专利名称：暂堵剂、复合解堵剂及应用暂堵剂和复合解堵剂复合解堵的方法
技术领域：
本发明涉及ー种暂堵剂、复合解堵剂及复合解堵的方法。
背景技术：
聚合物驱油在大面积现场推广应用中，很多注聚井出现了注入困难的问题，主要表现为注入压カ上升，不能按配比完成配注，有些井甚至停注，严重影响了聚驱效果和综合经济效益。普通的水力压裂和化学解堵措施，虽在一定程度上缓解聚合物注不进去和注入压カ上升的矛盾，但存在增注量低、有效期短的问题。近几年的统计数据表明，无论是压裂还是化学解堵效果都较差，都不能满足注聚井措施改造的要求，影响了聚驱开发的整体经济效益。而且，压裂措施存在施工成本较高，施工后会造成油井含水上升速度过快及对固井质量差的井易造成窜槽等问题。研究表明，聚合物吸附和滞留作用以及聚合物溶胀不充分产生的近井及炮眼的堵塞，是导致注聚困难的重要因素。另外，在聚合物驱过程中，由于注入介质的变化，储层伤害与水驱时不同。聚合物可通过化学吸附和机械捕集而在多孔介质内发生滞留，造成孔道过流断面减小、液流阻力増加。当聚合物分子尺寸即线团回旋半径与岩石孔道半径中值不匹配时，聚合物在多孔介质内会发生堵塞现象。除此之外，污水矿化度、细菌等因素在一定程度上会加剧聚合物的堵塞。目前，油田上使用过氧化氢等氧化剂及无机解堵剂用于注聚井解堵，见到一定效果。室内实验表明:在众多过氧化物中，过氧化氢稀溶液对聚合物及其衍生堵塞物的氧化降解的效果最好。但过氧化氢是ー种不稳定的化合物，在现场应用中易于环境中的弱还原剂(如:亚铁离子、硫化氢等)发生反应，失去活性，不能达到有效的氧化、降解聚合物和其衍生堵塞物堵塞的目的。如遇到酸，会发生強烈的反应，迅速分解而放出氧气，造成火灾或爆炸。基于以上原因，开展了适用于解除油藏聚合物堵塞的复合解堵技术研究。国内开展聚驱的油藏往往都是层内滲透率差异较大的。在出现注聚困难时，直接使用解堵剂，会出现解堵剂优先进入未堵塞地层，既造成解堵剂的浪费，又不能使被堵塞地层充分解堵。
发明内容
本发明的目的是为了解决聚合物驱过程中聚合物在多孔介质内会发生堵塞导致注聚困难，并且直接使用解堵剂，会出现解堵剂优先进入未堵塞地层又不能使被堵塞地层充分解堵的技术问题，提供了ー种暂堵剂、复合解堵剂及应用暂堵剂和复合解堵剂复合解堵的方法。 暂堵剂按照质量份数由1-11份季铵盐表活剂与1-2份促冻剂组成，所述的季铵盐表活剂是十二烷基三甲基氯化铵、十六烷基三甲基氯化铵、十八烷基三甲基氯化铵及二十ニ烷基三甲基氯化铵中的两种；所述的促冻剂是柠檬酸钠、KC1、KBr、2-羟基丙烷-1，2，3-三羧酸钠、邻-羟基苯甲酸钠或NH4Cl。暂堵剂按照质量份数由1-9份季铵盐表活剂、1.5-2.5份甜菜碱表活剂与1-2份促冻剂组成，所述的季铵盐表活剂是十二烷基三甲基氯化铵、十六烷基三甲基氯化铵、十八烷基三甲基氯化铵或二十ニ烷基三甲基氯化铵；所述的甜菜碱表活剂是十八烷基甜菜碱；所述的促冻剂是柠檬酸钠、KC1、KBr、2-羟基丙烷_1，2，3_三羧酸钠、邻-羟基苯甲酸钠或NH4Cl。复合解堵剂按照质量份数由2-3份主剂1、2_3份主剂2和1.5-2.5份引发剂组成，所述主剂I是过氧化苯甲酰或过氧化苯甲酸；主剂2是次氯酸钠或次氯酸；所述的引发剂是盐酸、醋酸或者柠檬酸。应用暂堵剂和复合解堵剂复合解堵的方法如下:在45で、平衡压カ为4-8MPa的条件下注入5m3_10m3暂堵剂段塞，然后再在平衡压カ为2-10MPa的条件下再注入10m3-30m3解堵剂主段塞，然后关井2_3天，即完成应用暂堵剂和复合解堵剂复合解堵。本发明先采用暂堵剂，封堵住未堵塞地层，让后续注入的大剂量低粘度解堵剂较多地选择性进入需解堵地层，然后关井2-3天，让解堵剂与堵塞物充分反应，从而达到解堵的目的。由于暂堵剂的主要成分是阳离子表面活性剤，在遇见水或油后，会逐渐破解。其中的季铵盐作为粘土稳定剂已广泛应用于石油钻采エ艺中，具有吸附能力强，耐温、耐酸、耐冲刷的特点，可以长期稳定粘土，有效地恢复地层滲透率。所以，这种暂堵剂既可以发挥暂堵作用，又可以恢复地层的渗透率。一般表面活性剂在 水溶液中形成的胶束呈球状，不能使溶液增粘。但本发明中使用的季铵盐或甜菜碱表活剂属于粘弹性表面活性剂(Viscoelastic Surfactant,简称VES)，具有亲水基团和长链疏水基团，当表面活性剂浓度超过临界胶束浓度(CMC)值时，疏水基长链伸入水相，使黏弹性表面活性剂分子聚集，形成以长链疏水基团为内核、亲水基团向外伸人溶剂的球形胶束；当表面活性剂的浓度继续增加且改变溶液组成时(加盐或加助表面活性剂)，表面活性剂胶束占有的空间变小，胶束之间的排斥作用増加，此时球形胶束开始变形，合并成为占用空间更小的线状或棒状胶束；棒状胶束之间会进一步合并成更长的蠕虫状胶束，这些蠕虫状胶束之间由于疏水基团的作用会自动纠缠在一起，形成空间交联网络结构，类似于交联的长链聚合物形成的网状结构。在中当化学剂总浓度増大至2% (如图4所示)以上时出现形成网状结构阶段。当化学剂总浓度増大至13%以上时出现网状结构消解，这是由于表活剂浓度过高，胶束被破坏，蠕虫状结构坍塌，凝胶反而水化了。另外，这种蠕虫状胶束结构的形成依赖的是溶液中溶质分子之间通过非共价键(静电、氢键、疏水缔合效应等)发生相互作用，形成分子间的聚集结构，这种聚集结构可以随剪切扰动变大或变小甚至完全拆散，当剪切扰动消除后，聚集体又重新恢复的ー种溶液。在这些溶液中，由于分子间聚集体的形成，因此溶液流变性将不完全取决于溶质分子在流场中的形态与水动力学尺寸，更多取决于超分子聚集体的形态、尺寸与聚集强度。因此这种暂堵剂在井口和管柱中高速注入时的粘弹性并不十分高，但是当进入地层后，流速大幅度降低，则粘弹性快速恢复，产生暂堵作用。
暂堵剂使用的季铵盐作为粘土稳定剂已广泛应用于石油钻采エ艺中，具有吸附能力強，耐温、耐酸、耐冲刷的特点，可以长期稳定粘土，有效地恢复地层滲透率。所以，这种暂堵剂既可以发挥暂堵作用，又可以恢复地层的渗透率。
图1是实验一中暂堵剂的表观粘度图；图2是实验一中暂堵剂的粘弾性曲线，图中 表示弹性模量(G’ )，■表示粘性模量(G”)，，!「表示复合粘度(n*);图3是实验ニ的暂堵剂的黏温关系曲线和实验三的暂堵剂的黏温关系曲线，图中- ■表不实验_.的暂堵剂的黏温关系曲线，表不实验ニ的暂堵剂的黏温关系曲线;图4是实验四暂堵剂的表观黏度曲线和实验五暂堵剂的表观黏度曲线，图中—表不实验四暂堵剂的表观黏度曲线，实验五暂堵剂的表观黏度曲线；图5是实验八中·不同的复合解堵剂质量浓度的混合液的表观黏度曲线，一表示复合解堵剂质量浓度为5%的混合液的表观黏度曲线，.表示复合解堵剂质量浓度为10%的混合液的表观黏度曲线；图6是实验九中的溶液达到90%降粘率所需反应时间与温度关系曲线。
具体实施例方式本发明技术方案不局限于以下所列举具体实施方式
，还包括各具体实施方式
间的任意组合。
具体实施方式
一:本实施方式暂堵剂按照质量份数由1-11份季铵盐表活剂与1-2份促冻剂组成，所述的季铵盐表活剂是十二烷基三甲基氯化铵、十六烷基三甲基氯化铵、十八烷基三甲基氯化铵及二十ニ烷基三甲基氯化铵中的两种；所述的促冻剂是柠檬酸钠、KCl、KBr,2-羟基丙烷-1，2，3-三羧酸钠、邻-羟基苯甲酸钠或NH4Cl。
具体实施方式
ニ:本实施方式与具体实施方式
一不同的是所述暂堵剂按照质量份数由6份季铵盐表活剂与1.5份促冻剂组成。其它与具体实施方式
一相同。
具体实施方式
三:本实施方式暂堵剂按照质量份数由1-9份季铵盐表活剂、
1.5-2.5份甜菜碱表活剂与1-2份促冻剂组成，所述的季铵盐表活剂是十二烷基三甲基氯化铵、十六烷基三甲基氯化铵、十八烷基三甲基氯化铵或二十ニ烷基三甲基氯化铵；所述的甜菜碱表活剂是十八烷基甜菜碱；所述的促冻剂是柠檬酸钠、KC1、KBr、2-羟基丙烷_1，2，
3-三羧酸钠、邻-羟基苯甲酸钠或NH4Cl。
具体实施方式
四:本实施方式与具体实施方式
三不同的是暂堵剂按照质量份数由4份季铵盐表活剂、2份甜菜碱表活剂与1.5份促冻剂组成。其它与具体实施方式
三相同。
具体实施方式
五:本实施方式复合解堵剂按照质量份数由2-3份主剂1、2-3份主剂2和1.5-2.5份引发剂组成，所述主剂I是过氧化苯甲酰或过氧化苯甲酸；主剂2是次氯酸钠或次氯酸；所述的引发剂是盐酸、醋酸或者柠檬酸。本实施方式中所述的过氧化苯甲酰、过氧化苯甲酸、次氯酸钠、次氯酸盐酸、醋酸和朽1檬酸均为市售。
具体实施方式
六:本实施方式与具体实施方式
五不同的是复合解堵剂按照质量份数由2.5份主剂1、2.5份主剂2和2份引发剂组成。其它与具体实施方式
五相同。
具体实施方式
七:应用权利要求1所述的暂堵剂和权利要求5所述的复合解堵剂复合解堵的方法如下:在45で、平衡压カ为4_8MPa的条件下注入5m3_10m3暂堵剂段塞，然后再在平衡压カ为2-10MPa的条件下再注入10m3-30m3解堵剂主段塞，然后关井2_3天，即完成应用暂堵剂和复合解堵剂复合解堵。
具体实施方式
八:应用权利要求3所述的暂堵剂和权利要求5所述的复合解堵剂复合解堵的方法如下:在45°C、平衡压カ为4_8MPa的条件下注入5m3_10m3暂堵剂段塞，然后再在平衡压カ为2-10的条件下再注入10m3-30m3解堵剂主段塞，然后关井2_3天，即完成应用暂堵剂和复合解堵剂复合解堵。采用下述实验验证本发明方法:实验ー:本实验中暂堵剂由5质量份十八烷基三甲基氯化铵、I质量份二十ニ烷基三甲基氯化铵和1.5质量份邻-羟基苯甲酸钠组成。在45°C下測定暂堵剂粘弹性关系见图1和图2。由图1可见，形成的冻胶是接近于假塑性流体，但是无法进行对数回归表观粘度与剪切速率的关系，使用乘幂关系回归得到y=7654.1xki 745 ;在45で和10 200sヾ下其表观粘度为1150 150mPa S。所以，暂堵剂体系冻胶与聚合物溶液(假塑性流体，表观粘度与剪切速率符合对数回归关系)和聚合物凝胶(以弹性为主，难以用表观粘度表征)的流变性均有区別。实验ニ:本实验中暂堵剂由4质量份十八烷基三甲基氯化铵、2质量份二十ニ烷基三甲基氯化铵和1.5质量份邻-羟基苯甲酸钠组成。实验三:本实验中暂堵剂由4质量份十八烷基三甲基氯化铵、2质量份十八烷基甜菜碱和
1.5质量份邻-羟基苯甲酸钠组成。在45°C、剪切速率为7.3S-1的条件下分别测试实验ニ的暂堵剂的黏温关系曲线和实验三的暂堵剂的黏温关系曲线，结果如图3。实验四:本实验中暂堵剂由2质量份十八烷基三甲基氯化铵、I质量份二十ニ烷基三甲基氯化铵和0.75质量份邻-羟基苯甲酸钠组成。实验五:本实验中暂堵剂由2质量份三甲基氯化铵、I质量份十八烷基甜菜碱和0.75质量份邻-羟基苯甲酸钠组成。在45°C、剪切速率为7.3S-1的条件下分别测试实验四的暂堵剂的黏温关系曲线和实验五的暂堵剂的黏温关系曲线，结果如图4。实验六:
本实验中复合解堵剂由2.5质量份过氧化苯甲酰、2.5质量份HClO和2质量份引发剂组成。
本实验中使用大庆的清水分别配制质量浓度为5%的过氧化氢溶液、次氯酸钠溶液、过硫酸铵溶液、过硼酸钠溶液、硫酸亚铁溶液作为聚合物的解堵剂。使用大庆清水配制质量浓度为0.6%的HPAM(聚丙烯酰胺，分子量1900万、固含量89.1 %、水解度23.6% )溶液。为了对比不同解堵剂对聚丙烯酰胺的降粘效果，分别取质量浓度为0.6%的HPAM溶液和质量浓度为5%的解堵剂溶液按质量比1:1配制成混合液，然后在45°C下恒温，定期測定混合液的表观黏度，实验结果见表I (在45°C下，质量浓度为2.5%的解堵剂与质量浓度为0.3%的HPAM溶液体系的表观黏度与作用时间的关系)。表I
权利要求
1.暂堵剂，其特征在于所述暂堵剂按照质量份数由1-11份季铵盐表活剂与1-2份促冻剂组成，所述的季铵盐表活剂是十二烷基三甲基氯化铵、十六烷基三甲基氯化铵、十八烷基三甲基氯化铵及二十ニ烷基三甲基氯化铵中的两种；所述的促冻剂是柠檬酸钠、KC1、KBr,2-羟基丙烷-1，2，3-三羧酸钠、邻-羟基苯甲酸钠或NH4Cl。
2.根据权利要求1所述暂堵剂，其特征在于所述暂堵剂按照质量份数由6份季铵盐表活剂与1.5份促冻剂组成。
3.暂堵剂，其特征在于所述暂堵剂按照质量份数由1-9份季铵盐表活剂、1.5-2.5份甜菜碱表活剂与1-2份促冻剂组成，所述的季铵盐表活剂是十二烷基三甲基氯化铵、十六烷基三甲基氯化铵、十八烷基三甲基氯化铵或二十ニ烷基三甲基氯化铵；；所述的甜菜碱表活剂是十八烷基甜菜碱；所述的促冻剂是柠檬酸钠、KCl、KBr、2-羟基丙烷-1，2，3-三羧酸钠、邻-羟基苯甲酸钠或NH4CL
4.根据权利要求1所述暂堵剂，其特征在于所述暂堵剂按照质量份数由4份季铵盐表活剂、2份甜菜碱表活剂与1.5份促冻剂组成。
5.复合解堵剂，其特征在于复合解堵剂按照质量份数由2-3份主剂1、2-3份主剂2和1.5-2.5份引发剂组成，所述主剂I是过氧化苯甲酰或过氧化苯甲酸；主剂2是次氯酸钠或次氯酸；所述的引发剂是盐酸、醋酸或者柠檬酸。
6.根据权利要求5所述的复合解堵剂，其特征 在于复合解堵剂按照质量份数由2.5份主剂1、2.5份主剂2和2份引发剂组成。
7.应用权利要求1所述的暂堵剂和权利要求5所述的复合解堵剂复合解堵的方法，其特征在于应用暂堵剂和复合解堵剂复合解堵的方法如下: 在45°C、平衡压カ为4-8MPa的条件下注入5m3_10m3暂堵剂段塞，然后再在平衡压カ为2-1OMPa的条件下再注入10m3-30m3解堵剂主段塞，然后关井2_3天，即完成应用暂堵剂和复合解堵剂复合解堵。
8.应用权利要求3所述的暂堵剂和权利要求5所述的复合解堵剂复合解堵的方法，其特征在于应用暂堵剂和复合解堵剂复合解堵的方法如下: 在45°C、平衡压カ为4-8MPa的条件下注入5m3_10m3暂堵剂段塞，然后再在平衡压カ为2-1OMPa的条件下再注入10m3-30m3解堵剂主段塞，然后关井2_3天，即完成应用暂堵剂和复合解堵剂复合解堵。
全文摘要
暂堵剂、复合解堵剂及应用暂堵剂和复合解堵剂复合解堵的方法，它涉及一种暂堵剂、复合解堵剂及复合解堵的方法。本发明解决了聚合物驱过程中聚合物在多孔介质内会发生堵塞导致注聚困难，并且直接使用解堵剂，会出现解堵剂优先进入未堵塞地层又不能使被堵塞地层充分解堵的技术问题。暂堵剂由表活剂与促冻剂组成。复合解堵剂由主剂和引发剂组成。本发明先采用暂堵剂，封堵住未堵塞地层，让后续注入的大剂量低粘度解堵剂较多地选择性进入需解堵地层，然后关井2-3天，让解堵剂与堵塞物充分反应，从而达到解堵的目的。
文档编号E21B33/13GK103113864SQ20131006476
公开日2013年5月22日 申请日期2013年2月28日 优先权日2013年2月28日
发明者鲍洪玉, 刘永涛, 邢平, 韩莉华, 侯凤芹, 赵金姝 申请人:赵金姝