用于蒸汽吞吐汽窜井的固化泡沫调剖剂、调剖方法与流程

本发明涉及一种用于蒸汽吞吐汽窜井的固化泡沫调剖剂、调剖方法，属于石油开采。

背景技术：

1、稠油热采油藏经长时间开采后，地层往往形成汽窜通道。蒸汽沿窜流通道窜流至其他生产井，油藏中形成亏空层，使蒸汽的能量无法充分作用于原油，造成无效注汽。为解决窜流问题，需使用化学封堵剂封堵窜流通道。化学封堵剂需要满足以下要求：①成本低，能大剂量使用，填充亏空层；②封堵强度高，能在注汽压力下保持封堵状态；③有效期长，在多次、长时间注汽后依然有效；④耐高温，在注汽温度下有效；⑤初凝时间长，可进行大剂量、长时间施工。

2、氮气泡沫类封堵剂和无机颗粒封堵剂是目前常用的化学封堵剂。其中氮气泡沫调剖施工简单，成本低，封堵体积大，但封堵强度较弱且封堵有效期较短。无机颗粒类封堵剂封堵性能好，有效期长，但主要问题是成本较高，而且剂量大时易导致注入压力过高，难以大剂量施工。将无机颗粒封堵剂和氮气泡沫封堵剂相结合制成固化泡沫，能结合两者的优点。传统固化泡沫类封堵剂的主要问题是，为了增加颗粒悬浮性需要提高体系粘度，这就导致发泡倍数太低(通常小于2.5倍)。使用小粒径、密度低的固化剂可以缓解这一问题，如授权公告号为cn110862809b的中国发明专利公开了一种固体泡沫调剖剂，由以下重量份数的原料组成：10～15份油井水泥，5～10份硫铝酸盐水泥，3～5份脱硫石膏，0.1～0.5份发泡剂，0.1～0.2份悬浮剂，1～3份增强剂，0.1～0.3份缓凝剂；所述悬浮剂选自黄原胶、温轮胶中的一种或两种。该固体泡沫调剖剂有较好的发泡体积和固化强度，但对于热采水平井和多轮次热采井，亏空体积大，调剖封窜难度大，需要高强度、可大剂量使用的调剖剂。该固体泡沫调剖剂中的硫铝酸盐水泥、小粒径油井水泥等成分成本较高，这导致其成本较高；而且其中的聚合物悬浮剂配制时需要高速剪切，现场配制不便。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种低成本的用于蒸汽吞吐汽窜井的固化泡沫调剖剂。

2、本发明还提供了一种蒸汽吞吐汽窜井的调剖方法。

3、为了实现以上目的，本发明的用于蒸汽吞吐汽窜井的固化泡沫调剖剂所采用的技术方案是：

4、用于蒸汽吞吐汽窜井的固化泡沫调剖剂，由水和以下重量份数的原料混合制成：水玻璃10-20份、水泥10-25份、无机固体填料0-15份、流动改性剂0.1-2份、缓凝剂0-0.9份、发泡剂0.2-0.5份；所述水、水玻璃、水泥、无机固体填料、流动改性剂、缓凝剂和发泡剂的总重量份数为100份。

5、本发明的用于蒸汽吞吐汽窜井的固化泡沫调剖剂，水玻璃和水泥在水中混合后，碱金属硅酸盐分子能在水泥颗粒表面吸附聚集，能形成一种胶体网格结构，这种胶体结构能使水泥颗粒在体系中有较好的悬浮性，同时体系粘度不会增加，不影响发泡能力，有较高的发泡倍数。并且由于水玻璃对水泥有促凝作用，固化泡沫调剖剂具有较高的固化强度。本发明的固化泡沫调剖剂以水泥作为固化剂，具有成本较低的优点，并且不使用聚合物类悬浮剂，现场配液简单。

6、本发明的用于蒸汽吞吐气窜井的固化泡沫调剖剂，所使用的泡沫剂能和气体形成较为稳定的泡沫。而泡沫有一定粘度，对颗粒有悬浮能力，不会像常规颗粒调剖剂易沉降，可被气体带入地层深部。在地层封堵体积较大时，采用本发明固化泡沫调剖剂可以大幅度降低调剖成本。

7、进一步地，所述固化泡沫调剖剂由水和以下重量份数的原料混合制成：水玻璃10-20份、水泥10-25份、无机固体填料0-15份、流动改性剂0.3-2份、缓凝剂0-0.9份、发泡剂0.4-0.5份。更进一步地，所述固化泡沫调剖剂由水和以下重量份数的原料混合制成：水玻璃16-20份、水泥25份、流动改性剂0.3-2份、缓凝剂0.4-0.9份、发泡剂0.4-0.5份。

8、水泥作为颗粒固化剂，可以固化使调剖剂具有一定强度，明显提高泡沫稳定性。所述水泥为油井水泥或普通建筑水泥，对粒径无要求。

9、进一步地，所述水玻璃的固含量为35-45％，模数2.1-3.6，例如固含量为37～42％。选择该模数的水玻璃在市场上较为普及、易得，可以同水泥发生反应，形成一种低粘度悬浮性好的调剖体系，并且对水泥的固化反应有促进作用。所述水玻璃优选为钠水玻璃。

10、无机固体填料可以取代部分水泥，进一步降低调剖成本。进一步地，所述无机固体填料为粉煤灰、矿渣粉、石英粉中的一种或任意组合。

11、无机固体填料可以起填充作用，降低材料成本。为提高的无机固体填料的悬浮性，进一步地，所述无机固体填料的d90粒度≤0.1mm。

12、流动改性剂可以避免因水玻璃和水泥混合后快速稠化而无法完成后续配制。进一步地，所述流动改性剂为氢氧化钙、氧化钙、碳酸钙中的一种或任意组合。流动改性剂的加入使得体系不会在短时间内稠化，起到一定缓凝作用，而且其中的钙离子还会参与后续的固化反应，提高后期强度。

13、缓凝剂的加入，可以避免在固化泡沫调剖剂在温度较高时初凝时间短，不能满足注入施工需求。进一步地，所述缓凝剂为磷酸二氢钾、磷酸氢二钠、磷酸氢二铵、焦磷酸钠中的一种或任意组合。上述缓凝剂可以使固化泡沫调剖剂在50℃初凝时间延长至5h以上。

14、发泡剂主要作用是把气体引入体系中，扩大封堵体积。进一步地，所述发泡剂为甜菜碱型表面活性剂、醇醚羧酸盐表面活性剂、十二烷基硫酸钠、α-烯基磺酸钠中的一种或任意组合。本发明的固化泡沫调剖剂虽然主要应用于热采井，但由于蒸汽的注入是在固化泡沫调剖剂固化后，所以发泡剂不需要耐温，只需有较好的发泡性能即可。

15、进一步地，所述缓凝剂和无机固体填料的重量份数不同时为0。使用固体填料取代部分水泥后，初凝时间会延长，可适当减少或不加缓凝剂。

16、本发明的固化泡沫调剖剂的制备方法，包括以下步骤：将水玻璃、流动改性剂、水泥、缓凝剂、无机固体填料加入水中，然后加入发泡剂，混合均匀，即得。本发明的固化泡沫调剖剂现场配制简单，只需常规搅拌罐即可实现，并且原料易采购，价格低，加气后单位封堵体积材料成本可大幅降低。

17、本发明的蒸汽吞吐汽窜井的调剖方法所采用的技术方案为：

18、一种蒸汽吞吐汽窜井的调剖方法，包括以下步骤：向上述的固化泡沫调剖剂中注入气体进行发泡后注入蒸汽吞吐汽窜井或将上述的固化泡沫调剖剂和气体同时注入蒸汽吞吐汽窜井。

19、本发明的蒸汽吞吐汽窜井的调剖方法，采用本发明的固化泡沫调剖剂现场注入易实施，在井口安装简易三通或泡沫发生器即可。

20、进一步地，所述气体与固化泡沫调剖剂的体积之比为(1-4)：1。所述气体为空气或氮气。

技术特征：

1.用于蒸汽吞吐汽窜井的固化泡沫调剖剂，其特征在于：由水和以下重量份数的原料混合制成：水玻璃10-20份、水泥10-25份、无机固体填料0-15份、流动改性剂0.1-2份、缓凝剂0-0.9份、发泡剂0.2-0.5份；所述水、水玻璃、水泥、无机固体填料、流动改性剂、缓凝剂和发泡剂的总重量份数为100份。

2.根据权利要求1所述的用于蒸汽吞吐汽窜井的固化泡沫调剖剂，其特征在于：所述水玻璃的固含量为35-45％，模数2.1-3.6。

3.根据权利要求1所述的用于蒸汽吞吐汽窜井的固化泡沫调剖剂，其特征在于：所述无机固体填料为粉煤灰、矿渣粉、石英粉中的一种或任意组合。

4.根据权利要求1或2或3所述的用于蒸汽吞吐汽窜井的固化泡沫调剖剂，其特征在于：所述无机固体填料的d90粒度≤0.1mm。

5.根据权利要求1或2或3所述的用于蒸汽吞吐汽窜井的固化泡沫调剖剂，其特征在于：所述流动改性剂为氢氧化钙、氧化钙、碳酸钙中的一种或任意组合。

6.根据权利要求1或2或3所述的用于蒸汽吞吐汽窜井的固化泡沫调剖剂，其特征在于：所述缓凝剂为磷酸二氢钾、磷酸氢二钠、磷酸氢二铵、焦磷酸钠中的一种或任意组合。

7.根据权利要求1或2或3所述的用于蒸汽吞吐汽窜井的固化泡沫调剖剂，其特征在于：所述发泡剂为甜菜碱型表面活性剂、醇醚羧酸盐表面活性剂、十二烷基硫酸钠、α-烯基磺酸钠中的一种或任意组合。

8.根据权利要求1或2或3所述的用于蒸汽吞吐汽窜井的固化泡沫调剖剂，其特征在于：所述缓凝剂和无机固体填料的重量份数不同时为0。

9.一种蒸汽吞吐汽窜井的调剖方法，其特征在于：包括以下步骤：向如权利要求1～8中任意一项的固化泡沫调剖剂中注入气体进行发泡后注入蒸汽吞吐汽窜井或将如权利要求1～8中任意一项所述的固化泡沫调剖剂和气体同时注入蒸汽吞吐汽窜井。

10.根据权利要求9所述的蒸汽吞吐汽窜井的调剖方法，其特征在于：所述气体与固化泡沫调剖剂的体积之比为(1-4)：1。

技术总结本发明涉及一种用于蒸汽吞吐汽窜井的固化泡沫调剖剂、调剖方法，属于石油开采技术领域。本发明的固化泡沫调剖剂由水和以下重量份数的原料混合制成：水玻璃10‑20份、水泥10‑25份、无机固体填料0‑15份、流动改性剂0.1‑2份、缓凝剂0‑0.9份、发泡剂0.2‑0.5份；水、水玻璃、水泥、无机固体填料、流动改性剂、缓凝剂和发泡剂的总重量份数为100份。原料中的水玻璃和水泥在水中混合后，碱金属硅酸盐分子能在水泥颗粒表面吸附聚集，能形成一种胶体网格结构，这种胶体结构能使水泥颗粒在体系中有较好的悬浮性，同时体系粘度不会增加，不影响发泡能力，并且固化泡沫调剖剂具有较高的发泡倍数和固化强度。技术研发人员：廖伟,郝春雷,毛为成,耿超,赵楠,崔灿受保护的技术使用者：中国石油化工股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/11