CN116426258A - 一种裂缝型潜山油藏多段塞组合调剖剂及其施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种裂缝型潜山油藏多段塞组合调剖剂及其施工方法，属油田应用化学剂领域。包括大裂缝封堵段塞、次级裂缝封堵段塞、微裂缝封堵与驱油段塞；大裂缝封堵段塞组分为，丙烯酰胺2%‑5%、丙烯酸0.5‑1.0%、引发剂0.01‑0.1%、增强剂0.5‑1.5%，2‑丙烯酰胺‑2‑甲基丙磺酸钠0‑1.0%、N,N‑亚甲基双丙烯酰胺0.01‑0.05%，余量为油田注入水；该调剖剂通过大裂缝封堵段塞对大裂缝进行封堵架桥；次级裂缝封堵段塞对次级裂缝和中高渗透率孔隙进行封堵，通过微裂缝封堵和驱油段塞对高渗透层和微裂缝进行封堵，由此达到了迫使裂缝型潜山油藏中注水水流转向，驱替剩余油的目的。
Description
技术领域
本发明涉及一种裂缝型潜山油藏多段塞组合调剖剂及其施工方法，属油田应用化学剂领域。
背景技术
裂缝型潜山油藏由于具有地质结构和裂缝分布复杂，渗透特征复杂的特性，由此导致开发过程中油水井水窜严重，采出程度偏低的问题。
调剖作为常用的一种稳油控水、提高采收率的技术措施。在此类油藏调剖中，由于裂缝的存在对调剖效果的影响较大，对堵剂也提出了新的要求。一是裂缝的存在要求堵剂的强度较大；二是裂缝发育程度不同，要求依次采用不同粒径的堵剂来进行封堵；三是封堵大裂缝后，要使存在于基质和微裂缝中的剩余油启动，进而提高采收率。
目前针对裂缝型油藏的调剖所用堵剂主要是凝胶颗粒类和聚合物冻胶类。凝胶颗粒类堵剂主要有聚合物微球、体膨颗粒和柔性颗粒等，其都是采用地面预交联、造粒等工序而制得，具有一定的直径，且具有一定的弹性和韧性，在压力作用下可以变形，因此，凝胶颗粒堵剂在裂缝型油藏调剖时能实现对裂缝的封堵，但是调剖量或注入压力较大时，可能进入微裂缝或基质孔隙中，进而会造成误堵。
聚合物冻胶类堵剂主要是通过聚合物与交联剂作用而使分子间形成三维网状结构的冻胶，其形态为半固态化，可以流动，但粘度较大，流动阻力较大来完成封堵。其在裂缝中容易漏失，从而使得有效成分和有效用量减少，封堵强度降低。
为了解决裂缝型潜山油藏调剖中存在的问题，亟待开发一种新的组合调剖剂体系及其相应的调剖工艺技术，以满足裂缝型潜山油藏调剖使用的需要。
发明内容
本发明的目的在于：提供一种通过多段塞组合调剖对大、次、微裂缝进行封堵，达到迫使裂缝型潜山油藏中液流转向，驱替剩余油的目的，以解决现有调剖剂对大裂缝封堵强度不够、容易对储层基质造成误堵和基质中剩余油难以启动等问题的裂缝型潜山油藏多段塞组合调剖剂及其使用方法。
本发明的技术方案是：
一种裂缝型潜山油藏多段塞组合调剖剂，包括大裂缝封堵段塞、次级裂缝封堵段塞、微裂缝封堵与驱油段塞；其特征在于：所述的大裂缝封堵段塞用于对大裂缝进行封堵架桥；大裂缝封堵段塞按质量百分数计，其原料组成包括以下组分：
丙烯酰胺2%-5% 丙烯酸0.5-1.0%
引发剂0.01-0.1% 增强剂0.5-1.5%
2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸钠0-1.0%
N,N-亚甲基双丙烯酰胺0.01-0.05%
余量为油田注入水；
所述的次级裂缝封堵段塞，用于对次级裂缝和中高渗透率孔隙进行封堵；次级裂缝封堵段塞按质量百分数计，其原料组成包括以下组分：
可溶解再次成胶凝胶颗粒0.5-2% 交联剂0.05—0.2%
余量为油田注入水；
所述的微裂缝封堵与驱油段塞用于对高渗透层和微裂缝进行封堵，以达到迫使裂缝型潜山油藏中注水水流转向，驱替剩余油的目的；微裂缝封堵与驱油段塞按质量百分数计，其原料组成包括以下组分：
聚丙烯酰胺0.15—0.3% 甲醛0.1—0.2%
间苯二酚0.012—0.03% PH调节剂0.01—0.03%
余量为油田注入水；
所述的大裂缝封堵段塞中的增强剂为凝胶颗粒、橡胶颗粒或聚合物微球中的一种；所述的大裂缝封堵段塞中的引发剂为过硫酸铵、过硫酸钠和过硫酸钾中的一种。
所述的大裂缝封堵段塞中的引发剂优选为过硫酸铵。
所述的次级裂缝封堵段塞的中的交联剂为酚醛树脂、苯酚与六次甲基四胺混合物（配比为3:8）、聚乙烯亚胺中的一种，优选聚乙烯亚胺。
所述的可溶解再次成胶凝胶颗粒按质量百分数计，其原料组成包括以下组分：
丙烯酰胺15—20% 丙烯酸2—5%
引发剂0.005—0.01% 交联单体0.01—0.05%
2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸钠0—2%
余量为去离子水。
所述的可溶解再次成胶凝胶颗粒中的交联单体为聚乙二醇二丙烯酸酯、 三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯和三羟甲基丙烷三丙烯酸酯其中的一种。
所述的可溶解再次成胶凝胶颗粒中的引发剂为过硫酸铵、过硫酸钠或过硫酸钾中的一种，优选过硫酸铵。
所述的可溶解再次成胶凝胶颗粒制作过程如下：将丙烯酰胺、丙烯酸、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸钠、交联单体按比例加入到去离子水中，搅拌均匀，随后加入引发剂在50-60℃下引发共聚，得到凝胶体，然后干燥、粉碎，造粒成不同微米级粒径的可溶解再次成胶凝胶颗粒；其中， 2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸钠的质量比根据使用地层水的矿化度进行调整，矿化度越大，其质量比越大。
所述的微裂缝封堵与驱油段塞中的PH调节剂为草酸、乙酸、氯化铵中的一种，优选氯化铵。
本发明的有益效果在于：
该裂缝型潜山油藏多段塞组合调剖剂，通过大裂缝封堵段塞对大裂缝进行封堵架桥；次级裂缝封堵段塞对次级裂缝和中高渗透率孔隙进行封堵，通过微裂缝封堵和驱油段塞对高渗透层和微裂缝进行封堵，由此达到了迫使裂缝型潜山油藏中液流转向，驱替剩余油的目的，其中，大裂缝封堵段塞具有延时成胶性且流动性强的特点，N,N-亚甲基双丙烯酰胺可在线型的分子之间产生化学键，使线型分子相互连在一起，形成三维网状结构，过硫酸铵作用丙烯酰胺和丙烯酸与N,N-亚甲基双丙烯酰胺发生聚合作用成胶后形成稳定的封堵；可溶解再次成胶颗粒由于其粒径较小而进入次级裂缝，受热条件下，颗粒中的交联单体会分解暴露出酰胺基团，与交联剂作用发生交联而形成本体凝胶完成对次级裂缝的封堵；微裂缝封堵与驱油段塞能对地层中的高渗透通道产生一定封堵作用，使后续注入水转向至中低渗透层，进而驱动中低渗透层内的剩余油，起到降水增油和提高采收率的作用；由此解决现有调剖剂对大裂缝封堵强度不够、容易对储层基质造成误堵和基质中剩余油难以启动等问题。
具体实施方式
实施例1
对裂缝比较发育且油藏地层水矿化度较低的裂缝型潜山油藏注水井进行调剖，共设计三个段塞（大裂缝封堵段塞、次级裂缝封堵段塞、微裂缝封堵与驱油段塞）施工：大裂缝封堵段塞按质量百分数计，其组分为：
丙烯酰胺3%
丙烯酸0.5%
N,N-亚甲基双丙烯酰胺0.02%
预交联凝胶颗粒（3-5mm）1.5%
过硫酸铵0.05%
余量油田注入水。
将丙烯酰胺、丙烯酸、N,N-亚甲基双丙烯酰胺和预交联凝胶颗粒依次加入油田注入水中搅拌分散均匀，再加入过硫酸铵搅拌分散均匀制得大裂缝封堵段塞。大裂缝封堵段塞为具有延时成胶性的封堵剂，初期注入时粘度较低，流动性强，进入地层后，在地层温度条件下，由于过硫酸铵引发作用丙烯酰胺和丙烯酸与N,N-亚甲基双丙烯酰胺发生聚合作用成胶后形成稳定的封堵；增强剂具有一定的粒径，堵剂注入过程中由于增强剂的选择性作用，首先进入大裂缝来完成对大裂缝的架桥封堵，对大裂缝进行封堵。
次级裂缝封堵段塞按质量百分数计，其组分为：
可溶解再次成胶凝胶颗粒（3-5微米）2%
聚乙烯亚胺0.15%
余量油田注入水。
可溶解再次成胶凝胶颗粒按质量百分数计，其组分为：
丙烯酰胺17% 丙烯酸3%
过硫酸铵0.008% 聚乙二醇二丙烯酸酯0.03%
2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸钠1%
余量为去离子水。
将丙烯酰胺、丙烯酸、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸钠、聚乙二醇二丙烯酸酯加入到去离子水中，搅拌均匀，随后加入过硫酸铵，在50-60℃下引发共聚，得到凝胶体，然后干燥、粉碎，造粒成不同微米级粒径的可溶解再次成胶凝胶颗粒；其中，2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸钠的质量比根据使用地层水的矿化度进行调整，矿化度越大，其质量比越大。
将可溶解再次成胶凝胶颗粒（3-5微米）、聚乙烯亚胺依次加入油田注入水中搅拌分散均匀，制得次级裂缝封堵段塞；用于对次级裂缝和中高渗透率孔隙进行封堵。由于可溶解再次成胶凝胶颗粒粒径比预交联颗粒直径小，注入过程中进入次级裂缝，可溶解再次成胶颗粒中的聚乙二醇二丙烯酸酯具有双键结构不稳定酯类单体，受热条件下分解成亚微米级凝胶颗粒，可以在次级裂缝中流动，同时分解过程中会暴露出酰胺基团，与聚乙烯亚胺（交联剂）发生交联而形成本体凝胶，完成对次级裂缝进行封堵。
微裂缝封堵与驱油段塞按质量百分数计，其组分为：
聚丙烯酰胺0.15% 甲醛0.1%
间苯二酚0.02% 氯化铵0.01%
余量为去离子水；
将聚丙烯酰胺（1200万分子量）、甲醛、间苯二酚、氯化铵，依次加入去离子水中搅拌分散均匀，制得微裂缝封堵与驱油段塞，用于对高渗透层和微裂缝进行封堵，以达到迫使裂缝型潜山油藏中注水水流转向，驱替剩余油的目的。微裂缝封堵与驱油段塞使用接近于聚合物驱浓度的聚合物，加入少量延缓型交联剂，使之在地层内缓慢生成弱凝胶；一方面弱凝胶具有一定的强度，能对地层中的高渗透通道产生一定封堵作用，使后续注入水绕流至中低渗透层，起到调剖作用；另一方面，由于交联强度不高，弱凝胶在后续注入水的推动下在渗透通道中还能缓慢向地层深部移动，产生像聚合物驱一样的驱油效果，从而迫使水流转向，启动和驱替剩余油。
在施工过程中，由施工爬坡压力来决定堵剂的注入量和施工方案，由于裂缝比较发育，必须对大裂缝完成有效的封堵，其爬坡压力应较大，设计第一段塞爬坡压力为3—4MPa，第二段塞爬坡压力1-2MPa,第三段塞爬坡压力0.5—1MPa，如果爬坡压力上升比较缓慢，则可以通过调整浓度的方式来进行调整，如第一段塞爬坡压力上升缓慢，则调高预交联颗粒浓度至2.0%、2.5%、┄；如第一段塞爬坡压力上升过快，则调低预交联颗粒浓度至1.0%、0.5%、┄；如第二段塞爬坡压力上升缓慢，则先降低排量，这样能使可溶解再次成胶凝胶颗粒有充足的时间分解和成胶，再增大可溶解再次成胶凝胶颗粒的浓度至2.5%、3.0%、┄；如第二段塞爬坡压力上升过快，则降低可溶解再次成胶凝胶颗粒的浓度至1.5%、1.0%。如第三段塞爬坡压力上升过快则降低施工排量或者注入一定量的清水后再注入；如第三段塞爬坡压力上升缓慢，则可以将堵剂中各组分的浓度按相同倍数增加。
实施例2
对裂缝比较发育一般且油藏地层水矿化度较高的裂缝型潜山油藏注水井进行调剖。由于地层水矿化度较高，在堵剂成分中增大抗盐组分2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸钠的用量。共设计三个段塞（大裂缝封堵段塞、次级裂缝封堵段塞、微裂缝封堵与驱油段塞）施工：大裂缝封堵段塞按质量百分数计，其组分为：
丙烯酰胺2%
丙烯酸0.8%
N,N-亚甲基双丙烯酰胺0.03%
2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸钠0.5%
聚合物微球1.5%
过硫酸钠0.1%
余量油田注入水。
将丙烯酰胺、丙烯酸、N,N-亚甲基双丙烯酰胺、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸钠和聚合物微球依次加入油田注入水中搅拌分散均匀，再加入过硫酸钠搅拌分散均匀制得大裂缝封堵段塞。大裂缝封堵段塞为具有延时成胶性的封堵剂，初期注入时粘度较低，流动性强，进入地层后，在地层温度条件下，由于引发剂作用丙烯酰胺和丙烯酸与N,N-亚甲基双丙烯酰胺发生聚合作用成胶后形成稳定的封堵；增强剂具有一定的粒径，堵剂注入过程中由于增强剂的选择性作用，首先进入大裂缝来完成对大裂缝的架桥封堵，对大裂缝进行封堵。
次级裂缝封堵段塞按质量百分数计，其组分为：
可溶解再次成胶凝胶颗粒（3-5微米）1.5%
聚乙烯亚胺0.2%
余量油田注入水。
可溶解再次成胶凝胶颗粒按质量百分数计，其组分为：
丙烯酰胺15% 丙烯酸4%
过硫酸钠0.005% 三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯0.05%
2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸钠2%
余量为去离子水；
将丙烯酰胺、丙烯酸、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸钠、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯加入到去离子水中，搅拌均匀，随后加入过硫酸钠，在50-60℃下引发共聚，得到凝胶体，然后干燥、粉碎，造粒成不同微米级粒径的可溶解再次成胶凝胶颗粒；其中，2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸钠的质量比根据使用地层水的矿化度进行调整，矿化度越大，其质量比越大。
将可溶解再次成胶凝胶颗粒（3-5微米）、聚乙烯亚胺依次加入油田注入水中搅拌分散均匀，制得次级裂缝封堵段塞；由于可溶解再次成胶凝胶颗粒粒径比预交联颗粒直径小，注入过程中进入次级裂缝和中高渗透层，可溶解再次成胶颗粒中的三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯具有双键结构不稳定酯类单体，受热条件下分解成亚微米级凝胶颗粒，可以在次级裂缝和中高渗透层中流动，同时分解过程中会暴露出酰胺基团，与聚乙烯亚胺（交联剂）发生交联而形成本体凝胶，完成对次级裂缝中高渗透层进行封堵。
微裂缝封堵与驱油段塞按质量百分数计，其组分为：
聚丙烯酰胺0.15% 甲醛0.1%
间苯二酚0.024% 草酸0.03%
余量为去离子水；
将聚丙烯酰胺（1200万分子量）、甲醛、间苯二酚、草酸，依次加入去离子水中搅拌分散均匀，制得微裂缝封堵与驱油段塞，用于对高渗透层和微裂缝进行封堵，以达到迫使裂缝型潜山油藏中注水水流转向，驱替剩余油的目的。微裂缝封堵与驱油段塞使用接近于聚合物驱浓度的聚合物，加入少量延缓型交联剂，使之在地层内缓慢生成弱凝胶；一方面弱凝胶具有一定的强度，能对地层中的高渗透通道产生一定封堵作用，使后续注入水绕流至中低渗透层，起到调剖作用；另一方面，由于交联强度不高，弱凝胶在后续注入水的推动下在渗透通道中还能缓慢向地层深部移动，产生像聚合物驱一样的驱油效果，从而迫使水流转向，启动和驱替剩余油。
在施工过程中，由施工爬坡压力来决定堵剂的注入量和施工方案，由于裂缝发育一般，其爬坡压力设计不用太大，设计第一段塞爬坡压力为2—3MPa，第二段塞爬坡压力1-2MPa,第三段塞爬坡压力0.5—1MPa，如果爬坡压力上升比较缓慢，则可以通过调整浓度的方式来进行调整，如第一段塞爬坡压力上升缓慢，则调高聚合物微球浓度至2.0%、2.5%、┄；如第一段塞爬坡压力上升过快，则调低聚合物微球至1.0%、0.5%、┄；如第二段塞爬坡压力上升缓慢，则先降低排量，这样能使可溶解再次成胶凝胶颗粒有充足的时间分解和成胶，再增大可溶解再次成胶凝胶颗粒的浓度至2.5%、3.0%、┄；如第二段塞爬坡压力上升过快，则降低可溶解再次成胶凝胶颗粒的浓度至1.0%、0.8%。如第三段塞爬坡压力上升过快则降低施工排量或者注入一定量的清水后再注入；如第三段塞爬坡压力上升缓慢，则可以将堵剂中各组分的浓度按相同倍数增加。
Claims (8)
1.一种裂缝型潜山油藏多段塞组合调剖剂，包括大裂缝封堵段塞、次级裂缝封堵段塞、微裂缝封堵与驱油段塞；其特征在于：所述的大裂缝封堵段塞用于对大裂缝进行封堵架桥；大裂缝封堵段塞按质量百分数计，其原料组成包括以下组分：
丙烯酰胺2%-5% 丙烯酸0.5-1.0%
引发剂0.01-0.1% 增强剂0.5-1.5%
2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸钠0-1.0%
N,N-亚甲基双丙烯酰胺0.01-0.05%，
余量为油田注入水；
所述的次级裂缝封堵段塞，用于对次级裂缝和中高渗透率孔隙进行封堵；次级裂缝封堵段塞按质量百分数计，其原料组成包括以下组分：
可溶解再次成胶凝胶颗粒0.5-2% 交联剂0.05—0.2%
余量为油田注入水；
所述的微裂缝封堵与驱油段塞用于对高渗透层和微裂缝进行封堵，以达到迫使裂缝型潜山油藏中注水水流转向，驱替剩余油的目的；微裂缝封堵与驱油段塞按质量百分数计，其原料组成包括以下组分：
聚丙烯酰胺0.15—0.3% 甲醛0.1—0.2%
间苯二酚0.012—0.03% PH调节剂0.01—0.03%
余量为去离子水。
2.根据权利要求1所述的一种裂缝型潜山油藏多段塞组合调剖剂，其特征在于：所述的大裂缝封堵段塞中的增强剂为凝胶颗粒、橡胶颗粒或聚合物微球中的一种；引发剂为过硫酸铵、过硫酸钠和过硫酸钾中的一种。
3.根据权利要求1所述的一种裂缝型潜山油藏多段塞组合调剖剂，其特征在于：所述的次级裂缝封堵段塞的中的交联剂为酚醛树脂、苯酚与六次甲基四胺混合物、聚乙烯亚胺中的一种。
4.根据权利要求1所述的一种裂缝型潜山油藏多段塞组合调剖剂，其特征在于：所述的可溶解再次成胶凝胶颗粒按质量百分数计，其原料组成包括以下组分：
丙烯酰胺15—20% 丙烯酸2—5%
引发剂0.005—0.01% 交联单体0.01—0.05%
2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸钠0—2%
余量为去离子水。
5.根据权利要求4所述的一种裂缝型潜山油藏多段塞组合调剖剂，其特征在于：所述的可溶解再次成胶凝胶颗粒中的交联单体为聚乙二醇二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯和三羟甲基丙烷三丙烯酸酯其中的一种。
6.根据权利要求4所述的一种裂缝型潜山油藏多段塞组合调剖剂，其特征在于：所述的可溶解再次成胶凝胶颗粒中的引发剂为过硫酸铵、过硫酸钠或过硫酸钾中的一种。
7.根据权利要求4所述的一种裂缝型潜山油藏多段塞组合调剖剂，其特征在于：所述的可溶解再次成胶凝胶颗粒制作过程如下：将丙烯酰胺、丙烯酸、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸钠、交联单体按比例加入到去离子水中，搅拌均匀，随后加入引发剂在50-60℃下引发共聚，得到凝胶体，然后干燥、粉碎，造粒成不同微米级粒径的可溶解再次成胶凝胶颗粒；其中，2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸钠的质量比根据使用地层水的矿化度进行调整，矿化度越大，其质量比越大。
8.根据权利要求1所述的一种裂缝型潜山油藏多段塞组合调剖剂，其特征在于：所述的微裂缝封堵与驱油段塞中的PH调节剂为草酸、乙酸、氯化铵中的一种。
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