超深层油气藏湿相可膨胀改性石墨控水体系及其制备方法和应用

本发明涉及油田化学，具体涉及一种超深层油气藏湿相可膨胀改性石墨控水体系及其制备方法和应用。

背景技术：

1、随着全球油气工业的发展，油气勘探由中浅层逐渐转向深层和超深层)，深层超深层油气将成为我国油气重要的增长点。井深(≥4500m)、超高温(≥130℃)、超高盐(≥10万mg/l)、高地应力的苛刻油藏条件是大多数深层超深层油气藏开发面临的难点。注气、注水是深层超深层油气藏补充能量开采的最主要方式，但由于储层非均质(油气储层在漫长的地质历史中，经历了沉积、成岩及后期构造作用的综合影响，使储层的空间分布及内部的各种属性都存在极不均匀的情况)绝对存在，注水、注气必然面临水/气窜问题。因此，高效调控窜流通道是深层超深层油气藏治理水/气窜的重要技术手段。受苛刻油气藏条件的影响，窜流通道调控对调控剂的要求更高。现有的调控剂基本满足了深层油气藏(井深为4500m-6000m)的窜流通道调控，但对于超深层油气藏(井深≥6000m)，温度更高(高达240℃)、矿化度更大(高达30万mg/l)，其中的窜流通道调控面临重大挑战。传统的有机类调控剂如聚合物胶类高温高盐脱水严重、稳定性差，泡沫体系有效期短；无机类调控体系如黏土运移性差、水泥固化时间短、措施风险大。因此，研发耐超高温、抗超高盐、注得进、走得远、控得住的调控剂是深层超深层油气藏窜流通道调控的亟待攻克的难题。

2、cn113897189a公开了一种适用于高温高盐缝洞型油藏调剖的冻胶体系，由am/amps共聚物，非离子聚丙烯酰胺，乌洛托品，对苯二酚以及余量水同时成胶时间可控，受地层水稀释作用组成小，该体系在130℃，22万mg/l的条件下具有良好的稳定性和成胶强度，在考察的试验条件下具有良好的应用潜力。但并不涉及更高温度(≥130℃)、高矿化度(≥22万mg/l)的超深层油藏条件下的需求。

3、cn111217367a公开了一种油藏调剖堵水用多元复合插层的低温可膨胀石墨体系及其制备方法和应用，该体系由多元复合插层用组合物对石墨进行插层处理所得，其中，所述多元复合插层用组合物含有无机酸、有机酸和插层增强剂，其中，所述插层增强剂含有碱金属卤化物和阳离子表面活性剂。该石墨体系能够在130-200℃下膨胀，耐盐10万-30万mg/l，具有高膨胀倍数和长期稳定性等特点，能够在超深层油气藏中实现长期的调剖堵水。该体系能够满足深层油气藏调剖堵水的技术需求，降低了临界膨胀温度，但也不涉及更大井深、更高温度的超深层油气藏储层非均质调控。

4、cn104927825b公开了一种耐温耐盐冻胶分散体氮气泡沫复合调驱体系。该体系包括气相和液相，气相是氮气，液相由起泡剂、稳泡剂和配液水组成，能够耐温130℃、耐矿化度17万mg/l、耐钙离子1万mg/l、耐镁离子1万mg/l。但也不涉及更高温度(≥130℃)、更高矿化度(≥17万mg/l)的油藏条件下的需求，且现场施工比较复杂，难以满足超深层油气藏储层非均质调控的需求。

5、cn115044356a公开了一种适用于高温高盐油藏的调剖剂及其制备方法。该体系由沉淀剂，一、二级沉淀控制剂和配液水组成，沉淀主剂是可溶性硅酸盐，沉淀控制剂由芳烷基苯磺酸钠与羟基乙叉二膦酸钠组成。对该体系在143℃、3万mg/l的沉淀及封堵效果进行了评价，但未涉及更高温度和矿化度油藏的效果评价。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了克服现有技术在超深层油气藏储层窜流通道调控中适应性差的问题，提供一种超深层油气藏湿相可膨胀改性石墨控水体系及其制备方法和应用。采用该方法制备的湿相可膨胀改性石墨体系，能够在温度高达240℃、矿化度达30万mg/l的超深层油气藏湿相环境中，实现有限程度的膨胀，保证膨胀后对窜流通道具有高封堵性能和长期稳定性，现场应用时操作简单，更适于大规模的现场作业。

2、为了实现上述目的，本发明第一方面提供一种插层石墨用组合物，所述组合物包括无机强酸、氧化剂、有机酸和膨胀剂；

3、其中，所述氧化剂选自高锰酸盐、重铬酸盐、氯酸盐和高氯酸盐中的至少一种；

4、所述有机酸选自c1-c5的一元酸；

5、所述膨胀剂含有过硫酸盐和弱酸，所述弱酸选自c2-c8的二元酸和c2-c8的多元酸中的至少一种。

6、本发明第二方面提供一种制备湿相可膨胀改性石墨控水体系的方法，该方法包括：

7、(1)将无机强酸、石墨和氧化剂进行接触，并在超声环境下进行第一反应；

8、(2)将步骤(1)的产物，和有机酸进行第二反应；

9、(3)将步骤(2)的产物，和膨胀剂接触，得到湿相可膨胀改性石墨控水体系。

10、本发明第三方面提供如上所述的方法制得的湿相可膨胀改性石墨控水体系。

11、本发明第四方面提供如上所述的湿相可膨胀改性石墨控水体系在超深层油气藏中作为控水剂的应用。

12、本发明第五方面提供一种超深层油气藏中窜流通道调控的方法，该方法包括：将含有如上所述的湿相可膨胀改性石墨控水体系的控水工作液注入地层，并关井。

13、相对比于现有技术，本发明优点如下：

14、(1)本发明的湿相可膨胀改性石墨控水体系可耐高温240℃、可抗高盐30万mg/l，能够实现有限度的膨胀(湿相环境中可膨胀3-10倍)，保证了膨胀后颗粒的强度，并具有长期稳定性，在超深层油气藏窜流通道调控能够获得较高的封堵率。并且该湿相可膨胀改性石墨控水体系具备自润滑、柔软性的特点，满足注得进、走得远、控得住的要求。

15、(2)本发明的湿相可膨胀改性石墨控水体系制备方法具有工艺简单，原材料来源广、价格便宜的特点，还可利用不同平均粒径的天然鳞片石墨制备不同平均粒径的湿相可膨胀改性石墨控水体系。

16、(3)可根据储层孔喉或裂缝发育情况，通过应用本发明提供的不同平均粒径的湿相可膨胀改性石墨控水体系的段塞组合实现对超深层油气藏窜流通道的调控。

17、(4)采用本发明的湿相可膨胀改性石墨控水体系时，现场配液简单，可利用清水配液也可利用达标的回注水配液，适用于大规模的现场作业。

技术特征：

1.一种插层石墨用组合物，其特征在于，所述组合物包括无机强酸、氧化剂、有机酸和膨胀剂；

2.根据权利要求1所述的组合物，其中，过硫酸盐选自过硫酸铵、过硫酸钠、过硫酸钾和过硫酸氢钾中的至少一种；

3.根据权利要求1所述的组合物，其中，所述无机强酸为选自硫酸、硝酸、盐酸和高氯酸中的至少一种，优选为硝酸和高氯酸；

4.根据权利要求1或3所述的组合物，其中，所述无机强酸、氧化剂、有机酸和膨胀剂的重量比为100：(1-10)：(10-100)：(10-100)，优选为100：(2-7.5)：(12-75)：(12-75)，更优选为100：(2.5-3.5)：(15-25)：(15-50)。

5.一种制备湿相可膨胀改性石墨控水体系的方法，其特征在于，该方法包括：

6.根据权利要求5所述的方法，其中，相对于100重量份的石墨，无机强酸的用量为200-800重量份，优选为300-700重量份；

7.根据权利要求5或6所述的方法，其中，步骤(1)中，第一反应的条件包括：温度为10-30℃，时间为30-100min；

8.根据权利要求5或6所述的方法，其中，步骤(2)中，第二反应的条件包括：温度为10-30℃，时间为10-60min；

9.权利要求5-8中任意一项所述的方法制得的湿相可膨胀改性石墨控水体系。

10.权利要求9所述的湿相可膨胀改性石墨控水体系在超深层油气藏中作为控水剂的应用。

11.一种超深层油气藏中窜流通道调控的方法，其特征在于，该方法包括：将含有权利要求9所述的湿相可膨胀改性石墨控水体系的控水工作液注入地层，并关井。

12.根据权利要求11所述的方法，其中，注入地层的方法包括：将所述控水工作液依次按照预处理段塞、主体段塞、保护段塞和顶替段塞注入到地层；

技术总结
本发明涉及油田化学领域，公开了超深层油气藏湿相可膨胀改性石墨控水体系及其制备方法和应用。所述组合物包括无机强酸、氧化剂、有机酸和膨胀剂；其中，所述氧化剂选自高锰酸盐、重铬酸盐、氯酸盐和高氯酸盐中的至少一种；所述有机酸选自C<subgt;1</subgt;‑C<subgt;5</subgt;的一元酸；所述膨胀剂含有过硫酸盐和弱酸，所述弱酸选自C<subgt;2</subgt;‑C<subgt;8</subgt;的二元酸和C<subgt;2</subgt;‑C<subgt;8</subgt;的多元酸中的至少一种。采用该组合物或方法制备的可膨胀石墨体系，能够在温度高达240℃、矿化度达30万mg/L的超深层油气藏湿相环境中，实现有限程度的膨胀，保证膨胀后的高强度，可以在地层中保持长期稳定，对超深层油气藏窜流通道具有高封堵率，实现超深层储层非均质高效调控。

技术研发人员：赵光,徐伯钊,戴彩丽,黄雪莉,单朝晖,由庆,孙永鹏,李嘉鸣,刘逸飞,吴一宁,孙斌
受保护的技术使用者：中国石油大学（华东）
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12