一种液体桥塞及其制备方法和应用与流程

本发明涉及石油开采，尤其涉及一种液体桥塞及其制备方法和应用。

背景技术：

1、水平井以生产井段长、泄油面积大、控制储量高等优势，成为提高储量动用的重点。水平井受油品性质、井身结构、边底水锥进影响，易于造成过早“水淹”，严重影响开发效果，且呈现出比率高、影响大、测试找水难等特点。尤其是筛管完井的水平井堵水要求堵剂“注得进、堵得住”，堵水工艺要求“定点定位”。目前水平井堵剂存在选择性不强，强度较弱，有效期短，堵剂价格昂贵，投资回报低、适应油藏化学环境太窄等缺点。

2、cn1288036a公开了一种稠油油田蒸汽吞吐开采中控制吸汽剖面的高温暂堵剂及其制备方法，其采用了聚丙烯酰胺、氧化镁、丙烯酰胺、亚甲基双丙烯酰胺、过硫酸铵和水所组成的体系，经交联聚合反应形成成胶体。成胶体和固相颗粒在地层中封堵高渗透层，可以解决蒸汽吞吐中蒸汽在各个油层吸汽不均的问题，并且随着注汽过程的逐渐进行，成胶体渐渐破坏，可获得分层注汽、合层采油的目的，但由于形成的凝胶是通过热降解来来破胶，该技术仅适合蒸汽油藏的暂堵作业。

3、cn106010492a公开了一种可降解高强度暂堵剂，由粘度促变剂、胶粘剂、丙烯酰胺、铁氰化钾溶液、交联剂、过硫酸铵、氢氧化钠和水制得；其制备方法为首先将粘度促变剂、胶粘剂、丙烯酰胺投入水中搅匀；再加入铁氰化钾溶液、交联剂、过硫酸铵，搅匀后滴加氢氧化钠，并充分搅拌；最后升温反应得到成品。但是其是针对中低温油藏40-70℃开发的高强度暂堵剂体系，对于高于80℃中高温油藏，过破酸盐型的引发破胶体系会快速分解，暂堵剂已不能满足现场施工的需要。

4、综上所述，开发一种能克服上述缺陷的暂堵剂是至关重要的。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种液体桥塞及其制备方法和应用，所述液体桥塞能解决水平井特别是筛管完井的水平井分段堵水的难题，本发明所述的液体桥塞能实现优异的增油降水效果，耐高温和耐矿化性能优异，适应油藏类型广，既能应用于水平井脚尖暂堵，也可以用于直井下部油层暂堵，而且还能应用于蒸汽驱、火驱生产井暂堵。

2、为达此目的，本发明采用以下技术方案：

3、第一方面，本发明提供一种液体桥塞，所述液体桥塞包括丙烯酰胺类单体、缓释破胶剂、增稠剂、交联剂和溶剂；

4、所述缓释破胶剂包括半乳甘露聚糖酶。

5、本发明主要是利用液体桥塞的封隔、暂堵、油层保护作用，将水平井分段，进行试采找出出水部位，然后向出水层段注入堵水剂，实现分段堵水。具体地，本发明所述的液体桥塞仅通过上述组分便能实现优异的增油降水效果，在常温下，能够形成具有一定耐压强度的胶体，成胶时间和成胶强度可调，以保证充足的作业时间和暂堵强度，工作液向地下漏失量低，避免对地层造成伤害，形成的胶体易于解除，在快速破胶剂或注汽温度下能够自身破胶，以恢复被封堵的层位；而且本发明所述的液体桥塞耐高温和耐矿化性能优异。因此，本发明所述的液体桥塞适应油藏类型广，既能应用于水平井脚尖暂堵，也可以用于直井下部油层暂堵，而且还能应用于蒸汽驱、火驱生产井暂堵。

6、优选地，以所述液体桥塞的总质量为100％计，所述缓释破胶剂的质量百分数为0.002％-0.006％，例如0.003％、0.004％、0.005％等。

7、本发明中，缓释破胶剂的质量百分数在0.002％-0.006％范围内，在明显低于现有技术常规添加量(常规占比在0.01％-0.05％之间)的情况下，形成的液体桥塞综合性能优异。

8、优选地，所述丙烯酰胺类单体包括甲基丙烯酰胺、n-异丙基丙烯酰胺或乙烯基吡咯唍酮中的任意一种或至少两种的组合，其中典型但非限制性的组合包括：甲基丙烯酰胺和n-异丙基丙烯酰胺的组合，n-异丙基丙烯酰胺和乙烯基吡咯唍酮的组合，甲基丙烯酰胺、n-异丙基丙烯酰胺和乙烯基吡咯唍酮的组合等。

9、优选地，以所述液体桥塞的总质量为100％计，所述丙烯酰胺类单体的质量百分数为0.6％-1.0％，例如0.7％、0.8％、0.9％等。

10、优选地，所述增稠剂包括聚丙烯酰胺、聚氧乙烯、羟丙基甲基纤维素、羧甲基纤维素钠或藻酸丙二酯中的任意一种或至少两种的组合，其中典型但非限制性的组合包括：聚丙烯酰胺和聚氧乙烯的组合，羟丙基甲基纤维素、羧甲基纤维素钠和藻酸丙二酯的组合，聚丙烯酰胺、聚氧乙烯、羟丙基甲基纤维素、羧甲基纤维素钠和藻酸丙二酯的组合等。

11、优选地，以所述液体桥塞的总质量为100％计，所述增稠剂的质量百分数为0.04％-7.08％，例如0.1％、0.5％、1％、2％、3％、4％、5％、6％、7％等。

12、优选地，所述增稠剂为聚丙烯酰胺、聚氧乙烯和羟丙基甲基纤维素的组合时，三者在液体桥塞中的质量百分数分别为0.04％-0.08％(例如0.05％、0.06％、0.07％等)、0.6％-1％(例如0.7％、0.8％、0.9％等)和2％-6％(例如3％、4％、5％等)。

13、本发明中，所述增稠剂进一步优选为聚丙烯酰胺、聚氧乙烯和羟丙基甲基纤维素的组合，原因在于：相比于其他增稠剂；三者进一步在特定百分比下配合使用，具有更好地增稠效果，其中，聚丙烯酰胺、聚氧乙烯、羟丙基甲基纤维素的添加量偏高，会导致流动性变差，而且成本上升；聚丙烯酰胺的添加量偏低，会导致不成胶或成胶效果差。

14、优选地，所述交联剂包括n,n-亚甲基双丙烯酰胺、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸或有机硼锆中的任意一种或至少两种的组合，其中典型但非限制性的组合包括：n,n-亚甲基双丙烯酰胺和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸的组合，2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸和有机硼锆的组合，n,n-亚甲基双丙烯酰胺、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸和有机硼锆的组合等，进一步优选n,n-亚甲基双丙烯酰胺、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸和有机硼锆的组合。

15、优选地，以所述液体桥塞的总质量为100％计，所述交联剂的质量百分数为0.02％-0.22％，例如0.05％、0.1％、0.15％、0.2％等。

16、优选地，以所述液体桥塞的总质量为100％计，所述n,n-亚甲基双丙烯酰胺的质量百分数为0.02％-0.06％，例如0.03％、0.04％、0.05％等。

17、本发明中，n,n-亚甲基双丙烯酰胺、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸和有机硼锆在在特定百分比下配合使用，具有更好地交联效果，其中，n,n-亚甲基双丙烯酰胺、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸和有机硼锆的添加量偏高，会导致交联强度过高，流动性差，注入困难的情况；n,n-亚甲基双丙烯酰胺的添加量偏低，会导致不成胶或成胶强度低，起不到作用。

18、优选地，所述液体桥塞还包括其他助剂。

19、本发明中，可根据需要进一步添加其他助剂，以进一步提升液体桥塞的综合性能。

20、优选地，所述其他助剂包括引发剂、稳定剂、增强剂、ph调节剂或密度调节剂中的任意一种或至少两种的组合，其中典型但非限制性的组合包括：引发剂和稳定剂的组合，增强剂、ph调节剂和密度调节剂的组合，引发剂、稳定剂、增强剂、ph调节剂和密度调节剂的组合等。

21、优选地，以所述液体桥塞的总质量为100％计，所述其他助剂的质量百分数为0.03％-20.44％，例如0.1％、0.5％、1％、2％、4％、6％、8％、10％、12％、14％、16％、18％、20％等。

22、优选地，所述引发剂包括过氧化二碳酸二异丙酯和/或过氧化二碳酸二环己酯。

23、优选地，以所述液体桥塞的总质量为100％计，所述引发剂的质量百分数为0.05％-0.1％，例如0.06％、0.07％、0.08％、0.09％等。

24、优选地，所述稳定剂包括硫脲和/或硫代硫酸钠。

25、优选地，以所述液体桥塞的总质量为100％计，所述稳定剂的质量百分数为0.03％-0.06％，例如0.04％、0.05％等。

26、优选地，所述增强剂包括氧化石墨烯。

27、本发明中，所述增强剂优选氧化石墨烯，相对于暂堵剂常用的增强剂氯化铵和硝酸铵等，具有更优异的增强效果。

28、优选地，以所述液体桥塞的总质量为100％计，所述增强剂的质量百分数为0.08％-0.2％，例如0.1％、0.12％、0.14％、0.16％、0.18％等。

29、优选地，所述密度调节剂包括氯化钠和/或氯化钾。

30、优选地，以所述液体桥塞的总质量为100％计，所述密度调节剂的质量百分数为2％-10％，例如3％、4％、5％、6％、7％、8％、9％等。

31、优选地，所述ph调节剂包括草酸和/或冰醋酸。

32、优选地，以所述液体桥塞的总质量为100％计，所述ph调节剂的质量百分数为0.04％-0.08％，例如0.05％、0.06％、0.07％等。

33、优选地，所述密度调节剂包括氯化钠和/或氯化钾。

34、优选地，以所述液体桥塞的总质量为100％计，所述密度调节剂的质量百分数为2％-10％，例如3％、4％、5％、6％、7％、8％、9％等。

35、优选地，所述液体桥塞还包括快速破胶剂。

36、本发明中，所述液体桥塞还包括快速破胶剂，所述快速破胶剂作为液体桥塞的第二组分，单独使用。

37、优选地，所述快速破胶剂包括羟基乙叉二膦酸、乙二胺四乙酸二钠、氨基三甲叉膦酸五钠、乙二胺四甲叉膦酸五钠盐、二乙烯三胺五甲叉膦酸钠盐或二乙烯三胺五甲叉膦酸二钠盐中的任意一种或至少两种的组合，其中典型但非限制性的组合包括：羟基乙叉二膦酸、乙二胺四乙酸二钠和氨基三甲叉膦酸五钠的组合，乙二胺四甲叉膦酸五钠盐、二乙烯三胺五甲叉膦酸钠盐和二乙烯三胺五甲叉膦酸二钠盐的组合，羟基乙叉二膦酸、乙二胺四乙酸二钠、氨基三甲叉膦酸五钠、乙二胺四甲叉膦酸五钠盐、二乙烯三胺五甲叉膦酸钠盐和二乙烯三胺五甲叉膦酸二钠盐的组合等。

38、优选地，以所述液体桥塞的总质量为100％计，所述快速破胶剂的质量百分数为15％-25％，例如16％、18％、20％、22％、24％等。

39、第二方面，本发明提供一种第一方面所述的液体桥塞的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：

40、将丙烯酰胺类单体、缓释破胶剂、增稠剂、交联剂和溶剂混合，得到所述液体桥塞。

41、本发明所述的液体桥塞制备方法简单，成本低廉，适应油藏类型广，既能应用于水平井脚尖暂堵，也可以用于直井下部油层暂堵，而且还能应用于蒸汽驱、火驱生产井暂堵。

42、优选地，所述混合的原料还包括其他助剂。

43、优选地，所述制备方法具体包括：

44、(1)将丙烯酰胺类单体、增稠剂、ph值调节剂和水混合，得到第一溶液；

45、(2)将第一溶液、稳定剂、增强剂、缓释破胶剂和引发剂混合，得到第二溶液；

46、(3)将第二溶液依次与交联剂和密度调节剂混合，得到所述液体桥塞。

47、优选地，步骤(1)中，所述混合的温度为40-50℃，例如42℃、44℃、46℃、48℃等。

48、优选地，所述混合后，体系的ph为6-8，例如6.5、7、7.5等。

49、优选地，所述混合的转速为5-200r/min，例如50r/min、100r/min、150r/min等。

50、优选地，所述混合的时间为15-30min，例如16min、18min、20min、22min、24min、26min、28min等。

51、优选地，步骤(2)中，所述混合具体包括：在第一溶液依次加入稳定剂、增强剂、缓释破胶剂和引发剂。

52、优选地，步骤(3)中，所述第二溶液与交联剂混合的时间为15-30min，例如16min、18min、20min、22min、24min、26min、28min等。

53、优选地，所述第二溶液与密度调节剂混合的时间为5-10min，例如6min、7min、8min、9min等。

54、优选地，所述液体桥塞还包括快速破胶剂，所述快速破胶剂单独使用。

55、作为优选的技术方案，所述制备方法包括如下步骤：

56、(1)将丙烯酰胺类单体、增稠剂、ph值调节剂和水在温度为40-50℃和转速为5-200r/min的条件下混合，调节体系ph为6-8，得到第一溶液；

57、(2)在第一溶液依次加入稳定剂、增强剂、缓释破胶剂和引发剂，得到第二溶液；

58、(3)继续搅拌，将第二溶液先与交联剂混合15-30min再与密度调节剂混合5-10min，得到所述液体桥塞；

59、可选地，所述液体桥塞还包括快速破胶剂，所述快速破胶剂单独使用。

60、第三方面，本发明提供一种第一方面所述的液体桥塞在水平井分段堵水或直井分层堵水中的应用。

61、示例性地，所述水平井分段堵水包括如下步骤：

62、(1)将油管下在水平井脚尖位置，用正替的方法向水平井注入配制好的液体桥塞(所述液体桥塞不包括快速破胶剂)，充满井筒的水平段；

63、(2)上提油管，将油管端口位置设定在油井出水部位，用水驱替液体桥塞，使部分井段被水填充；这部分井段为堵水的目标井段；

64、(3)候凝，使液体桥塞成为凝胶体，将井筒水平段除了堵水目标井段外的井段填充，完成暂堵保护过程；

65、(4)利用原管柱注入堵剂，使目标井段被有效封堵，而被保护井段无堵剂注入；

66、可选地，所述水平井分段堵水还包括步骤(5)。

67、优选地，步骤(5)具体包括：利用原管柱注入少量蒸汽或快速破胶剂，使液体桥塞凝胶体彻底破胶，变成低粘度水溶液，最后将施工管柱提出，完成所述水平井分段堵水。

68、相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：

69、(1)本发明所述的液体桥塞能实现优异的增油降水效果，在常温下，能够形成具有一定耐压强度的胶体，成胶时间和成胶强度可调，以保证充足的作业时间和暂堵强度，工作液向地下漏失量低，避免对地层造成伤害，形成的胶体易于解除，在快速破胶剂或注汽温度下能够自身破胶，以恢复被封堵的层位；而且本发明所述的液体桥塞耐高温和耐矿化性能优异。

70、(2)本发明所述的液体桥塞制备方法简单，成本低廉，适应油藏类型广，既能应用于水平井脚尖暂堵，也可以用于直井下部油层暂堵，而且还能应用于蒸汽驱、火驱生产井暂堵。

71、(3)本发明所述的液体桥塞，有效封堵率在90.4％以上，耐矿化度最高达200000mg/l，耐温最高达150℃，有效期可达7天以上，成胶后封堵强度可达8.0mpa/m以上；

72、本发明所述的液体桥塞的堵塞率在90.6％以上，突破压力梯度在9.2mpa/m以上，150℃下一周脱水率在19.8％以内，耐矿化度可至200000mg/l。