用冻胶微球的油井选择性堵水方法技术

本发明专利技术的目的在于提供用冻胶微球的油井选择性堵水方法，采用丙烯酰胺和丙烯酸单体，添加分散剂和交联剂，在表面活性剂和溶剂混合介质中形成油水混合乳液，单体共聚后，即成微球；选择微球粒径，将微球分散在配置用水中配置成微球工作液，以低速注入，注入完微球工作液后需要注入过顶替液，关井一段时间然后开井，开井后控制油井产液量不高于堵水前。本发明专利技术的有益效果是增加油井原油产量，降低油井含水率。

Selective water shutoff method for oil wells using Gel Microspheres

The purpose of the invention is to provide a selective water plugging method for oil wells using gel beads, using acrylamide and acrylic monomers, adding dispersants and crosslinking agents, forming an oil water mixed emulsion in the surfactant and solvent mixing medium, and then forming microspheres after monomer copolymerization. After injecting the microsphere working fluid, it is necessary to inject the displacement fluid, shut the well for a period of time, and then open the well. After the well is opened, the fluid yield of the control well is higher than that before water shutoff. The beneficial effect of the present invention is to increase oil production of oil wells and reduce water cut of oil wells.

【技术实现步骤摘要】
用冻胶微球的油井选择性堵水方法
本专利技术属于油气田开发
，涉及采用冻胶微球作堵剂，进行油井选择性堵水。
技术介绍
油井出水是油田开发过程中不可避免地要遇到的问题，油井出水有许多危害。油井堵水是指从油井控制水的产出，油井堵水剂(简称堵水剂)是指从油井注入地层，控制油井产水的物质。可分为选择性堵水剂和非选择性堵水剂。前者是指那些对油和水或产油层和产水层的封堵有差别的堵水剂，对油井堵水比较重要。目前国内外广泛应用的选择性堵水剂有冻胶和泡沫。冻胶是由聚合物与交联剂配成的失去流动性的体系，主要依靠填充地层孔道来实现，称为连续相堵剂，缺点是地下交联效果影响因素多，无法适应高温高矿化度的油藏条件。泡沫堵水剂受地层压力影响较大，气体体积会随着地层压力变化较大，而泡沫特征值影响封堵能力。同时，注入压力相对于液态堵水剂要高。冻胶微球是颗粒堵剂，依靠在地层的孔喉处架桥、捕集封堵，是一种分散相的堵剂，对渗透率有更高的影响。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供用冻胶微球的油井选择性堵水方法，本专利技术的有益效果是增加油井原油产量，降低油井含水率。本专利技术所采用的技术方案如下：1、用微乳聚合的方法制备冻胶微球：采用丙烯酰胺和丙烯酸单体，添加分散剂和交联剂，在表面活性剂和溶剂混合介质中形成油水混合乳液，单体共聚后，即成冻胶微球。通过不同的搅拌速度、搅拌时间以及不同的乳化剂的量，可以得到粒径大小不同的冻胶微球。如搅拌速度为500rpm，搅拌时间2h，乳化剂的用量0.16％时，微球的初始平均粒径为200nm左右；搅拌速度为175rpm，搅拌时间1h，乳化剂的用量0.08％时，微球的初始粒径1200nm左右。2、选择性堵水的原理根据分散体系颗粒粒径小于地层孔喉直径的1/3，这些微球可以自由的通过地层的高渗孔道，进入到地层后膨胀，在油井回采过程中，在地层保存一定时间后的微球，在高渗透孔道入口处架桥产生堵塞(通常叫捕集)，增加高渗层水的阻力，迫使注入水进入含油饱和度较高的地层。见图1.3、微球的选择(1)可以采用示踪剂描述结果选择微球粒径，示踪剂优先进入油水井间的优势通道，通过见剂时间可以得到地层的渗透率和孔喉直径，根据微球粒径与地层孔喉直径的匹配关系进行选择；(2)若没有示踪剂数据，可以通过测井资料提供的原始渗透率和孔隙度，得到地层平均的孔喉直径，进而根据微球粒径与地层孔喉直径的匹配关系进行选择。4、选择性堵水工艺(1)工作液的配置。微球浓度为2000～20000mg/L，将其分散在配置用水中即可。(2)工作液的用量。按照以下工作设计用量:式中，V1——堵剂用量(m3)；R2——堵剂在高渗透层前沿的半径(m3)；R1——堵剂在高渗透层后沿的半径(m3)；h——油层厚度(m)；——油层的孔隙度(％)；α1——纵向系数，高渗透层占油层厚度的百分数(％)，一般为10～20％，通常取15％；β——方向系数，平面非均质性，(％)，一般为70～80％，通常取75％。(3)注入速度。微球的注入速度以低速慢注为宜，可以参考油井的产液量确定。(4)过顶替液用量。为保证油井产量，注完微球工作液后需要注入过顶替液，将堵剂顶替出离井眼3m以上的距离，为产液留下通道。过顶替液的粘度必须高于前面被顶替堵剂的粘度，可以选用聚丙烯酰胺溶液，用量按下式计算：式中，V2——过顶替液的量(m3)；R3——过顶替液处理的半径(m)，一般为3～5m；α2——过顶替液进入的厚度占油层厚度的百分数(％)。——油层的孔隙度(％)；β——方向系数。(5)关井时间。应保证在油藏条件下微球得到充分膨胀所需时间。(6)开井。开井后控制油井产液量不高于堵水前。观察含水率、日产油量、日产液量来评价堵水效果。起选择性堵水的作用，达到油井含水率降低，产油量增加的目的。5、选择性堵水的物模试验①按照一定的压实程度填制岩心管模型。岩心称干重m1，抽空饱和地层水，称湿重m2，测孔隙体积(v＝(m2-m1)/p水)，计算孔隙度②进行水相渗透率测定，待压力稳定后，根据达西定律计算渗透率K1，根据和K1计算出填砂管平均孔喉直径d。③选择合适的微球配成工作液；④饱和油，进行水驱至岩心出口含油饱和度95％；⑤反注微球工作液0.5PV，膨胀5d；⑥重新正注，观察含水率和产油量的变化，绘制驱油曲线。附图说明图1是H12K23井冻胶微球堵水前后采油曲线示意图；图2是实施聚合微球堵水后日产油及含水率图。具体实施方式下面结合具体实施方式对本专利技术进行详细说明。本专利技术在辽河油田金马采油厂的海外河油田进行应用。海外河油田属高孔中高渗透油藏，平均孔隙度28.7％，平均空气渗透率744×10-3μm2，地层温度在70℃左右，地层水属于NaHCO3型，总矿化度平均2962.1mg/L。在注水开发过程中受储层非均质性影响，生产过程中注水突进严重，造成油井含水上升。由于含油井段长，层数多，单层厚度薄，具有多套油水组合，出水层找不准，卡不住，需要选择性堵水解决油井高含水问题。1、微球粒径选择在微球粒径选择过程中，由于海外河地层平均孔喉直径为12～20μm，选择两种粒径微球，一种为纳米级微球，初始粒径0.05～0.5μm，膨胀后微球尺寸为3～5μm；另一种为微米级微球，初始粒径1.5～3μm，膨胀后微球尺寸为10～30μm。筛选原则一是保证冻胶微球能够平稳顺利注入地层；二是保证冻胶微球膨胀后能够实现有效地捕集封堵。2、微球用量选择根据地层孔喉直径的分布范围，选用不同型号微球按照先细后粗的原则分段塞式注入。设计用量按照上述公式计算，然后采用过顶替液将堵剂顶替至离井至少3m以远的位置，在近井眼地带留下低流动阻力的产液空间，使油井堵水后能保持高产液量。根据油层厚度，选择冻胶微球用量不同，每米地层用量为10～20m3冻胶微球工作液。3、施工效果根据冻胶微球堵水技术选择性好、尺寸小、易注入的特点，主要选择油层厚度小，单层、中低渗透率的高含水井作为目标井。在海外河油田共试验7口井，措施有效率达到100％，累积增油2390t，降水7665m3。平均单井增油341t，降水1095m3，平均生产天数180d，效果见表1。其中有5口井见到了增油降水效果，2口井见到降水效果。表1：聚合物微球堵水效果统计表典型井如H12K23井，生产层系d31，油层厚2.5m/1层，与注水井H11-22、H1221连通。措施前日产油0.8t，日产水17.4m3，含水95.7％。按处理半径10m设计，堵剂250m3，其中12000mg/L的SD-310微球堵水剂150m3，15000mg/L的SD-320微球堵水剂100m3，过顶替液50m3，注入排量0.1m3/min，不动生产管柱直接在环套反挤，施工压力上升1MPa。实施聚合微球堵水后最高日产油达到18.4t，含水下降到40％，见图2。该井累积生产269d，累积增油1285t。冻胶微球堵水技术在该井成功应用，为海外河油田薄油层堵水提供了有效方法。本专利技术将选择性堵水剂冻胶微球工作液，按照选择性的堵水方法注入到出水的油井。该工作液中的微球小于优势通道孔喉直径的1/3，可以优先进入出水通道，微球在地层条件小吸水膨胀。当油井恢复生产时，膨胀后的微球可在优势通道上通过架桥产生堵塞，增加了水流阻力，达到油井含水率降低，产油量增加的目的。以本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.用冻胶微球的油井选择性堵水方法，其特征在于按照以下步骤进行：步骤1：选择微球粒径；(1)采用示踪剂描述结果选择微球粒径，示踪剂优先进入油水井间的优势通道，通过见剂时间得到地层的渗透率和孔喉直径，根据微球粒径与地层孔喉直径的匹配关系进行选择；(2)或通过测井资料提供的原始渗透率和孔隙度，得到地层平均的孔喉直径，进而根据微球粒径与地层孔喉直径的匹配关系进行选择；步骤2：选择性堵水工艺；将微球分散在配置用水中配置成微球工作液，以低速注入，注入完微球工作液后需要注入过顶替液，关井一段时间然后开井，开井后控制油井产液量不高于堵水前。

【技术特征摘要】
1.用冻胶微球的油井选择性堵水方法，其特征在于按照以下步骤进行：步骤1：选择微球粒径；(1)采用示踪剂描述结果选择微球粒径，示踪剂优先进入油水井间的优势通道，通过见剂时间得到地层的渗透率和孔喉直径，根据微球粒径与地层孔喉直径的匹配关系进行选择；(2)或通过测井资料提供的原始渗透率和孔隙度，得到地层平均的孔喉直径，进而根据微球粒径与地层孔喉直径的匹配关系进行选择；步骤2：选择性堵水工艺；将微球分散在配置用水中配置成微球工...

【专利技术属性】
技术研发人员：温鸿滨，赵福麟，叶卫保，马中跃，叶勇保，谷加刚，吕景华，
申请(专利权)人：山东石大油田技术服务股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37