[发明专利]一种油田调剖堵水剂和油田调剖堵水方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种油田调剖堵水剂和油田调剖堵水方法。

背景技术

在二次采油和三次采油过程中，由于地层的非均质性和油水流度比的不同，使注入水或化学药剂等驱替液沿高渗透层或高渗透区不均匀地推进，在纵向上形成单层突进，在横向上形成舌进，造成注入的驱替液提前突破，致使油井出水过早，直至水淹，或表面活性剂和聚合物类驱替液失去作用。造成油田产液量增加，产油量减少，含水超过80%，甚至高达90%以上。

调剖堵水技术作为采油过程中的增产、稳产措施已早被人们所认识。通常，调剖堵水的方法主要是通过向需要调剖堵水的地层中注入调剖堵水剂，在地层温度下，使调剖堵水剂发生反应形成聚合物或凝胶物，以实现封堵油层出水部位或出水层。常规使用的调剖堵水剂主要包括有机调剖堵水剂和无机调剖堵水剂。所述有机调剖堵水剂例如可以为聚丙烯酰胺冻胶等，聚丙烯酰胺冻胶具有选择性，在中低温、中低矿化度条件下，聚丙烯酰胺冻胶类堵剂应用最为广泛，但是在较高的温度、矿化度条件聚丙烯酰胺冻胶稳定性大大降低难以满足要求，特别在高温（大于90℃）、高盐（矿化度大于8×10⁴mg/L）的油水井中大多数有机堵剂不能使用。所述无机调剖堵水剂例如可以为水泥类堵剂、硅酸盐类堵剂、碳酸盐类堵剂等。无机调剖堵水剂的特点是具有强度大，稳定性好（包括对剪切稳定性、对热稳定性、化学稳定性和生物稳定性等）。

在无机调剖堵水剂中，在使用硅酸盐类调剖堵水剂进行调剖堵水的过程中，硅酸盐类调剖堵水剂可以在地层形成硅酸凝胶，胶体颗粒互相连接可形成空间网状结构，结构空隙中充满了液体，液体被包在其中固定不动，使体系失去流动性。在注水过程中，硅酸凝胶会选择性地进入高含水层，可停止或减少水流入井内，从而起到调剖堵水的作用；且硅酸凝胶具有较高的稳定性，可以在较长时间内起到堵水的作用。因此，水溶性硅酸盐是一类较好的调剖堵水剂。

在使用硅酸盐类调剖堵水剂进行调剖堵水的过程中，通常需要加入活化剂，促使硅酸盐先形成单硅酸，然后缩合成多硅酸，最后多硅酸形成空间网状结构呈现凝胶状。通常，所述活化剂大体可分为四类：

（1）无机酸，如盐酸、磷酸、硫酸、硝酸等。这些无机酸均为强酸，一般用来制备酸性硅酸凝胶。油田最为常用的酸性凝胶活化剂是盐酸。

（2）无机盐，如氯化铵、硫酸铵、碳酸铵、碳酸氢铵、磷酸二氢钠等。

（3）有机酸，如乙酸、甲酸、草酸、氯乙酸、三氯乙酸、柠檬酸等。

（4）其他有机化合物，如苯酚、甲醛、甲酸乙酯、乙酸乙酯、酰胺等。

从上述活化剂的分类可以看出，无机酸类多为强酸，对施工和设备都存在腐蚀等问题；无机盐类与水溶性硅酸盐反应过快，一般需要采用双液法实施，实施难度较大，水溶性硅酸盐的利用率较低；有机酸和其他有机化合物都是液体，也需要采用双液法实施，因而同样存在实施难度较大、水溶性硅酸盐的利用率较低的问题。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有的采用硅酸盐类调剖堵水剂进行调剖堵水的过程中存在的缺陷，提供一种新的油田调剖堵水剂以及采用该油田调剖堵水剂进行调剖堵水的方法。

本发明提供了一种油田调剖堵水剂，该油田调剖堵水剂含有水溶性硅酸盐和活化剂，所述水溶性硅酸盐与所述活化剂各自独立保存，其中，所述活化剂为含二氧化碳的气体。

本发明还提供了一种油田调剖堵水方法，该方法包括：向需要调剖堵水的地层中注入水溶性硅酸盐的水溶液和活化剂，使所述活化剂与所述水溶性硅酸盐的水溶液接触反应，其中，所述活化剂为含二氧化碳的气体。

在本发明提供的油田调剖堵水剂中，使用含二氧化碳的气体作为活化剂，不仅能够与水溶性硅酸盐发生反应形成硅酸凝胶，从而起到调剖堵水的作用，而且还具有以下优点：（1）与使用无机酸类活化剂相比，使用含二氧化碳的气体作为活化剂不会对设备带来严重的腐蚀问题；（2）含有二氧化碳的气体中的二氧化碳与水溶性硅酸盐之间的反应比较缓和，能够显著提高水溶性硅酸盐的利用率，也即与使用无机盐类活化剂相比，要达到等效的调剖堵水效果，使用含二氧化碳的气体作为活化剂时采用相对少量的水溶性硅酸盐即可；（3）与使用有机酸以及其他有机化合物相比，使用含二氧化碳的气体作为活化剂不需要采用双液法实施，降低了施工难度。

而且，本发明提供的油田调剖堵水剂方法还具有成本较低、操作简单、适合地层条件范围较宽、封堵效果较好等优点。

本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

具体实施方式