一种复合段塞深部调驱剂及其制备方法和应用

技术领域

本发明属于石油开采技术领域，特别涉及一种复合段塞深部调驱剂及其制备方法和应用。

背景技术

某些油田外围低渗透区块整体表现为储层物性差(渗透率在10-50mD)，非均质性严重。在开采过程中表现为“四低一高”特征：①单井产液量低；②产油量低；③采油速度低；④采出程度低；⑤注入压力高。在低渗透油藏注水开发过程中，由于储层非均质性及裂缝的存在，注入水不均匀推进易形成优势水流通道，或沿裂缝突进，均使油井含水不断上升，目前，控制油井含水上升的主要手段包括化学调剖工艺技术。

目前，现有方法以弱凝胶为主剂进行调剖，例如中国发明专利申请CN104140801A一种铝凝胶调驱剂和中国发明专利申请CN104650842A一种调驱组合物及调驱方法等均为金属交联或酚醛交联弱凝胶，这类方法主要存在两个弊端：一是弱凝胶体系为聚丙烯酰胺、交联剂等多组分配制后注入地下成胶，其成胶性能受油藏环境影响而难把控；二是凝胶体系因聚丙烯酰胺线性交联使得受油藏矿化度影响，产生分子链卷曲、凝胶脱水，导致措施有效期较短，不能达到改善油藏深部吸水剖面的目的。

水驱油藏采收率总体水平低重要原因之一是水驱的波及效率较低，影响水驱波及效率的一个重要因素是非均质性；高渗孔道型油藏具有渗透率高、孔喉宽和微裂缝发育的特征，由于孔隙结构的复杂性和岩石表面性质，高渗孔道型油藏同样存在非均质性。在非均质地层进行水驱时，驱替液的推进不能均匀地活塞式前进，造成注入驱替液沿高渗层段突进，出现局部水窜现象，从而降低了注入水的波及效率，制约了水驱采收率。传统的方法是对其孔道进行封堵而后进行水驱，此种方法中，单纯的调剖及后续的水驱往往难以适应储层的复杂性，造成封堵后的小规模水窜、指进等现象，使得进一步提高水驱动用程度的难度较大。

因此，针对低渗油藏裂缝或大孔道发育的问题，急需提供一种新的低渗透油藏深部调驱剂和应用方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种复合段塞深部调驱剂及其制备方法和应用，解决目前裂缝或大孔道发育的低渗油藏的开采难问题。

本发明实施例提供了一种复合段塞深部调驱剂，所述调驱剂包括强凝胶前置段塞、聚合物微球主段塞和纳米驱油剂后置段塞；

以质量计，所述强凝胶前置段塞的成分包括：单体为0.4％-0.8％的聚丙烯酰胺、0.2％-0.4％的HMTA体系、0.05％-0.1％的对苯二酚、0.2％-0.5％的氯化铵、0.05％-0.1％的草酸，余量为水。

可选的，以质量计，所述聚合物微球主段塞的成分包括：1％-5％的聚合物微球，余量为水。

可选的，所述聚合物微球为丙烯酰胺类预交联凝胶微球。

可选的，所述聚合物微球为纳米级聚合物微球，所述纳米级聚合物微球的粒径为50nm-300nm，所述纳米级聚合物微球的耐温为90℃。

可选的，以质量计，所述纳米驱油剂后置段塞的成分包括：5％-20％纳米驱油剂，余量为水。

可选的，所述纳米驱油剂为带有阳离子基团的聚合物。

可选的，以质量计，所述强凝胶前置段塞、聚合物微球主段塞和纳米驱油剂后置段塞的比例为：1:5-10:2-8。

基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种复合段塞深部调驱剂的制备方法，所述调驱剂调驱剂包括强凝胶前置段塞、聚合物微球主段塞和纳米驱油剂后置段塞，所述方法包括：

将聚丙烯酰胺、HMTA体系、对苯二酚、氯化铵和草酸混合于水中进行搅拌溶解，获得强凝胶前置段塞待用；

将聚合物微球混合于水中，获得聚合物微球主段塞待用；

将纳米驱油剂混合于水中，获得纳米驱油剂后置段塞待用。

可选的，所述搅拌的速度为50r/min-100r/min，所述搅拌的时间为30min-60min。

可选的，所述HMTA体系在混合前，先配制成质量浓度为37％-40％的水溶液。

基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种复合段塞深部调驱剂的应用，其特征在于，所述调驱剂为如上所述的复合段塞深部调驱剂，所述应用包括将所述调驱剂用于裂缝或大孔道发育的低渗油藏的油藏开采。

本发明实施例中的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

本发明实施例提供的复合段塞深部调驱剂，所述调驱剂包括强凝胶前置段塞、聚合物微球主段塞和纳米驱油剂后置段塞；以质量计，所述强凝胶前置段塞的成分包括：单体为0.4％-0.8％的聚丙烯酰胺、0.2％-0.4％的HMTA体系、0.05％-0.1％的对苯二酚、0.2％-0.5％的氯化铵、0.05％-0.1％的草酸，余量为水；通过向油层依次注入强凝胶前置段塞、聚合物微球和纳米驱油剂后置段塞达到深部封堵与调驱的目的，利用强凝胶前置段塞对裂缝或大孔道、高渗透层起到封堵作用，建立起隔绝地层水的一道屏障，同时防止后续段塞窜流至生产井井筒内。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1是本发明实施例提供的方法的流程图。

具体实施方式

下文将结合具体实施方式和实施例，具体阐述本发明，本发明的优点和各种效果将由此更加清楚地呈现。本领域技术人员应理解，这些具体实施方式和实施例是用于说明本发明，而非限制本发明。

在整个说明书中，除非另有特别说明，本文使用的术语应理解为如本领域中通常所使用的含义。因此，除非另有定义，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属领域技术人员的一般理解相同的含义。若存在矛盾，本说明书优先。

除非另有特别说明，本发明中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等，均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。

本申请实施例的技术方案为解决上述技术问题，总体思路如下：

根据本发明一种典型的实施方式，提供了一种复合段塞深部调驱剂，所述调驱剂包括强凝胶前置段塞、聚合物微球主段塞和纳米驱油剂后置段塞；

以质量计，所述强凝胶前置段塞的成分包括：单体为0.4％-0.8％的聚丙烯酰胺、0.2％-0.4％的HMTA体系、0.05％-0.1％的对苯二酚、0.2％-0.5％的氯化铵、0.05％-0.1％的草酸，余量为水。需要说明的是，水可以选自清水、油田污水。

利用强凝胶前置段塞对裂缝或大孔道、高渗透层起到封堵作用，建立起隔绝地层水的一道屏障，同时防止后续段塞窜流至生产井井筒内。

作为一种可选的实施方式，按质量比计，所述聚合物微球主段塞包括以下组分：1％-5％聚合物微球，余量为水，需要说明的是，水可以选自清水、油田污水。所述聚合物微球为纳米级聚合物微球，50nm-300nm，耐温90℃，具体而言，聚合物微球可以采用丙烯酰胺类预交联凝胶微球。

选用聚合物微球，充分发挥聚合物微球进入油层深部次高渗通道，利用油藏高、低渗储层物性带来的启动压力差异，定向实现地层深部封堵，改善油层深部水驱不均的目的

作为一种可选的实施方式，按质量比计，所述纳米驱油剂后置段塞包括以下组分：5％-20％纳米驱油剂，余量为水，需要说明的是，水可以选自清水、油田污水。所述纳米驱油剂是一种带有阳离子基团的聚合物，在溶液中依靠静电作用作为成膜动力，在呈负电性的岩石表面以较小的吸附量，均匀吸附形成纳米级的分子膜，从而改变储层表面的性质，具有高效、广谱、经济、环保的特点，能够明显改变油藏岩石表面润湿性、使毛管力成为驱替动力，降低岩石表面的粘着力，增加洗油效果。

纳米驱油剂后置段塞是在主段塞封堵大大孔道及高渗透层的基础上，动用低渗层，最大限度的提高油藏动用程度，从而实现波及体积和驱油效率的双重改变。

纳米驱油剂的优点：①施工成本低，热稳定性和长期稳定性好；②成膜不加任何外力，依靠岩石表面与成膜分子之间静电作用自组装；③浓度低、驱油效果高、无需加碱、表面活性剂，对地层损害小；④适用于水驱后、聚合物驱后、三元复合驱后；⑤防膨效果和杀菌能力；⑥前期投资少，驱替工艺简单，施工简便，可在线驱油。纳米驱油剂和表面活性剂不同的是，纳米驱油剂由于具有大的比表面积和表面能，随水溶液注入地层后，可在岩石表面产生吸附，有效的调控油藏表面润湿性，增加低渗透油藏的驱油效率。

作为一种可选的实施方式，以体积比计，所述调驱剂组成包括：强凝胶前置段塞、聚合物微球和纳米驱油剂后置段塞总的加注比例为：1:5-10:2-8。

控制强凝胶前置段塞、聚合物微球和纳米驱油剂后置段塞总的加注比例为：1:5-10:2-8，在实际操作是，根据每口井的出水类型及原因、储层孔渗条件等油藏条件进行设计，以实现较好的封堵效果。

根据本发明另一种典型的实施方式，提供了一种复合段塞深部调驱剂的制备方法，所述调驱剂调驱剂包括强凝胶前置段塞、聚合物微球主段塞和纳米驱油剂后置段塞，所述方法包括：

S1.将聚丙烯酰胺、HMTA体系、对苯二酚、氯化铵和草酸混合于水中进行搅拌溶解，获得强凝胶前置段塞待用；

需要说明的是，HMTA体系在使用前，先配制成质量浓度为37-40％的水溶液。

作为一种可选的实施方式，搅拌的速度为50r/min-100r/min，所述搅拌的时间为30min-60min。

S2.将聚合物微球混合于水中，获得聚合物微球主段塞待用；

S3.将纳米驱油剂混合于水中，获得纳米驱油剂后置段塞待用。

根据本发明另一种典型的实施方式，提供了一种复合段塞深部调驱剂的应用，所述调驱剂为如上提供的复合段塞深部调驱剂，所述应用包括将所述调驱剂用于裂缝或大孔道发育的低渗油藏的油藏开采。

下面将结合实施例、对照例及实验数据对本申请的复合段塞深部调驱剂及其制备方法和应用进行详细说明。

实施例1

某油田3口调驱井日注水量均为100m

按质量比计，所述强凝胶前置段塞采用以下组分制成：单体为0.4％的聚丙烯酰胺和0.2％的37％HMTA体系溶液，0.2％氯化铵，0.05％对苯二酚，0.05％草酸，余量为清水，依次加入搅拌0.5h后即可注入目标驱调井，利用强凝胶前置段塞对大孔道及高渗透层起到封堵作用，，建立起隔绝地层水的一道屏障，同时防止后续段塞窜流至生产井井筒内。

按质量比计，所述聚合物微球主段塞包括以下组分：1％聚合物微球，余量为清水。选用聚合物微球，充分发挥聚合物微球进入油层深部，利用油藏高、低渗储层物性带来的启动压力差异，定向实现地层深部封堵，改善油层深部水驱不均的目的。

按质量比计，所述纳米驱油剂后置段塞包括以下组分：5％纳米驱油剂，余量为水，纳米驱油剂具有高效、广谱、经济、环保的特点，能够明显改变油藏岩石表面润湿性、使毛管力成为驱替动力，降低岩石表面的粘着力，增加洗油效果。

调驱结果：

通过向油层依次注入强凝胶前置段塞、聚合物微球和纳米驱油剂后置段塞，经本发明驱调方法调驱后，该区域产量如下表所示：

由上表可得，调驱措施后，对应平均单井组油井日增油11.5吨，含水量降低9.8％。

实施例2

某油田3口调驱井日注水量均为80m

按质量比计，所述强凝胶前置段塞采用以下组分制成：单体为0.8％的聚丙烯酰胺和0.4％的37％HMTA体系溶液，0.1％对苯二酚，0.5％氯化铵，0.1％草酸，余量为清水，依次加入搅拌1h后即可注入目标驱调井，利用强凝胶前置段塞对大孔道及高渗透层起到封堵作用，，建立起隔绝地层水的一道屏障，同时防止后续段塞窜流至生产井井筒内。

按质量比计，所述聚合物微球主段塞包括以下组分：5％聚合物微球，余量为清水。选用聚合物微球，充分发挥聚合物微球进入油层深部，利用油藏高、低渗储层物性带来的启动压力差异，定向实现地层深部封堵，改善油层深部水驱不均的目的。

按质量比计，所述纳米驱油剂后置段塞包括以下组分：20％纳米驱油剂，余量为水，纳米驱油剂具有高效、广谱、经济、环保的特点，能够明显改变油藏岩石表面润湿性、使毛管力成为驱替动力，降低岩石表面的粘着力，增加洗油效果。

调驱结果：

通过向油层依次注入强凝胶前置段塞、聚合物微球和纳米驱油剂后置段塞，经本发明驱调方法调驱后，该区域产量如下表所示：

由上表可得，调驱措施后，对应平均单井组油井日增油6.1吨，含水量降低5.6％。

实施例3

某油田3口调驱井日注水量均为150m

按质量比计，所述强凝胶前置段塞采用以下组分制成：单体为0.5％的聚丙烯酰胺和0.3％的40％HMTA体系溶液，0.3％氯化铵，0.1％对苯二酚，0.05％草酸，余量为清水，依次加入搅拌1h后即可注入目标驱调井，利用强凝胶前置段塞对大孔道及高渗透层起到封堵作用，，建立起隔绝地层水的一道屏障，同时防止后续段塞窜流至生产井井筒内。

按质量比计，所述聚合物微球主段塞包括以下组分：3％聚合物微球，余量为清水。选用聚合物微球，充分发挥聚合物微球进入油层深部，利用油藏高、低渗储层物性带来的启动压力差异，定向实现地层深部封堵，改善油层深部水驱不均的目的。

按质量比计，所述纳米驱油剂后置段塞包括以下组分：10％纳米驱油剂，余量为水，纳米驱油剂具有高效、广谱、经济、环保的特点，能够明显改变油藏岩石表面润湿性、使毛管力成为驱替动力，降低岩石表面的粘着力，增加洗油效果。

调驱结果：

通过向油层依次注入强凝胶前置段塞、聚合物微球和纳米驱油剂后置段塞，经本发明驱调方法调驱后，该区域产量如下表所示：

由上表可得，调驱措施后，对应平均单井组油井日增油9.2吨，含水量降低3.9％。

本发明实施例中的一个或多个技术方案，至少还具有如下技术效果或优点：

(1)本发明实施例提供的调驱方法通过向油层依次注入强凝胶前置段塞、聚合物微球和纳米驱油剂后置段塞达到深部封堵与调驱的目的；

(2)本发明实施例提供的调驱剂利用强凝胶前置段塞对裂缝或大孔道、高渗透层起到封堵作用，建立起隔绝地层水的一道屏障，同时防止后续段塞窜流至生产井井筒内；

(3)本发明实施例提供的调驱剂选用聚合物微球，充分发挥聚合物微球进入油层深部次高渗通道，利用油藏高、低渗储层物性带来的启动压力差异，定向实现地层深部封堵，改善油层深部水驱不均的目的；

(4)本发明实施例提供的调驱剂中的纳米驱油剂后置段塞是在主段塞封堵大大孔道及高渗透层的基础上，动用低渗层，最大限度的提高油藏动用程度，从而实现波及体积和驱油效率的双重改变。其中纳米驱油剂的优点：①施工成本低，热稳定性和长期稳定性好；②成膜不加任何外力，依靠岩石表面与成膜分子之间静电作用自组装；③浓度低、驱油效果高、无需加碱、表面活性剂，对地层损害小；④适用于水驱后、聚合物驱后、三元复合驱后；⑤防膨效果和杀菌能力；⑥前期投资少，驱替工艺简单，施工简便，可在线驱油。纳米驱油剂和表面活性剂不同的是，纳米驱油剂由于具有大的比表面积和表面能，随水溶液注入地层后，可在岩石表面产生吸附，有效的调控油藏表面润湿性，增加低渗透油藏的驱油效率。

最后，还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。