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CN108822816A - 一种疏松砂岩用可酸溶凝胶堵漏剂及其制备方法 - Google Patents

一种疏松砂岩用可酸溶凝胶堵漏剂及其制备方法 Download PDF

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CN108822816A CN201810662240.6A CN201810662240A CN108822816A CN 108822816 A CN108822816 A CN 108822816A CN 201810662240 A CN201810662240 A CN 201810662240A CN 108822816 A CN108822816 A CN 108822816A
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张洁
张坤
文飞
杨贺卫
龙涛
方景良
王双威
王信
刘强
李晓涵
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CNPC Bohai Drilling Engineering Co Ltd
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Abstract

本发明公开了一种疏松砂岩用高强度可酸溶凝胶堵漏剂及其制备方法，该堵漏剂由组分一、组分二、组分三和组分四组成，组分一由以下质量分数的原料组成10份‑15份丙烯酰胺、3份‑5份改性丙烯酰胺、3份‑5份改性丙烯酸羟乙酯、75份‑84份水组成；组分二由3份‑5份膨润土、95份‑97份水组成；组分三由0.05份‑0.2份水溶性缓释胶囊交联剂、0.3份‑0.5份水溶性缓释胶囊固化剂、99.3份‑99.65份水组成；组分四为3份‑5份酸催化胶囊破胶剂、0.3份‑0.5份表面活性剂和96.7份‑94.5份水组成，通过控制酸化溶解酸溶性囊衣释放破胶剂，实现破胶，解除堵漏剂对储层渗流通道的封堵。

Description

一种疏松砂岩用可酸溶凝胶堵漏剂及其制备方法
技术领域
本发明属于油气田钻井领域，尤其涉及可酸溶凝胶堵漏剂及其制备方法。
背景技术
漏失复杂是钻完井过程中主要的钻井复杂之一，频繁发生漏失复杂会导致复杂时效升高、钻井周期延长、钻井成本增加。特别的，储层段频繁漏失，还会引发严重的储层损害，影响储层产能。目前在国际范围内堵漏难度大仍是制约油藏高效开发的一个瓶颈，特别是储层段漏失，现有堵漏技术很难兼顾高效堵漏和储层保护。疏松砂岩储层的渗透率通常可以达到5达西，最高可达几十达西，储层孔喉分布宽。钻井过程中，常规的可溶解颗粒类堵漏剂难以高效封堵此类地层，导致堵漏成功率低，储层段钻井时间长，影响储层的产能。因此，亟需开发适用于疏松砂岩的堵漏剂，提高堵漏成功率，降低漏失损失。
发明内容
针对上述问题，本发明提供一种疏松砂岩用可酸溶凝胶堵漏剂及其制备方法，该可酸溶凝胶堵漏剂具有地表流动性好、交联时间可控、成胶后粘度大驻留能力强、强度高，能够有效提高储层承压能力，可以酸化破胶破胶后粘度低易返排的特点。从而减少漏失复杂的处理时间，降低漏失及堵漏对储层造成的损害，有利于缩短钻井周期，发现油气层及大幅度提高采收率。
本发明通过以下技术方案实现：
一种疏松砂岩用可酸溶凝胶堵漏剂，由以下四种组分按1:1:1:1体积比组成：
组分一按质量份由10份-15份丙烯酰胺、3份-5份改性丙烯酰胺、3份-5份改性丙烯酸羟乙酯、75份-84份水组成；
组分二按质量份由3份-5份膨润土、95份-97份水组成；
组分三按质量份由0.05份-0.2份水溶性缓释胶囊交联剂、0.3份-0.5份水溶性缓释胶囊固化剂、99.3份-99.65份水组成；
组分四按质量份由3份-5份酸催化胶囊破胶剂、0.3份-0.5份表面活性剂和96.7份-94.5份水组成。
所述改性丙烯酰胺为N-羟甲基丙烯酰胺，N-羟乙基丙烯酰胺，次甲基双丙烯酰胺，双丙酮丙烯酰胺中的一种或几种的共混物。
所述改性丙烯酸羟乙酯为甲基丙烯酸羟乙酯，甲基丙烯酸乙酰乙酸乙酯中的一种或多种的共混物。
所述表面活性剂包含但不限于壬基酚聚氧乙烯硅醚、二甲基二乙氧基硅烷-乙烯基三乙氧基硅烷共聚物、十二烷基醇醚硫酸铵、烷基酚聚氧乙烯醚、月桂醇聚醚硫酸酯铵。
所述水溶性缓释胶囊固化剂囊芯为四气邻苯二甲酸酐、六氢邻苯二甲酸酐、三亚乙基四胺中的一种或几种的共混物。
所述水溶性缓释胶囊固化剂囊衣的主要成分为聚偏二氯乙烯共聚物，甲基纤维素，乙基纤维素中的一种。
所述酸催化胶囊破胶剂囊芯为过硫酸钾、过硫酸铵、过氧化甲酸中的一种。
所述水溶性缓释胶囊交联剂囊芯为2,5-二甲基-2,5二叔丁基过氧化己烷、氧化氢二异丙苯、过氧化二异丙苯、氧化锌中的一种或或多种的共混物。
所述水溶性缓释胶囊交联剂、酸催化胶囊破胶剂的囊衣为壳聚糖类，聚乳酸纤维类中的一种或两种的混合物。
本发明疏松砂岩用可酸溶凝胶堵漏剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)依次分别配制组份一、组份二、组份三、组份四水溶液；
(2)将组分一、组分二、组分三、组分四以1:1:1:1的体积比例混拌均匀即可。
本发明的有益效果为疏松砂岩用高强度可酸溶凝胶堵漏剂可通过缓释胶囊控制成胶时间，可精确的将成胶时间控制在5-60min，从而实现对堵漏浆在地层成胶深度的控制，提高堵漏精度，降低堵漏浆在井筒或环空成胶的风险；成胶后形成的胶塞韧性强，10MPA压力下不破碎，不流动，能够很好的驻留在漏失通道中，提高堵漏的成功率；形成的凝胶可酸化解堵，解堵后粘度＜20mPa.s，易返排，降低对储层造成的损害。
具体实施方式
实施例1
首先称取10份丙烯酰胺溶于84份的水中，搅拌均匀后加入3份的双丙酮丙烯酰胺，搅拌均匀后加入3份甲基丙烯酸乙酰乙酸乙酯，在转速为5000转/min条件下搅拌10min，使分散均匀，形成组分一。
在97份的水中，加入3份的膨润土，在转速为2000转/min条件下搅拌30min，使分散均匀，静置消泡，形成组分二。
在99.65份的水中一次加入0.05份水溶性缓释胶囊交联剂(囊芯为过氧化氢二异丙苯，囊衣为壳聚糖)和0.3份水溶性缓释胶囊固化剂(囊芯为六氢邻苯二甲酸酐，囊衣为聚偏二氯乙烯共聚物)，在转速为2000转/min条件下搅拌20min，使分散均匀，形成组分三。
在96.7份的水中加入首先加入0.3份的壬基酚聚氧乙烯硅醚，在500转/min条件下搅拌5min，然后加入3份酸催化胶囊破胶剂(囊芯为过氧化甲酸，囊衣为聚乳酸纤维)，在转速为2000转/min条件下搅拌20min，使分散均匀，形成组分四。
将组分一、组分二、组分三和组分四1:1:1:1的比例混合。混合是现将组分二加入组分一种，在转速为2000转/min条件下搅拌30min，然后将组分三加入组分一和组分二混合后的溶液中，在转速为2000转/min条件下搅拌5min，然后加入组分四，在转速为500转/min条件下搅拌10min，完成疏松砂岩用高强度可酸溶凝胶堵漏剂的配制。
实施例2
首先称取12份丙烯酰胺溶于80份的水中，搅拌均匀后加入4份的N-羟乙基丙烯酰胺，搅拌均匀后加入4份甲基丙烯酸羟乙酯，在转速为5000转/min条件下搅拌10min，使分散均匀，形成组分一。
在96份的水中，加入4份的膨润土，在转速为2000转/min条件下搅拌30min，使分散均匀，静置消泡，形成组分二。
在99.4份的水中一次加入0.1份水溶性缓释胶囊交联剂(囊芯为过氧化氢二异丙苯，囊衣为壳聚糖)和0.5份水溶性缓释胶囊固化剂(囊芯为三亚乙基四胺，囊衣为甲基纤维素)，在转速为2000转/min条件下搅拌20min，使分散均匀，形成组分三。
在95.5份的水中加入首先加入0.5份的烷基酚聚氧乙烯醚，在500转/min条件下搅拌5min，然后加入4份酸催化胶囊破胶剂(囊芯为过氧化甲酸，囊衣为聚乳酸纤维)，在转速为2000转/min条件下搅拌20min，使分散均匀，形成组分四。
将组分一、组分二、组分三和组分四1:1:1:1的比例混合。混合是现将组分二加入组分一种，在转速为2000转/min条件下搅拌30min，然后将组分三加入组分一和组分二混合后的溶液中，在转速为2000转/min条件下搅拌5min，然后加入组分四，在转速为500转/min条件下搅拌10min，完成疏松砂岩用高强度可酸溶凝胶堵漏剂的配制。
实施例3
首先称取15份丙烯酰胺溶于75份的水中，搅拌均匀后加入5份的次甲基双丙烯酰胺，搅拌均匀后加入2份甲基丙烯酸羟乙酯，3份甲基丙烯酸乙酰乙酸乙酯，在转速为5000转/min条件下搅拌10min，使分散均匀，形成组分一。
在95份的水中，加入5份的膨润土，在转速为2000转/min条件下搅拌30min，使分散均匀，静置消泡，形成组分二。
在99.45份的水中一次加入0.15份水溶性缓释胶囊交联剂(囊芯为过氧化氢二异丙苯，囊衣为壳聚糖)和0.5份水溶性缓释胶囊固化剂(囊芯为三亚乙基四胺，囊衣为乙基纤维素)，在转速为2000转/min条件下搅拌20min，使分散均匀，形成组分三。
在94.5份的水中加入首先加入0.5份的月桂醇聚醚硫酸酯铵，在500转/min条件下搅拌5min，然后加入5份酸催化胶囊破胶剂(囊芯为过硫酸铵，囊衣为壳聚糖)，在转速为2000转/min条件下搅拌20min，使分散均匀，形成组分四。
将组分一、组分二、组分三和组分四1:1:1:1的比例混合。混合是现将组分二加入组分一种，在转速为2000转/min条件下搅拌30min，然后将组分三加入组分一和组分二混合后的溶液中，在转速为2000转/min条件下搅拌5min，然后加入组分四，在转速为500转/min条件下搅拌10min，完成疏松砂岩用高强度可酸溶凝胶堵漏剂的配制。
实施例4
首先称取15份丙烯酰胺溶于79份的水中，搅拌均匀后加入2份的次甲基双丙烯酰胺，1份双丙酮丙烯酰胺搅拌均匀后加入3份甲基丙烯酸乙酰乙酸乙酯，在转速为5000转/min条件下搅拌10min，使分散均匀，形成组分一。
在97份的水中，加入3份的膨润土，在转速为2000转/min条件下搅拌30min，使分散均匀，静置消泡，形成组分二。
在99.45份的水中一次加入0.15份水溶性缓释胶囊交联剂(囊芯为过氧化氢二异丙苯，囊衣为壳聚糖)和0.4份水溶性缓释胶囊固化剂(囊芯为六氢邻苯二甲酸酐，囊衣为聚偏二氯乙烯共聚物)，在转速为2000转/min条件下搅拌20min，使分散均匀，形成组分三。
在96.2份的水中加入首先加入0.3份的二甲基二乙氧基硅烷-乙烯基三乙氧基硅烷共聚物，在500转/min条件下搅拌5min，然后加入3.5份酸催化胶囊破胶剂(囊芯为过氧化甲酸，囊衣为聚乳酸纤维)，在转速为2000转/min条件下搅拌20min，使分散均匀，形成组分四。
将组分一、组分二、组分三和组分四1:1:1:1的比例混合。混合是现将组分二加入组分一种，在转速为2000转/min条件下搅拌30min，然后将组分三加入组分一和组分二混合后的溶液中，在转速为2000转/min条件下搅拌5min，然后加入组分四，在转速为500转/min条件下搅拌10min，完成疏松砂岩用高强度可酸溶凝胶堵漏剂的配制。
产品性能测试
1.将按照实例1-5配制的疏松砂岩用高强度可酸溶凝胶堵漏剂立即放入设定为50℃、75℃、100℃、125℃、150℃中高温反应，使用目测代码法分别测定放入烘箱后1min、5min、10min、20min、30min、40min、50min、60min、70min堵漏剂强度。
2.实例1-5配制的疏松砂岩用高强度可酸溶凝胶堵漏剂强度达到最大后，将凝胶堵漏剂浸泡在20％HCl中，测定凝胶堵漏剂破胶后的粘度。
3.实验结果如下表所示：
表1不同配方疏松砂岩用高强度可酸溶凝胶堵漏剂目测代码强度
注释：
A：不成胶，体系粘度与聚合物粘度相当，肉眼观察不到凝胶的形成；
B：高流动性凝胶，凝胶体系的粘度略高于聚合物溶液粘度；
C：流动性凝胶翻转玻璃瓶时绝大部分凝胶可流动到瓶的另一端；
D：中等流动性凝胶 翻转玻璃瓶时，小部分凝胶(＜15％)不能流动到瓶的另一端，常以舌型存在；
E：几乎不流动凝胶翻转玻璃瓶时，少量凝胶能缓慢流到另一端，大部分(＞15％)不具流动性；
F：高形变不流动凝胶 凝胶在翻转玻璃瓶时不能流到瓶口；
G：中等形变不流动凝胶 翻转时，只能流动玻璃瓶的中部；
H：轻微形变不流动凝胶 翻转时，只有凝胶表面发生形变；
I：刚性凝胶 翻转时，凝胶表面不发生形变；
J：网性刚性凝胶 摇动玻璃瓶时，能感觉到音叉般的机械振动。
表2不同配方疏松砂岩用高强度可酸溶凝胶堵漏剂破胶后粘度
从表1和表2可知，本发明产品在50-150℃条件下充分成胶后，凝胶强度达到目测代码最高等级的J级，对疏松砂岩储层大孔隙具有很强封堵性能。通过控制交联剂、固化剂、聚合物的浓度，可将成胶时间控制在5-60min。封堵后，胶塞与20％的HCl反应后释放破胶剂，破胶后堵漏剂粘度＜20mPa.s，易返排，不会对疏松砂岩储层造成明显损害。

Claims (10)

1.一种疏松砂岩用可酸溶凝胶堵漏剂，其特征在于，由以下四种组分按1:1:1:1体积比组成：
组分一按质量份由10份-15份丙烯酰胺、3份-5份改性丙烯酰胺、3份-5份改性丙烯酸羟乙酯、75份-84份水组成；
组分二按质量份由3份-5份膨润土、95份-97份水组成；
组分三按质量份由0.05份-0.2份水溶性缓释胶囊交联剂、0.3份-0.5份水溶性缓释胶囊固化剂、99.3份-99.65份水组成；
组分四按质量份由3份-5份酸催化胶囊破胶剂、0.3份-0.5份表面活性剂和96.7份-94.5份水组成。
2.如权利要求1所述的疏松砂岩用可酸溶凝胶堵漏剂，其特征在于，所述改性丙烯酰胺为N-羟甲基丙烯酰胺，N-羟乙基丙烯酰胺，次甲基双丙烯酰胺，双丙酮丙烯酰胺中的一种或几种的共混物。
3.如权利要求1所述的疏松砂岩用可酸溶凝胶堵漏剂，其特征在于，所述改性丙烯酸羟乙酯为甲基丙烯酸羟乙酯，甲基丙烯酸乙酰乙酸乙酯中的一种或多种的共混物。
4.如权利要求1所述的疏松砂岩用可酸溶凝胶堵漏剂，其特征在于，所述表面活性剂包含但不限于壬基酚聚氧乙烯硅醚、二甲基二乙氧基硅烷-乙烯基三乙氧基硅烷共聚物、十二烷基醇醚硫酸铵、烷基酚聚氧乙烯醚、月桂醇聚醚硫酸酯铵。
5.如权利要求1所述的疏松砂岩用可酸溶凝胶堵漏剂，其特征在于，所述水溶性缓释胶囊固化剂囊芯为四气邻苯二甲酸酐、六氢邻苯二甲酸酐、三亚乙基四胺中的一种或几种的共混物。
6.如权利要求1所述的疏松砂岩用可酸溶凝胶堵漏剂，其特征在于，所述水溶性缓释胶囊固化剂囊衣的主要成分为聚偏二氯乙烯共聚物，甲基纤维素，乙基纤维素中的一种。
7.如权利要求1所述的疏松砂岩用可酸溶凝胶堵漏剂，其特征在于，所述酸催化胶囊破胶剂囊芯为过硫酸钾、过硫酸铵、过氧化甲酸中的一种。
8.如权利要求1所述的疏松砂岩用可酸溶凝胶堵漏剂，其特征在于，所述水溶性缓释胶囊交联剂囊芯为2,5-二甲基-2,5二叔丁基过氧化己烷、氧化氢二异丙苯、过氧化二异丙苯、氧化锌中的一种或或多种的共混物。
9.如权利要求1所述的疏松砂岩用可酸溶凝胶堵漏剂，其特征在于，所述水溶性缓释胶囊交联剂、酸催化胶囊破胶剂的囊衣为壳聚糖类，聚乳酸纤维类中的一种或两种的混合物。
10.权利要求1所述疏松砂岩用可酸溶凝胶堵漏剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)依次分别配制组份一、组份二、组份三、组份四水溶液；
(2)将组分一、组分二、组分三、组分四以1:1:1:1的体积比例混拌均匀即可。
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