[发明专利]一种硅酸盐堵剂体系及其应用方法

说明书

本发明公开了一种硅酸盐堵剂体系及其应用方法，该硅酸盐堵剂体系包括：引发剂和化学剂水溶液；引发剂为CO₂；以化学剂水溶液的总重量计，化学剂水溶液包括：硅酸盐2‑16wt％，水溶性高分子聚合物0.005‑0.3wt％，橡胶颗粒0.02‑0.5wt％，余量为水；其中，水溶性高分子聚合物为部分水解聚丙烯酰胺、聚乙二醇和黄原胶中的至少一种。本发明通过向化学剂水溶液中添加橡胶颗粒，橡胶颗粒通过架桥、堆积，可使化学剂水溶液在大的裂缝、孔喉处形成的凝胶具有更高的强度、刚性和抗冲刷性；通过添加水溶性高分子聚合物，使得其穿插在硅酸盐凝胶体型结构当中，进而提高凝胶的弹性和强度。

技术领域

本发明属于油田开发技术领域，更具体地，涉及一种硅酸盐堵剂体系及其应用方法。

背景技术

无论是水驱、化学驱、还是CO₂驱技术，不可避免的要面对驱替流体波及效率低的问题。硅酸凝胶的优点在于价廉且能进入地层小空隙，在高温下较稳定。硅酸凝胶的主要缺点是胶凝时间短，而且地层温度越高，它的胶凝时间越短。Lakatos认为硅酸盐油水井处理技术的主要缺点是：凝胶脆且易碎；易脱水收缩；由于脱水收缩，封堵效率随时间而改变；处理液进入深度有限；胶凝时间短；硅酸盐易于形成沉淀而不是凝胶；碱性硅酸盐产生离子交换，与高价金属离子产生沉淀；硅酸盐可改变界面性质，强化了地下胶体化学过程。

1922年，Hill最早提出把水溶性硅酸盐溶液注入地层以提高采收率。过去几十年，水溶性硅酸盐广泛用于油井堵水，水井调剖、抑制气锥等方面。例如：匈牙利从20世纪70年代中期开始广泛研究和现场应用硅酸凝胶堵剂，1980-1981年对Algyo-2油田的西北区进行了先期实验，并于1982年开始使用硅酸类无机堵剂，截止到1987年，共处理了16口油井，处理井含水率大于80％；到1991年共增产原油95000t，平均含水率降低了20％以上，一次处理平均增加5000t，投资回报率大于40％，整个项目的综合效益相当高。中原油田实施水井调剖15井次，平均油压由措施前的18.5MPa上升为18.9MPa，注入量由措施前的98.7m³/d下降为91.2m³/d，对应21口油井中15口见效，平均单井日产油从4.1t上升为5.7t，综合含水从92.5％下降到90.1％，累计增油2906t。冀东油田开展了3口井的堵水作业，措施效果明显，累计增油4290t，累计降水14800m³。G34-23井注入堵剂20m³后试压合格，含水下降3％，累计增油520t，降水2100m³；G56-20-1井注入堵剂25m³后，累计增油1760t，降水4200m³；G108-7井注入堵剂15m³后，累计增油2010t，降水8500m³。Vinot总结了水溶性硅酸盐没能得到更广泛应用的4个原因，他认为对油藏条件下硅酸盐胶凝机理理解不够导致。

目前，硅酸凝胶的应用主要存在的问题是：生成的凝胶的封堵强度和刚性不够，难以满足大孔道封堵要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种硅酸盐堵剂体系，使得生成的硅酸盐凝胶具有良好的封堵强度和刚性，能够满足孔道封堵要求；进而提高驱替流体的波及效率，提高原油采收率。

为了实现上述目的，本发明的一方面提供一种硅酸盐堵剂体系，该硅酸盐堵剂体系包括：引发剂和化学剂水溶液；

所述引发剂为CO₂；

以化学剂水溶液的总重量计，所述化学剂水溶液包括：硅酸盐2-16wt％，水溶性高分子聚合物0.005-0.3wt％，橡胶颗粒0.02-0.5wt％，余量为水；其中，所述水溶性高分子聚合物为部分水解聚丙烯酰胺、聚乙二醇和黄原胶中的至少一种。

本发明的另一方面提供上述硅酸盐堵剂体系的应用方法，该应用方法包括：