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104期一码中特:新型聚丙烯酰胺?胶乳作为堵水剂的性能及特点

作者:巩义市力源供水材料有限公司 来源:原创 日期:2018/1/2 10:55:42 人气:207

一码中特014期 www.8q21k.cn

    目前我国部分油田已进入中后期注水开发,采出液中含油20%-30%,含水70%-80%。油田进入高含水采油,成本不断增加,因此把油井的高含水及水淹的主产液层进行封堵,解放低含水层,提高油井产能,以及油井封堵大孔道和注水井调剖,是当前我国采油工艺中面临的重大课题。

    一、油田化学堵水、调剖概况

    60年代,国内外已经开始了油井堵水和注水井调剖的开发工作。目前我国化学堵水、调剖剂品种繁多。无机类化学堵水、调剖剂,因为使用有效期短或产生后效应,如污染地层等副作用,施工工艺复杂,作业时间长,适应面窄而受到限制。有机类发展较快,选择性化学堵剂处理地层后,使地层只降水而不降油或主要降水而不太降低油产量,非选择性堵剂本身在油水层作用相同,对地层孔隙均有堵塞或防止液体产出的作用。尤其是选择性堵水剂,由于其施工工艺简单,作业时间短,适应性强,已受到高度的重视。

    选择性堵水材料中,聚丙烯酰胺(PAM)及其水解体(HPAM)对油和水有明显的选择性,降低油的渗透率不超过10%,而降低水的渗透率可超过90%。试验证明,在多孔介质中,HPAM可使油的渗透率降低8%-16%,而对水的渗透率能降低60%-90%。因此,HPAM是一种优良的选择性堵水剂(或作调剖剂),国内外均已取得较好的效果。目前我国各油田所使用的PAM及HPAM水凝胶浓度只有8%-10%,含水量很大,包装运输极不经济,由于生产方法的问题,使产品中凝胶含量较高,溶解性很差,溶解过程中强力搅拌,导致分子量降低,使用中很不方便,严重影响了使用效果。固体粉剂产品,分子量分布宽,残余单体含量高(100-500ppm),溶解时间较长,溶解不完全,有不溶小团粒,注入地层后,常出现降低地层渗透率的现象,并受到施工气温限制,给现场使用带来困难。此外,我国长期采用以上两种剂型配制的堵水、调剖剂,处理解决一般裂缝出水问题,封堵强度和耐热稳定性也不够理想,对于大缝、大洞严重漏失井还不能适应,因而未能大面积推广。

    二、胶乳型聚丙烯酞胺特点

    为了解决国内油田化学堵水、调剖中存在的问题,天津大学开发了W/O型聚丙烯酰胺高浓度胶乳。该产品是水溶性单体丙烯酰胺(AM)及其衍生物,采用HLB值3一6的非离子型低分子或高分子乳化剂,在W/0型乳液体系中进行反相乳液聚合制成。产品是被水溶胀着的聚合物粒子(粒径在80-1000nm)在油相中的胶体分散体,对水和油有很高的选择性。它还具有分子量分布窄,分子量高(100-1000万),残余单体含量少(<3Ppm),易控制水解度,溶解速度快(<3min),放置稳定性好,机械稳定性好和冻融稳定性好等特点。而且该产品堵水、调剖效率高,耐热稳定性好(<150℃),堵后有效期长,药剂无毒,无刺激性,货源广,成本较低,现场施工安全、可靠,操作简便,可随用随配,减少了原材料的浪费。因此,它是一种值得推广的油田化学堵水、调剖剂。

    三、胶乳堵水(或调剖)剂的制备及特性

    以PAM(或HPAM)为主体配制的堵水、调剖剂,都可以用胶乳代替,效果都比较明显。天津大学还开发了以新型一码中特014期胶乳为主体制得的互穿聚合物网络型(IPN)堵水剂,它是胶乳与另一水溶性高聚物(或两种以上)经过两组份分别和同时全交联,形成互穿聚合物网络结构进行堵水,其性能有以下特点:

    (1)适应于封堵裂缝型孔隙、缝洞发育段较多、油藏的剩余厚度较大的油井,在碳酸盐岩地层中,阴离子PAM胶乳比非离子PAM胶乳更有效。经封堵后的油井有效期半年以上,不污染地层,无副作用。

    (2)堵剂挤入油井中能将裂缝或高吸水部位部分或全部堵死,堵后强度大,在10MPa下不反吐。

    (3)对从小缝小洞到大缝大洞,通过调整胶乳品种和堵剂其它组份,可以获得性能不同的强度高、韧性好的互穿聚合物网络型结构堵水剂。

    (4)堵剂遇油体积收缩,遇水体积呈几十倍膨胀,对油和水有很好的选择性。

    (5)堵剂在室温下放置半年以上不会交联,130℃以下交联时间在4小时以上,还可以延缓交联时间。

    (6)堵剂耐热稳定性好,可耐高温,在150℃以下

    (7)堵剂无毒性、无刺激性,使用中十分安全、可靠。

    (8)配制和施工工艺简单,不受季节气温和水质的影响,便于自动化操作。

    (9)通过调整堵剂结构,控制体系粘度和交联时间,采取分段注入,可使堵剂渗透半径加大,延长有效期。

    (10)可堵、可解,不损害地层。

    总之,实际应用中可根据情况,选用不同品种的聚合物和交联剂、填料和其他助剂,调整互穿聚合物网络的交联密度,调节性能,以适应不同地质结构的需要。

    四、胶乳型堵水剂性能

    两种或两种以上聚合物从线型链到稠密交联的网络,受许多因素影响。为适应不同地质结构,需调节堵剂性能,掌握影响堵剂结构性能非常重要。

    1.W/O型胶乳分子量

    实验证明,随着胶乳分子量的增加,堵剂的凝胶粘度增大。对于堵水(或调剖),胶乳分子量多大为好,要根据地质条件而定。对于灰岩,以600万左右为好;对致密的岩层,分子量约400万,对较疏松岩层,分子量700万左右为好。胶乳的质量直接影响堵剂的结构性能,必须加以重视。

    2.W/O型胶乳浓度

    堵剂中如果增加胶乳的浓度,凝胶粘度也会增大,当胶乳浓度大于1%以上时,凝胶粘度增加很大,不易输送,也不经济,所以浓度应控制在1%以下。

    3.W/0型胶乳水解度

    随着胶乳水解度的增大,交联时间延长,而凝胶粘度下降。因为胶乳中可进行交联反应的主要是酰胺基,水解度越高,反应的酰胺基团越少,反应的键合程度降低,反应速度减慢。实验证明,水解度应控制在20%以下。

    4.交联剂

    交联剂的种类和用量对堵剂性能有一定的影响,可以根据地层渗透率的大小,以及对封堵深度和渗透半径的要求,合理选用交联剂品种和用量。

     5.填料

    为调整地层渗透率和增加封堵强度,可以添加不同种类的填料(填充物),如石棉粉、碳酸钙粉、皂土、膨润土、水泥、高岭土、木质素废渣、漂珠、废塑料球等。

    6.W/O型胶乳的配位性

    胶乳与很多水溶性高聚物有很好的配位性,可以制得不同性能的互穿聚合物网络,这样就扩大了它的应用范围。胶乳对地层水没有严格的要求,一般说来,多价离子如钙、镁能使阴离子型聚合物交联,如离子浓度低于750ppm时,对阴离子影响较小。非离子型胶乳和这些离子一般都能配位。

    五、W/0型胶乳堵水剂的应用

    胶乳型堵水剂在华北油田裂缝性碳酸盐岩底水油藏施工,使用成功率为100%。例如,一个井深3226.62米,生产井段3109.75一3216.68米,日产水143米3,产油28吨,含水率83.4%,堵水后,日产水34-38米3,产油80-90吨,含水率30%,10天后含水率继续降至25%。该井堵水后已累积增油3000多吨,累积减水36万米3,仍处于有效期。

    堵水后的油井,一般10-30天即可收回成本。由此可见,用W/O型胶乳堵水剂堵水后,对降水、增油、稳产效果显著,有效期长,强度大,应用效果很好,应该进一步推广应用。


    标签:堵水剂
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