[发明专利]磁性纳米颗粒调剖堵水

说明书

技术领域：

本发明涉及石油开采中调剖堵水技术。

背景技术：

堵水剂一般是指用于生产井堵水的处理剂，调剖剂则是用于注水井调整吸水剖面的处理剂。油田中采用的堵水方法分为机械堵水和化学堵水两类，化学法堵水是化学堵水剂的化学作用对出水层造成诸塞，机械法堵水是用分隔器将出水层位在井筒内卡开，以阻止水流入井内。就目前应用和发展情况看，主要是化学堵水。Fe₃O₄，作为一种重要的磁性材料，在磁记录、磁流体、磁性药物载体与靶向运输、医疗诊断等领域有重要而广泛的应用。当材料的尺寸减小到纳米量级时，其比表面积大大增加，且无毒，高温调剖剂的各项性能不变，将它注入地层，通过控制电源，接通电源时，实现空心线圈对磁性纳米颗粒的吸附，达到堵水的目的；当断开电源时，磁性纳米颗粒随即散开，封堵的井壁开口又开启，方便了现场应用，节能、省时省力。

发明内容：

本发明的目的就是提供一种磁性纳米颗粒调剖堵水的方法，使得磁性纳米材料注入地层后，通过控制空心线圈的电流有无，实现纳米磁性材料的团聚和分散，达到堵水的目的。

本发明的目的是这样实现的：用40℃～90℃的水与20℃～40℃的磁性纳米颗粒液体混合，磁性纳米颗粒液体为OP系列、吐温系列、Span系列等非离子表面活性剂与碳酸钠等无机盐的混合物。线圈磁感应强度为100～300Mt。地面工作站通过供电电缆控制线圈的磁场。给线圈通电，磁性纳米颗粒在磁场作用下，形成牢固的纳米结构，实现稳定封堵。断开线圈电流，磁性纳米颗粒在地层流体压力作用下，随地层流体返回地面，目的层解封。

本发明采用磁性纳米颗粒调剖堵水的概念，并开发了有效地控制磁场，使得在地面配制的水包磁性纳米颗粒液体注入地层后，在磁场作用下形成牢固的纳米颗粒结构，实现了调剖堵水的功能。同时，断开线圈电流后，磁性纳米颗粒返回地面，对地层无污染。

附图说明

图1为磁性纳米颗粒调剖堵水说明图。包括(1-供电电缆 2-磁性纳米颗粒液体泵 3-套管 4-电缆保护管 5-磁性纳米颗粒导流管 6-封隔器 7-锥形线圈固定器 8-空心锥形贴壁线圈 9-出射孔 10-封隔器 11-封隔器)

具体实施方式：

实施例一

本实施例适用地层温度为40℃～70℃工况，所用的磁性纳米颗粒液体组成：Fe₃O₄磁性纳米颗粒：30％，吐温-60：25％，OP-21：25％，Span-80：10％，碳酸钠：10％。

供电电缆电压：380V，线圈磁感应强度：100mT。

用温度为50℃～60℃的水70％与温度为20℃～30℃的磁性纳米颗粒液体30％混合，得到水包磁性纳米颗粒液体。对上述已生产的水包磁性纳米颗粒液体进行机械振荡，混合均匀。

将贴壁线圈用电缆放到目的地层后，用线圈固定器固定，然后将上述水包磁性纳米颗粒液体，用泵注入地下，进入地层后，对线圈加电。磁性纳米颗粒在径向磁场的作用下运行，形成牢固的纳米结构，可以稳定封堵5个月。5个月后，断开线圈电流，磁性纳米颗粒在地层流体压力作用下，随地层流体返回地面，目的层解封。

实施例二

本实施例适用地层温度为50℃～80℃工况，所用的磁性纳米颗粒液体组成：Fe₃O₄磁性纳米颗粒：20％，吐温-60：40％，OP-21：15％，Span-80：20％，碳酸钠：5％。

供电电缆电压：380V，线圈磁感应强度：150mT。

用温度为60℃～70℃的水50％与温度为30℃～40℃的磁性纳米颗粒液体50％混合，得到水包磁性纳米颗粒液体。对上述已生产的水包磁性纳米颗粒液体进行机械振荡，混合均匀。

将贴壁线圈用电缆放到目的地层后，用线圈固定器固定，然后将上述水包磁性纳米颗粒液体，用泵注入地下，进入地层后，对线圈加电。磁性纳米颗粒在径向磁场的作用下运行，形成牢固的纳米结构，可以稳定封堵6个月。6个月后，断开线圈电流，磁性纳米颗粒在地层流体压力作用下，随地层流体返回地面，目的层解封。

实施例三

本实施例适用地层温度为80℃～90℃工况，所用的磁性纳米颗粒液体组成：Fe₃O₄磁性纳米颗粒：40％，吐温-60：20％，OP-21：20％，Span-80：5％，碳酸钠：15％。

供电电缆电压：380V，线圈磁感应强度：120mT。