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CN110643337A - 解除注聚区筛管防砂井近井地带聚合物堵塞的降解剂及其制备方法和应用 - Google Patents

解除注聚区筛管防砂井近井地带聚合物堵塞的降解剂及其制备方法和应用 Download PDF

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CN110643337A CN201910876065.5A CN201910876065A CN110643337A CN 110643337 A CN110643337 A CN 110643337A CN 201910876065 A CN201910876065 A CN 201910876065A CN 110643337 A CN110643337 A CN 110643337A
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曹庆平
刘伟
廖兴松
王超
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崔臣滨
孙涛
于静
朱英斌
宋志勇
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Abstract

本发明属于油田采油技术领域，具体涉及一种解除注聚区筛管防砂井近井地带聚合物堵塞的降解剂及其制备方法和应用。降解剂包括降解剂Ⅰ：清水90‑100份、具有清洗作用的表面活性剂组合0.71‑1.16份、稳定剂0.12‑0.26份、防膨剂1‑2份；降解剂Ⅱ：清水90‑100份、防膨剂1‑1.5份、PH值调节剂0.05‑0.08份、引发剂0.12‑3.12份。本申请提供一种采用反挤式施工方法的解除疏松砂岩油藏注聚区筛管防砂井近井地带堵塞的降解剂，解除注聚区受益出砂油井采用割缝筛管(或绕丝筛管等)防砂井近井地带聚合物堵塞问题。

Description

解除注聚区筛管防砂井近井地带聚合物堵塞的降解剂及其制 备方法和应用
技术领域
本发明属于油田采油技术领域，具体涉及一种解除注聚区筛管防砂井近井地带聚合物堵塞的降解剂及其制备方法和应用。
背景技术
随着二次开发、三次采油的不断深入，注聚规模不断加大，现场主要采用聚丙烯酰胺驱油技术，基本上使用的均为聚丙烯酰胺(PAM)或部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)。同时，注聚与出砂矛盾日益突出，聚合物的强携砂能力加剧了地层出砂，致使油井必须解堵防砂后才能正常生产，因此注聚区受益油井的防砂成功与否直接关系着注聚区的开发效果。
目前，注聚区油井防砂工艺多以机械防砂为主，每年约占总防砂工作量的85％以上。该防砂方法属于压裂充填范畴，能改造地层、具有增产作用，可满足不同井况施工要求。其工作原理是对地层进行预处理后，进行大砂量、高砂比挤压填砂，井筒内采用割缝管(或绕丝筛管)挡砂，形成多道防线，防止出砂；具有处理半径大、充填效率高、填砂密实、能恢复地层应力稳定地层、能分解近井带液流减轻液流正冲击炮眼等特点。此防砂方法在常规出砂油井上具有一定的施工规模，但在注聚区油井出砂治理方面存在以下问题。
其一，由于注聚区油藏大部分属易出砂的疏松砂岩油藏，油井注入带有一定粘度的聚合物后，产出液粘度增大、携砂能力强，造成地层出砂加剧，导致油井防砂有效期缩短。统计注聚后油井防砂平均有效期比注聚前缩短了62天。
其二，与常规水驱相比，聚合物溶液携带的地层砂比常规水驱多，使在常规水驱条件下可以随产出液排出的地层细粉砂无法排出井筒，结果导致地层中的细粉砂进入了防砂充填层之间的缝隙中，从而使大分子聚丙烯酰胺通过化学吸附、机械捕集滞留在防砂层中狭小的缝隙中，造成防砂层过流面积减小，液流阻力大大增加，加重了防砂过滤层的堵塞，储层渗透率降低，致使部分油井产液量大幅下降，影响了注聚区的开采效果。统计2013-2015年注聚受益井防砂43井次，其中液量下降的有7井次，占注聚受益井防砂工作量的16％。如西XX井：该井防砂目的层下部有同层位的弱水淹层，为避免高含水，限制了施工规模，于2014年12月挤压砾石充填防砂作业。该井防前日产液18.77m3、日产油3.41t，防后初期日产液9.65m3、日产油3.42t，47天后降至日产液3.7m3、日产油1.9t，2015年4月补上层合防生产。
因此，研究一种能够解除疏松砂岩油藏注聚区筛管防砂井近井地带聚合物堵塞，从而提高注聚开采的综合效果。
发明内容
本发明的目的在于提供一种解除注聚区筛管防砂井近井地带聚合物堵塞的降解剂及其制备方法和应用。
本发明为实现上述目的，采用以下技术方案：
一种解除注聚区筛管防砂井近井地带聚合物堵塞的降解剂，包括下述质量份组分:
降解剂Ⅰ：清水90-100份、具有清洗作用的表面活性剂组合0.71-1.16份、稳定剂0.12-0.26份、防膨剂1-2份；
降解剂Ⅱ：清水90-100份、防膨剂1-1.5份、PH值调节剂0.05-0.08份、引发剂0.12-3.12份。
所述的表面活性剂组合包括下述组分：混苯0.45-0.63份、OP-10 0.21-0.42份、以及乙二醇单丁醚0.05-0.11份。
所述的稳定剂为烷基醇酰胺；所述的防膨剂为氯化钾；所述的PH值调节剂为盐酸；所述的引发剂为过硫酸铵0.12-0.25份和/或七水合硫酸亚铁1.06-3.12份。
本申请还包括一种所述的解除注聚区筛管防砂井近井地带聚合物堵塞的降解剂的制备方法，包括下述步骤：
1)降解剂I的制备：首先在配制前，将储液罐与泵车通过管线进行连接，建立好循环系统，使储液罐中清水充分循环，并在泵车加料漏斗中缓慢加入表面活性剂组合，搅拌均匀后加入稳定剂，充分循环；同时加入防膨剂，循环；即可得到降解剂Ⅰ；
3)降解剂II的制备：清水罐中缓慢加入pH调节剂，循环均匀，依次加入防膨剂，充分循环，然后均匀加入引发剂，充分循环，即可配成成品降解剂II；
其中，所述的降解剂Ⅰ溶解速度为0.005-0.007g.min-1，可有效发挥药剂协同作用溶解砂岩表面上粘附的原油，提高体系对砂岩表面原油的渗透和分散作用，清洗能力可达90％。
所述的降解剂II可对近井地带、地层深处聚合物进行降解，降粘率可达90％以上，能够满足现场解堵降粘需求。
本申请还包括一种所述的解除注聚区筛管防砂井近井地带聚合物堵塞的降解剂的应用，包括下述步骤：
a.连接地面施工管线试压：地面施工管线由泵车连接至井口套管阀门，关闭油管阀门，用泵车对地面施工管线打压，控制泵压≤15MPa，稳压5min内泵车压力下降小于0.5MPa为合格，施工采用套管挤入方法，两台700型泵车，施工中控制泵压≤15MPa；
b.套管替出井筒处理液：打开油管阀门用井筒处理液反替出油套管环空液体，待油管出口返液后关闭油管阀门，井筒处理液用量为注聚区筛管防砂井生产管柱深度的油套管环空体积；
c.套管挤入井筒处理液：降低表(界)面张力可提高施工效果，泵入量为井筒内Φ73mm油管容积的三分之一；
d.套管挤入地层预处理液：泵入量为射孔井段每米油层1.5-3方计算，达到保护油层作用；
e.套管挤入清水隔离：泵入量为1-1.5方；
f.套管挤入降解剂Ⅰ：泵入量为射孔井段每米油层3-4方，可有效溶解井筒及砂岩表面上粘附的原油；
g.套管挤入清水隔离：泵入量为1-1.5方；
h.套管挤入降解剂Ⅱ：泵入量为射孔井段每米油层3-4方，有效解除注聚区筛管防砂井近井地带的聚合物堵塞；
i.套管挤入清水顶替：泵入量为油套环空体积与防砂筛管管柱Φ73mm的容积之和；
j.关井反应30min，施工完毕。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
通常聚合物驱所用聚丙烯酰胺(PAM)，其主链为C-C键，侧链为酰胺键或羧基，结构比较稳定不易降解。同时，注聚区砂岩表面的原油中含有大量的烷烃、芳烃、胶质及沥青质等，因此本申请中创造性的采用表面活性剂组合，包括混苯、OP-10、乙二醇单丁醚及烷基醇酰胺，最大程度地发挥各种药剂协同作用,提高溶剂溶解沥青质的能力,还可起到体系对砂岩表面原油的渗透和分散等作用；同时引发剂的加入，反应活化能较低，在酸性环境中，可在较低温度下引发降解，并有较快的降解速率。该体系为水溶性的，对聚丙烯酰胺溶液降解程度高。
本申请提供一种采用反挤式施工方法的解除疏松砂岩油藏注聚区筛管防砂井近井地带堵塞的降解剂，解除注聚区受益出砂油井采用割缝筛管(或绕丝筛管等)防砂井近井地带聚合物堵塞问题；该降解剂为水溶性，可在较低温度引发降解，与地层配伍性好；降解剂体系对地层伤害小，且具有良好的油层保护特性，其岩心渗透率保持在88％以上，可提高注聚开发效果，延长防砂有效期。本发明在大港油田应用15口井，防砂成功率100％，单井防砂有效期已达2年以上。
附图说明：
图1为本发明实施例3中降解剂降解后聚合物溶液的表观图；
图2为本发明实施例3中现场抽油井采油生产曲线。
具体实施方式
为了使本技术领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合最佳实施例对本发明作进一步的详细说明。
原料：混苯(淄博东通化工有限公司)；OP-10(江苏海安石油化工厂)；乙二醇单丁醚(天津市广远国际贸易有限公司)；烷基醇酰胺(潍坊翔宇化工有限公司)；过硫酸铵(济南国贸化工有限公司)；七水合硫酸亚铁(济南仁源化工有限公司)；氯化钾(纯度：90％以上)；盐酸(含量：36-38％)。
1、降解剂体系的制备及性能：
实施例1：
1)降解剂I的制备：首先在配制前，将储液罐与泵车通过管线进行连接，建立好循环系统，使储液罐中清水10吨充分循环，并在泵车加料漏斗中缓慢加入表面活性剂组合混苯0.063吨、OP-10 0.042吨、乙二醇单丁醚0.011吨，搅拌均匀后加入烷基醇酰胺0.026吨、充分循环15-20分钟；再均匀加入氯化钾0.2吨，循环10-15分钟；即可得到降解剂Ⅰ；其清洗原油性能测试结果见表1。
表1
溶解速度，g.min<sup>-1</sup> 0.006
清洗能力，％ 96
聚合物浓度,ppm 2000
2)降解剂II的制备：清水罐中清水10吨，缓慢加入0.008吨盐酸，循环均匀，依次加入氯化钾0.15吨，循环10-15分钟，加入引发剂过硫酸铵0.025吨和七水合硫酸亚铁0.312吨，充分循环15-20分钟，即可配成成品降解剂II；其降粘性能测试结果见表2。
表2
反应时间 1h 2h 4h 8h 12h 16h
Φ600粘度 1.6 1.6 1.5 1.5 1.4 1.4
降粘率(％) 91.1 91.1 91.7 91.7 92.3 92.3
实施例2：
1)降解剂I的制备：首先在配制前，将储液罐与泵车通过管线进行连接，建立好循环系统，使储液罐中清水9吨充分循环，并在泵车加料漏斗中缓慢加入混苯0.045吨、OP-100.021吨、乙二醇单丁醚0.005吨，搅拌均匀后加入烷基醇酰胺0.012吨，充分循环15-20分钟；再均匀加入氯化钾0.1吨，循环10-15分钟；即可得到降解剂Ⅰ；其清洗原油性能测试结果见表3；
表3
溶解速度，g.min<sup>-1</sup> 0.005
清洗能力，％ 95
聚合物浓度,ppm 2000
2)降解剂II的制备：清水罐中清水9吨，缓慢加入0.005吨盐酸，循环均匀，依次加入氯化钾0.1吨，循环10-15分钟，加入引发剂过硫酸铵0.012吨、七水合硫酸亚铁0.106吨，充分循环15-20分钟，即可配成成品降解剂II；其降粘性能测试结果见表4；
表4
反应时间 1h 2h 4h 8h 12h 16h
Φ600粘度 1.6 1.6 1.5 1.5 1.4 1.4
降粘率(％) 91.3 91.3 92.0 92.0 92.6 92.6
实施例3：
1)降解剂I的制备：首先在配制前，将储液罐与泵车通过管线进行连接，建立好循环系统，使储液罐中清水9.5吨充分循环，并在泵车加料漏斗中缓慢加入混苯0.05吨、OP-100.03吨、乙二醇单丁醚0.08吨，搅拌均匀后加入烷基醇酰胺0.02吨、充分循环15-20分钟；再均匀加入氯化钾0.15吨，循环10-15分钟；即可得到降解剂Ⅰ；其清洗原油性能测试结果见表5；
表5
Figure BDA0002204323080000061
2)降解剂II的制备：清水罐中清水9.5吨，缓慢加入0.0065吨盐酸，循环均匀，依次加入氯化钾0.125吨，循环10-15分钟，加入引发剂过硫酸铵0.02吨再加入七水合硫酸亚铁0.2吨，充分循环15-20分钟，即可配成成品降解剂II；
其降粘性能测试结果见表6：
表6
反应时间 1h 2h 4h 8h 12h 16h
Φ600粘度 1.6 1.6 1.5 1.5 1.4 1.4
降粘率(％) 91.2 91.2 91.8 91.8 92.5 92.5
2、本发明所研究的降解剂体系为水溶性的，可在较低温度引发降解，与地层配伍性好。将室内配制2000ppm浓度的聚合物溶液和实施例3的降解剂分别用自来水和地层水进行配制并实验，测定Φ600粘度进行对比(初始粘度均为18mPa.s)，表7示出本发明降解剂配伍性能；
表7
项目 自来水配制 地层水配制
Φ600粘度，mPa.S 1.5 1.6
降粘率η,％ 91.7％ 91.1％
3、本发明所研究的实施例3的降解剂对地层伤害小，且具有良好的油层保护特性，其岩心渗透率保持在88％以上。表8示出本发明降解剂岩心伤害性能；
表8
项目 1 2 3
原始渗透率，U㎡ 0.92 5.0 20.1
恢复渗透率，U㎡ 0.83 4.6 17.9
伤害率，％ 10％ 8％ 11％
4、现场应用：
大港油田港西一口抽油井，属于疏松砂岩油藏注聚区筛管防砂井。该井再降解前由于近井地带堵塞，油井产量呈现下降，日产液量仅为1.24m3，日产油量仅为0.4t，地层含水70.82％。
(1)现场施工及步骤：
a.地面施工管线试压：地面施工管线由泵车连接至井口套管阀门，关闭油管阀门，用泵车对地面施工管线打压，控制泵压≤15MPa，稳压5min内泵车压力下降小于0.5MPa为合格，施工采用套管挤入方法，两台700型泵车，施工中控制泵压≤15MPa。
b.套管反替出井筒处理液：打开油管阀门用井筒处理液反替出油套管环空液体，处理液用量为7m3。
c.套管挤入井筒处理液：关闭油管阀门，泵入量为井筒内Φ73mm油管容积的三分之一，用量为3m3。
d.套管挤入地层预处理液：泵入量为20m3。
e.套管挤入清水：用量为1m3。
f.套管挤入实施例3的降解剂Ⅰ：设计为射孔井段每米油层3-4方，液量为30m3。
g.套管挤入清水：用量为1m3。
h.套管挤入实施例3的降解剂Ⅱ：设计为射孔井段每米油层3-4方，用量为20m3。
i.套管挤入清水顶替：液量为15m3。
j.关井反应30min，施工完毕。
(2)表9示出施工泵注程序施工参数：
表9
Figure BDA0002204323080000071
Figure BDA0002204323080000081
(3)降解效果
作业后该井已正常生产365天，日产液量33.41m3，日产油量9.75t。至2017年12月31日，已累计恢复产油3033t，累计增产原油2830t。
图2示出现场抽油井采油生产曲线。
其它疏松砂岩筛管防砂井近井地带聚合物堵塞井降解后效果统计见下表10：
表10
Figure BDA0002204323080000082
通过上述实验数据可以见：本发明的油气田套管反挤式降解剂通过在疏松砂岩注聚区筛管防砂井近井地带聚合物堵塞井施工，能够有效的对筛管防砂井近井地带聚合物堵塞进行降解处理，通过该工艺处理后具有降解效果好、后期生产稳定的特点。
以上内容仅为本发明的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (7)

1.一种解除注聚区筛管防砂井近井地带聚合物堵塞的降解剂，其特征在于：包括下述质量份组分:
降解剂Ⅰ：清水90-100份、具有清洗作用的表面活性剂组合0.71-1.16份、稳定剂0.12-0.26份、防膨剂1-2份；
降解剂Ⅱ：清水90-100份、防膨剂1-1.5份、PH值调节剂0.05-0.08份、引发剂0.12-3.12份。
2.根据权利要求1所述的解除注聚区筛管防砂井近井地带聚合物堵塞的降解剂，其特征在于，所述的表面活性剂组合包括下述组分：混苯0.45-0.63份、OP-10 0.21-0.42份、以及乙二醇单丁醚0.05-0.11份。
3.根据权利要求1所述的解除注聚区筛管防砂井近井地带聚合物堵塞的降解剂，其特征在于，所述的稳定剂为烷基醇酰胺；所述的防膨剂为氯化钾；所述的PH值调节剂为盐酸；所述的引发剂为过硫酸铵0.12-0.25份和/或七水合硫酸亚铁1.06-3.12份。
4.一种权利要求1-3所述的解除注聚区筛管防砂井近井地带聚合物堵塞的降解剂的制备方法，其特征在于，包括下述步骤：
1)降解剂I的制备：首先在配制前，将储液罐与泵车通过管线进行连接，建立好循环系统，使储液罐中清水充分循环，并在泵车加料漏斗中缓慢加入表面活性剂组合，搅拌均匀后加入稳定剂，充分循环；同时加入防膨剂，循环；即可得到降解剂Ⅰ；
3)降解剂II的制备：清水罐中缓慢加入pH调节剂，循环均匀，依次加入防膨剂，充分循环，然后均匀加入引发剂，充分循环，即可配成成品降解剂II。
5.根据权利要求4所述的解除注聚区筛管防砂井近井地带聚合物堵塞的降解剂的制备方法，其特征在于，所述的降解剂Ⅰ溶解速度为0.005-0.007g.min-1，可有效发挥药剂协同作用溶解砂岩表面上粘附的原油，提高体系对砂岩表面原油的渗透和分散作用，清洗能力可达90％。
6.根据权利要求4所述的解除注聚区筛管防砂井近井地带聚合物堵塞的降解剂的制备方法，其特征在于，所述的降解剂II可对近井地带、地层深处聚合物进行降解，降粘率可达90％以上，能够满足现场解堵降粘需求。
7.一种权利要求1-3任一项所述的解除注聚区筛管防砂井近井地带聚合物堵塞的降解剂的应用，其特征在于，包括下述步骤：
a.连接地面施工管线试压：地面施工管线由泵车连接至井口套管阀门，关闭油管阀门，用泵车对地面施工管线打压，控制泵压≤15MPa，稳压5min内泵车压力下降小于0.5MPa为合格，施工采用套管挤入方法，两台700型泵车，施工中控制泵压≤15MPa；
b.套管替出井筒处理液：打开油管阀门用井筒处理液反替出油套管环空液体，待油管出口返液后关闭油管阀门，井筒处理液用量为注聚区筛管防砂井生产管柱深度的油套管环空体积；
c.套管挤入井筒处理液：降低表(界)面张力可提高施工效果，泵入量为井筒内Φ73mm油管容积的三分之一；
d.套管挤入地层预处理液：泵入量为射孔井段每米油层1.5-3方计算，达到保护油层作用；
e.套管挤入清水隔离：泵入量为1-1.5方；
f.套管挤入降解剂Ⅰ：泵入量为射孔井段每米油层3-4方，可有效溶解井筒及砂岩表面上粘附的原油；
g.套管挤入清水隔离：泵入量为1-1.5方；
h.套管挤入降解剂Ⅱ：泵入量为射孔井段每米油层3-4方，有效解除注聚区筛管防砂井近井地带的聚合物堵塞；
i.套管挤入清水顶替：泵入量为油套环空体积与防砂筛管管柱Φ73mm的容积之和；
j.关井反应30min，施工完毕。
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