。
Claims (3)
1.一种适于油井用W/O/W型活性稠油堵剂的制备方法,其特征在于,按照下述步骤进行:
(1)在稠油中加入其重量0.5%~5%的油包水乳化剂,混合均匀,再加入稠油重量10%~50%的配制用水,搅拌,制成含内相水的W/O型乳状液;
(2)在配制用水中加入其重量1%~3%的水包油乳化剂,混合均匀后,作为外相配制水使用;
(3)将步骤(1)制备的含内相水的W/O型乳状液加入步骤(2)制备的外相配制水中,其中步骤(2)制备的外相配制水的重量为步骤(1)制备的含内相水的W/O型乳状液重量的50%~100%,搅拌即得到一种油井用W/O/W型活性稠油堵剂;
所述稠油中,胶质沥青质含量不低于30wt%;
所述油包水乳化剂为非离子型表面活性剂失水山梨醇脂肪酸酯、失水山梨醇硬脂酸酯、壬基酚聚氧乙烯醚-4中的一种;
所述水包油乳化剂为离子型表面活性剂十二烷基脂肪酸钠、十二烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠、石油磺酸钠、十二烷基羧酸钠中的一种;
所述配置用水为络合水中钙镁离子后的水,使用的络合剂为乙二胺四乙酸二钠、乙二胺羟乙基三乙酸、二乙三胺五乙酸中的一种。
2.一种适于油井用W/O/W型活性稠油堵剂,其特征在于,按照下述步骤进行:
(1)在稠油中加入其重量0.5%~5%的油包水乳化剂,混合均匀,再加入稠油重量10%~50%的配制用水,搅拌,制成含内相水的W/O型乳状液;
(2)在配制用水中加入其重量1%~3%的水包油乳化剂,混合均匀后,作为外相配制水使用;
(3)将步骤(1)制备的含内相水的W/O型乳状液加入步骤(2)制备的外相配制水中,其中步骤(2)制备的外相配制水的重量为步骤(1)制备的含内相水的W/O型乳状液重量的50%~100%,搅拌即得到一种油井用W/O/W型活性稠油堵剂;
所述稠油中,胶质沥青质含量不低于30wt%;
所述油包水乳化剂为非离子型表面活性剂失水山梨醇脂肪酸酯、失水山梨醇硬脂酸酯、壬基酚聚氧乙烯醚-4中的一种;
所述水包油乳化剂为离子型表面活性剂十二烷基脂肪酸钠、十二烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠、石油磺酸钠、十二烷基羧酸钠中的一种;
所述配置用水为络合水中钙镁离子后的水,使用的络合剂为乙二胺四乙酸二钠、乙二胺羟乙基三乙酸、二乙三胺五乙酸中的一种。
3.如权利要求2所述的W/O/W型活性稠油堵剂在陆地油田或者海洋油田中堵塞油井出水的应用。
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