本发明涉及一种调堵剂(调剖堵水剂)及其制备方法，具体涉及一种高温调堵剂及其制备方法，属于油水井的调剖
技术领域：
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背景技术：
：我国稠油资源储量丰富，约250×108t，占总油气资源的28％。开采稠油和超稠油资源的最好方式是热力采油(包括蒸汽吞吐和蒸汽驱)。但由于蒸汽与稠油流度差异以及蒸汽的重力超覆等因素，在实际生产中，容易造成蒸汽在高渗层中发生指进和汽窜，从而降低了蒸汽波及体积，影响到蒸汽利用率，最终导致热采效果差，降低了稠油热采采收率且增加能耗。汽窜、水窜、边水底水锥进等已成为稠油开发中最为棘手的问题，也是稠油开采中亟待解决的困难。在当前国内的油田开发中，高含水油田和稠油资源所占石油产量的比例最重。因此，进一步提高高含水油田及稠油资源的原油采收率，是当前油田开发最主要的任务。提高这些高含水老油田的开发效果，解决好油田出水严重及稠油开采气窜的问题，对我国油田保持稳产具有重要的现实意义。在解决这些问题的技术措施中，堵水技术一直是油田改善注水开发效果、实现油藏稳产的有效手段。堵水就是控制水油比或控制产水，其实质是改变水在地层中的流动特性，即改变水在地层中的渗透规律，阻止水流通过或改变水流方向。堵水作业根据施工对象的不同，分为油井(生产井)堵水和水井(注入井)调剖两类。国外文献提及的堵水调剖机理很多：分离通道、收缩与膨胀、亲水-润滑膜、脱水收缩效应、重力效应、墙效应、凝胶弹性、毛管力、墙效应与胶滴和油水不同流态等，分离通道机理是指油水在被分离的通道中流动且产生渗透率不成比例降低(dpr-disproportionatepermeabilityreduction)效应。在多孔介质中胶凝剂与水相遇在水相中产生胶体，它对水又很低的渗透性，而对油则高。从而阻止水的流动，同时确保油的通道畅通，以达到提高稠油采收率的效应。目前国内主要使用的堵剂类型包括：无机盐类堵剂、聚合物冻胶类堵剂、树脂类堵剂、泡沫类调剖堵水剂等。在针对高矿化度的油藏堵水调剖剂体系中，聚合物冻胶类堵剂由于其盐敏、热敏及多价离子的絮凝等而使其应用范围受到限制。无机盐类堵剂具有非常好的耐温性能，但是注入性差，不能进入地层深部，封堵距离短，蒸汽绕流后继续锥进；颗粒封堵作用后，仍有细小缝隙，蒸汽仍可窜流；产生的封堵为非选择性永久封堵，对油藏伤害大。泡沫类调剖堵水剂其缺点在于封堵能力较低；泡沫稳定性较差，要获得理想的封堵效果，需要注入剂量大，以维持泡沫稳定和处理周期；国内可供选择的起泡剂较少，起泡剂成本较高。树脂类堵剂是采用酚醛树脂、环氧树脂、脲醛树脂等材料，通过配方调整与设定，使树脂堵剂在地下预设的时间段内固化，形成具有高强度和良好耐温、耐盐、耐老化性能的固结体。现场应用的最多的是热固型树脂。热固型树脂加热后产生化学变化，逐渐硬化成型，再受热也不软化，也不能溶解。热固性树脂其分子结构为体型，它包括大部分的缩合树脂，热固性树脂的优点是耐热性高，受压不易变形。其缺点是机械性能较差。一般情况下，热固型树脂与无机物质复合使用。技术实现要素：为解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种环保、耐盐、耐高温、堵水效果好的调堵剂及其制备方法。为了实现上述目标，本发明采用如下的技术方案：一种高温调堵剂，其特征在于，以重量份计，由以下六种原料组成：前述的高温调堵剂，其特征在于，前述六种原料的粒径均小于47μm。前述的高温调堵剂，其特征在于，前述碳酸盐粉末为碳酸钙粉末、碳酸镁粉末或碳酸钡粉末，有效物的含量不小于95％wt。前述的高温调堵剂，其特征在于，前述棉纤维的纤维含量不小于85％wt。前述的高温调堵剂，其特征在于，前述水泥为525号超细水泥，抗压强度大于52.5mpa。前述的高温调堵剂，其特征在于，前述硬脂酸钙的有效物含量不小于90％wt。前述的高温调堵剂，其特征在于，前述油溶性树脂为天然树脂和/或合成树脂，在无水煤油中的溶解率大于90％wt。前述的高温调堵剂，其特征在于，前述生物聚合物在工业水中的造浆率大于400m3/t。前述的高温调堵剂，其特征在于，制备方法如下：首先，准确称取各原料；然后，将碳酸盐粉末与硬脂酸钙先混合再粉碎至超细，将棉纤维与油溶性树脂先混合再粉碎至超细，将生物聚合物粉碎至超细；最后，将所有原料混合在一起，搅拌均匀，即得。前述的高温调堵剂，其特征在于，前述棉纤维的制备方法如下：取棉短绒，将其浸泡在浓度5-10％v/v的酸溶液中，升温至80-90℃，浸泡6-8h，将酸处理过的棉短绒经高速离心甩干后，用浓度为15-30％w/v碱溶液中和至ph值7-9，干燥，即得。本发明的有益之处在于：一、本发明的调堵剂(1)在水中搅拌均匀后，具有较好的悬浮稳定性，可在地层温度小于100℃的环境下静置两周以上不出现明显分层，可满足现场施工堵剂注入环节以及后期长效封堵环节对堵剂注入流体的长期稳定性要求。(2)在水中搅拌均匀后，在120℃时开始稠化，在高温的激发下粘度快速上升，形成固结体，阻断水窜的发生，从而起到长期封堵的效果，可满足深井和超深井的钻井井漏作业施工要求。(3)可根据具体的封堵施工作业要求，通过调整各原料的用量，可控的改变粘度、稠化温度、稠化时间等封堵性能，达到油水井的深部调堵和深井、高温井的近距离堵漏。(4)耐盐、耐压、耐高温能力强，可以在360℃的高温环境下使用，完全能够满足稠油热采封窜堵水施工的要求。(5)在水中搅拌均匀后，流体体系粘度为20mpa.s-40mpa.s，粘度较低，流动性好，易于泵注，有利于现场施工作业，可快速注入到稠油蒸汽驱热采井内，能进行深部调堵。(6)具有选择性堵水功能，由于稠油和地层水的粘度差异大，所以本发明的高温调堵剂流体选择性的进入到油井内的水窜通道，在后注入流体的推动下，进入水窜通道的深部，堵水不堵油。(7)堵水效果好，对水流渗透层、汽窜渗透层封堵率达到98％以上，能有效调整注汽剖面，扩大高温蒸汽波及体积，提高稠油产量50％以上，降低产水量，调高采收率，降低开发成本。(8)对人类身体没有任何毒副作用，保证了施工作业人员的健康安全。(9)对环境和油藏均无污染，是环保型调堵剂。二、本发明的制备高温调堵剂的方法工艺简单，原料来源广泛，价格低廉，易于推广应用。具体实施方式以下结合具体实施例对本发明作具体的介绍。一、准备原料1、碳酸盐粉末碳酸盐粉末既可以选用碳酸钙粉末，也可以选用碳酸镁粉末，还可以选用碳酸钡粉末，三者的有效物的含量都不小于95％wt。2、棉纤维棉纤维的制备方法如下：取棉短绒，将其浸泡在浓度5-10％v/v的酸溶液中，升温至80-90℃，浸泡6-8h，将酸处理过的棉短绒经高速离心甩干后，用浓度为15-30％w/v碱溶液中和至ph值7-9，干燥，即得。酸溶液为：盐酸溶液、磷酸溶液、氢氟酸溶液或醋酸溶液。碱溶液为：氢氧化钠溶液、碳酸钠溶液、氢氧化钾溶液或氢氧化镁溶液。在本实施例中，酸溶液使用的是浓度5％v/v的盐酸溶液，加热温度为80℃，浸泡时间为6h，碱溶液使用的是浓度15％w/v的氢氧化钠溶液，中和至ph值7。经检测，制备得到的棉纤维其纤维含量不小于85％wt。3、水泥水泥选用的是525号超细水泥，粒径小于47μm，抗压强度大于52.5mpa。4、硬脂酸钙硬脂酸钙的有效物含量不小于90％wt。5、油溶性树脂油溶性树脂为天然树脂或合成树脂，或者二者的混合，软化点200-300℃，在无水煤油中的溶解率大于90％wt。6、生物聚合物生物聚合物是由黄原杆菌类作用于碳水化合物而生成的高分子链多糖聚合物，在工业水中的造浆率大于400m3/t。二、制备高温调堵剂首先，按照下表给出的配方，准确称取各原料。实施例1实施例2实施例3实施例4实施例5碳酸钙粉末100kg100kg100kg————碳酸镁粉末————————100kg碳酸钡粉末——————100kg——棉纤维12kg10kg15kg12kg12kg水泥40kg30kg50kg40kg40kg硬脂酸钙12kg10kg15kg12kg12kg天然树脂5kg3kg————3kg合成树脂————5kg3kg——生物聚合物3kg2kg4kg3kg3kg其次，将碳酸盐粉末与硬脂酸钙混合，超细粉碎至粒径小于47μm。我们将碳酸盐粉末与硬脂酸钙先混合再粉碎，不仅可以确保二者混合均匀，而且可以防止粘结的发生，同时还有利于硬脂酸钙的粉碎。然后，将棉纤维与油溶性树脂混合，超细粉碎至粒径小于47μm。我们将棉纤维与油溶性树脂先混合再粉碎，不仅有利于二者的加工粉碎，而且可以防止粘结的发生。接下来，将生物聚合物超细粉碎至粒径小于47μm。最后，将所有原料混合在一起，搅拌均匀，即得本发明的高温调堵剂。三、性能评价1、相同浓度的高温调堵浆在不同温度下的固化情况将实施例1至实施例5所对应的高温调堵剂分别与适量配液流体混合，使高温调堵剂的含量为13％，然后在100-500rpm转速下持续搅拌2h，至各组分均匀分散，得到高温调堵浆。将所得高温调堵浆在不同温度下(在25℃条件下、在80℃密闭条件下先放置120h再搅拌2h、在150℃密闭条件下放置48h、在250℃密闭条件下放置24h、在360℃密闭条件下放置24h、在400℃密闭条件下放置24h)测量表观粘度，测量结果见下表。注：表观粘度小于40mpa.s时，流动性好；在40-80mpa.s范围内时，流动性较差；大于80mpa.s时，流动性很差。由此可知，本发明的高温调堵剂在400℃温度下，将会有很好的使用效果，其中，实施例1所对应的高温调堵剂的使用效果会更好。2、不同浓度的高温调堵浆在不同温度下的固化情况将实施例1所对应的高温调堵剂与不同量的配液流体混合，然后在100-500rpm转速下持续搅拌2h，至各组分均匀分散，得到高温调堵浆。在不同温度下恒温24h后，冷却至室温，测量上述各不同浓度的高温调堵浆的表观粘度。测量结果见下表。浓度25℃80℃150℃250℃360℃400℃10％14mpa.s15mpa.s30mpa.s35mpa.s80mpa.s120mpa.s13％17mpa.s18mpa.s45mpa.s50mpa.s120mpa.s不能流动15％19mpa.s21mpa.s90mpa.s130mpa.s不能流动不能流动20％22mpa.s24mpa.s145mpa.s不能流动不能流动不能流动25％26mpa.s30mpa.s不能流动不能流动不能流动不能流动30％32mpa.s40mpa.s不能流动不能流动不能流动不能流动35％48mpa.s85mpa.s不能流动不能流动不能流动不能流动40％65mpa.s113mpa.s不能流动不能流动不能流动不能流动由上表的测量结果可知：(1)地层温度在80℃以内时，高温调堵剂的加量应控制在35％以下，使其保持较好的流动性，从而达到深部调堵的目的；(2)地层温度在150℃条件下，高温调堵剂的加量应控制在25％以下，使其保持较好的流动性，达到深部调堵的目的；(3)地层温度在250℃条件下，高温调堵剂的加量应控制在20％以下，使其保持较好的流动性，达到深部调堵的目的；(4)地层温度在360℃条件下，高温调堵剂的加量应控制在15％以下，使其保持较好的流动性，达到深部调堵的目的；(5)地层温度在400℃条件下，高温调堵剂的加量应控制在13％以下，使其保持较好的流动性，达到深部调堵的目的。此外，我们将上述各不同浓度的高温调堵浆在360℃条件下放置24h，然后测定针入度。测定结果见下表。浓度针入度(mm)备注10％测试针全入未固化13％测试针全入未固化15％7固化20％4固化25％3固化30％2固化35％1固化40％1固化由此可见，在地层温度为360℃条件下，高温调堵剂的加量达到15％以上时，具有很强的固化强度，完全满足高温堵水封窜要求。3、相同浓度的钻井堵漏浆在不同温度下的固化情况配制钠土泥浆：水+6％钠土，搅拌4h(转速100-500rpm)，静止放置24h。将实施例1至实施例5所对应的高温调堵剂分别与适量钠土泥浆混合，使高温调堵剂的含量为20％，然后在100-500rpm转速下持续搅拌2h，至各组分均匀分散，得到钻井堵漏浆。将所得钻井堵漏浆在不同温度下(在25℃条件下、在180℃密闭条件下放置24h)测量表观粘度，测量结果见下表。实施例1实施例2实施例3实施例4实施例525℃34mpa.s41mpa.s56mpa.s42mpa.s42mpa.s180℃120mpa.s110mpa.s145mpa.s118mpa.s116mpa.s由此可见：钻井堵漏浆在180℃条件下，能保证安全施工。4、钻井堵漏浆在不同温度下的固化情况将实施例1所对应的高温调堵剂与不同量的钠土泥浆(水+6％钠土)混合，然后在100-500rpm转速下持续搅拌2h，至各组分均匀分散，得到钻井堵漏浆。在不同温度下，测量上述各不同浓度的钻井堵漏浆的表观粘度。测量结果见下表。由上表的测量结果可知：(1)常温条件下，在钻井泥浆中加入30％以上的高温调堵剂，钻井堵漏浆能通过泥浆泵顺利注入；(2)在高温(180℃)条件下，在钻井泥浆中加入30％以上的高温调堵剂，钻井堵漏浆在渗透漏失层、裂缝漏失层、孔洞漏失层等空间发生固化反应，可以达到堵漏的目的。四、应用及效果本发明的高温调堵剂，在稠油热采生产中，用于封堵稠油油藏汽窜层、水窜层、出水层，调整蒸汽注入井的高温蒸汽波及体积；在钻井施工中，用于钻井堵漏作业。1、调堵现场施工工艺调堵现场施工工艺具体如下：(1)在20-40m3搅拌罐中注入设计量的工业用水；(2)在搅拌状态下(100-500rpm)，向搅拌罐中加入15-25％wt本发明的高温调堵剂，加料速度：25-50kg/min；(3)本发明的高温调堵剂加入完后，继续搅拌30min，测量表观粘度，通过加入本发明的高温调堵剂或工业用水的方式将表观粘度控制在20-40mpa.s范围内；(4)按照调堵工艺要求施工。案例1：水淹停产井的调堵新疆平44井于2011年1月6日投产，共生产四个周期，因邻井注水，导致水淹严重，产油量快速下降，含水100％，2012年7月14日关井停产。2014年6月17日，对平44井进行堵水施工，全井共注入本发明的高温调堵剂260m3。2014年6月30日，向井中注高温蒸汽1500吨，闷井。2014年7月6日，开井投产。生产情况：日产油量15吨，含水量降至60％以下。堵水效果显著。案例2：稠油热采蒸汽驱井组汽窜层调堵胜利油田11井组在蒸汽驱生产中，对应的5口生产井汽窜严重，蒸汽热效利用率低，稠油产量低，为解决汽窜问题，在蒸汽注入井中共注入本发明的高温调堵剂350m3，有效解决了汽窜问题，5口生产井均未出现汽窜现象，该井组共增产稠油5000多吨。2、钻井堵漏施工工艺钻井堵漏施工工艺具体如下：(1)在20-40m3泥浆罐中注入设计量的工业用水；(2)在搅拌状态下，向上述泥浆罐中加入6％钠土，继续搅拌4h(简称钻井泥浆)；(3)向上述泥浆罐中加入40％本发明的高温调堵剂，搅拌30min，然后测量表观粘度，通过加入本发明的高温调堵剂或工业用水的方式将表观粘度控制在70-150mpa.s；(4)按照钻井堵漏工艺要求施工。案例1：新疆深1井钻井堵漏新疆深1井，在6235-6800m奥陶系井段钻进过程中一直存在漏失，严重时钻井液失返，导致岩屑录井资料缺失。漏失钻井液5600m3。堵漏过程中，由于钻遇到多处溶洞(最大口径达4m)、裂缝等特殊地层，发生严重的恶性井漏，消耗钻井液材料及堵漏材料数百吨。为封堵溶洞及裂缝，下钻至6633m，共注入40m3本发明的高温调堵剂，顶替钻井液68.1m3，高温调堵剂出钻杆前漏失钻井液12m3，高温调堵剂顶出钻杆至替浆完，漏失钻井液1.62m3(高温调堵剂进入漏层后马上见效)，起钻至5300m，关井挤浆，共挤入21m3，最高套压14mpa，无钻井液漏失，堵漏一次成。由此可见，本发明的高温调堵剂能满足稠油蒸汽驱热采井、水平井等不同类型油井的堵水、封窜施工需求。同时，在深井、高温井堵漏施工中效果显著，未来应用前景广阔，经济效益和环保效益好。此外，经验证，配液用水除了使用工业用水，还可以使用地层污水、高矿化度盐水等，其中，地层污水为来自于油井开发过程中的含油污水，高矿化度盐水的总矿化度小于20万mg/l、钙镁的矿化度小于1万mg/l，采用以上配液流体配制的高温调堵剂性能不受影响，调堵性能均可满足施工作业要求。由此可见，本发明的高温调堵剂对配液流体的要求较低，可广泛应用于海洋、沙漠等区域油井的调剖堵水施工作业及钻井堵漏。需要说明的是，上述实施例不以任何形式限制本发明，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。当前第1页12