CN113122214A - 复合调剖剂体系、其注入方法及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种复合调剖剂体系、其注入方法及其应用。该复合调剖剂体系包括第一悬浮液体系和第二悬浮液体系，第一悬浮液体系包括聚合物弹性微球，第二悬浮液体系包括无机刚性颗粒，且无机刚性颗粒的体积模量为6～12GPa。由于该复合调剖剂体系包括具有聚合物弹性微球的第一悬浮液体系以及具有无机刚性颗粒的第二悬浮液体系，从而兼具两种体系的优点，即弹性与刚性兼具并相互补充，既能够向地层深部运移，同时封堵强度大，对特高渗透层和大孔道封堵效果好(封堵率97％以上)，耐冲刷性能优良(封堵率下降不超过5％)，总体调剖有效期长。
Description
技术领域
本发明涉及石油开采技术领域，具体而言，涉及一种复合调剖剂体系、其注入方法及其应用。
背景技术
砾岩油藏由于近物源、多水系和快速多变的沉积环境导致储层非均质性严重，加之长期注水过程中“水动力地质作用”的影响，造成油藏非均质性加剧。在此双重作用下，砾岩油藏中往往发育一些孔喉直径几十甚至上百倍于低渗基质孔喉直径的优势通道，造成注入流体(水或聚合物)从注入井到采出井的窜流和无效循环。而对于低渗砾岩油藏，由于基质渗透率低(在10.0×10-3μm2左右)，注入流体沿水驱优势通道窜流更加严重。
对于上述砾岩油藏地层，由于常规采用的凝胶、冻胶类调剖剂体系为地下交联，易导致成胶影响因素多，成胶强度往往不能达到预期，甚至窜流至采出井，调剖效果不理想。而现有技术中砾岩油藏用无机颗粒调剖剂多为水泥、粉煤灰等，其耐温耐盐性能较好，常用于封堵裂缝，但无机类堵剂进入地层后选择性较差，很难进入地层深部。
因此，目前亟需开发一种砾岩油藏调剖剂体系，使其能够具有优异的深部调剖效果。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种复合调剖剂体系、其注入方法及其应用，以解决现有技术中的调剖剂难以实现对砾岩油藏地层深部调剖的问题。
为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种复合调剖剂体系，包括第一悬浮液体系和第二悬浮液体系，第一悬浮液体系包括聚合物弹性微球，第二悬浮液体系包括无机刚性颗粒，且无机刚性颗粒的体积模量为6～12GPa。
进一步地，聚合物弹性微球和无机刚性颗粒的重量比为(1～4)：16。
进一步地，聚合物弹性微球的粒径为106～270μm。
进一步地，聚合物弹性微球为带有支化结构的预交联凝胶颗粒。
进一步地，形成聚合物弹性微球的第一原料包括单体组合物、引发剂、交联剂和溶剂，优选单体组合物包括丙烯酰胺单体、丙烯酸单体和支化不饱和单体，优选第一原料中单体组合物的含量为0.4～1.5wt％，更优选丙烯酰胺单体、丙烯酸单体和支化不饱和单体的质量比为(1～2):4:(1～3)，优选引发剂为过硫酸铵和/或过硫酸钾，优选第一原料中引发剂的含量为0.4～0.5wt％，优选交联剂为亚甲基双丙烯酰胺，优选第一原料中交联剂的含量为0.1～0.3wt％，优选复合调剖剂体系还包括聚乙二醇二丙烯酸酯，更优选第一原料中聚乙二醇二丙烯酸酯的含量为0.1～0.4wt％。
进一步地，无机刚性颗粒的粒径为10～40μm。
进一步地，无机刚性颗粒包括玻璃纤维与无机颗粒的复合结构。
进一步地，无机刚性颗粒的组分包括玻璃纤维和钠土，优选玻璃纤维的长度为1.0～1.5cm。
进一步地，复合调剖剂体系中聚合物弹性微球的浓度为1000～5000mg/L，优选为2000～2500mg/L；或第一悬浮液体系的注入浓度为1000～5000mg/L，优选为2000～2500mg/L。
根据本发明的另一方面，提供了一种复合调剖剂体系的注入方法，包括以下步骤：将上述的复合调剖剂体系中的第一悬浮液体系和第二悬浮液体系同时注入地层中；或将上述的复合调剖剂体系中的第一悬浮液体系和第二悬浮液体系交替注入地层中。
进一步地，第一悬浮液体系和第二悬浮液体系同时注入地层中，复合调剖剂体系中聚合物弹性微球的浓度为1000～5000mg/L，优选为2000～2500mg/L；或第一悬浮液体系和第二悬浮液体系交替注入地层中，第一悬浮液体系的注入浓度为1000～5000mg/L，优选为2000～2500mg/L。
进一步地，第一悬浮液体系和第二悬浮液体系同时注入地层中，第二悬浮液体系包括玻璃纤维、钠土和溶剂，优选复合调剖剂体系中玻璃纤维的含量0.05～0.1wt％，优选复合调剖剂体系中钠土的含量为2～8wt％；或第一悬浮液体系和第二悬浮液体系交替注入地层中，第二悬浮液体系包括玻璃纤维、钠土和溶剂，优选第二悬浮液体系中玻璃纤维的含量为0.05～0.1wt％，优选第二悬浮液体系中钠土的含量为2～8wt％。
根据本发明的另一方面，还提供了一种复合调剖剂体系的应用，采用上述的复合调剖剂体系或上述的注入方法对砾岩油藏进行调剖。
应用本发明的技术方案，提供了一种复合调剖剂体系，由于该复合调剖剂体系包括具有聚合物弹性微球的第一悬浮液体系以及具有无机刚性颗粒的第二悬浮液体系，其中无机刚性颗粒的体积模量满足上述范围能够使其具有较大的刚性，从而使该复合调剖剂体系能够兼具两种体系的优点，即弹性与刚性兼具并相互补充，既能够向地层深部运移，同时封堵强度大，对特高渗透层和大孔道封堵效果好(封堵率97％以上)，耐冲刷性能优良(封堵率下降不超过5％)，总体调剖有效期长。并且，上述复合调剖剂体系适合于封堵砾岩油藏窜流通道，对于层间窜流有明显的抑制效果，能够有效解决低渗砾岩油藏中优势通道窜流(水或聚合物窜流)导致的油井水淹问题，还能够增大注入流体的波及体积，提高石油采收率。同时，上述复合调剖剂体系的施工工艺简单，现场配注简单易行，不受原料产地和产量的制约。
附图说明
构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1示出了本发明实施方式所提供的一种砾岩填砂模型驱替装置的结构示意图；
图2示出了本发明实施方式所提供的一种砾岩填砂模型调剖剂交替注入装置的结构示意图；
图3示出了本发明对比例1中聚合物弹性微球单独注入时压力随注入孔隙体积倍数变化的曲线示意图；
图4示出了本发明对比例2中无机刚性颗粒单独注入时压力随注入孔隙体积倍数变化的曲线示意图；
图5示出了本发明实施例1中聚合物弹性微球和无机刚性颗粒交替注入时压力随注入孔隙体积倍数变化的曲线示意图；
图6示出了本发明实施例2中聚合物弹性微球和无机刚性颗粒混合注入时压力随注入孔隙体积倍数变化的曲线示意图。
其中，上述附图包括以下附图标记：
1、平流泵；2、第一中间容器；3、第二中间容器；4、精密压力表；5、砾岩填砂模型；6、量筒；7、第三中间容器。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
正如背景技术中所介绍的，目前亟需开发一种砾岩油藏调剖剂体系，使其能够具有优异的深部调剖效果。本发明的发明人针对上述问题进行研究，提出了一种复合调剖剂体系，包括第一悬浮液体系和第二悬浮液体系，第一悬浮液体系包括聚合物弹性微球，第二悬浮液体系包括无机刚性颗粒，且无机刚性颗粒的体积模量为6～12GPa。
由于该复合调剖剂体系包括具有聚合物弹性微球的第一悬浮液体系以及具有无机刚性颗粒的第二悬浮液体系，其中无机刚性颗粒的体积模量满足上述范围能够使其具有较大的刚性，从而使该复合调剖剂体系能够兼具两种体系的优点，即弹性与刚性兼具并相互补充，既能够向地层深部运移，同时封堵强度大，对特高渗透层和大孔道封堵效果好(封堵率97％以上)，耐冲刷性能优良(封堵率下降不超过5％)，总体调剖有效期长。
并且，上述复合调剖剂体系适合于封堵砾岩油藏窜流通道，对于层间窜流有明显的抑制效果，能够有效解决低渗砾岩油藏中优势通道窜流(水或聚合物窜流)导致的油井水淹问题，还能够增大注入流体的波及体积，提高石油采收率。同时，上述复合调剖剂体系的施工工艺简单，现场配注简单易行，不受原料产地和产量的制约。
在本发明的上述复合调剖剂体系中，为了更好地发挥两种体系的优点，从而提高复合调剖剂体系的封堵能力和耐冲刷性能，优选地，第一悬浮液体系中聚合物弹性微球以及第二悬浮液体系中无机刚性颗粒的重量比为1:(4～16)。
为了使聚合物弹性微球能够在顺利地进入地层的同时具有较大的封堵强度，优选地，上述聚合物弹性微球的粒径为106～270μm；并且，优选地，上述聚合物弹性微球为带有支化结构的预交联凝胶颗粒，形成上述聚合物弹性微球的第一原料可以包括单体组合物、引发剂、交联剂和溶剂。
为了使聚合物弹性微球能够具有较大的弹性和强度，优选地，上述单体组合物包括丙烯酰胺单体、丙烯酸单体和支化不饱和单体。其中，支化不饱和单体可以选自烯丙基丙烷、烯丙基丁烷和烯丙基环戊烷中的任一种或多种。
为了使聚合物弹性微球能够具有较大的弹性和强度，优选地，上述第一原料中单体组合物的含量为0.4～1.5wt％，更为优选地，丙烯酰胺单体、丙烯酸单体和支化不饱和单体的质量比为(1～2):4:(1～3)。
为了使聚合物弹性微球能够具有较大的弹性和强度，优选地，上述引发剂为过硫酸铵和/或过硫酸钾，更为优选地，第一原料中引发剂的含量为0.4～0.5wt％。
为了使聚合物弹性微球能够具有较大的弹性和强度，优选地，上述交联剂为亚甲基双丙烯酰胺，更为优选地，第一原料中交联剂的含量为0.1～0.3wt％。
优选地，上述复合调剖剂体系还包括聚乙二醇二丙烯酸酯，上述组分能够控制制备得到的弹性微球的膨胀速率，更为优选地，第一原料中聚乙二醇二丙烯酸酯的含量为0.1～0.4wt％。
为了使无机刚性颗粒能够在顺利地进入地层的同时具有较大的封堵强度，优选地，上述无机刚性颗粒的粒径为10～40μm。并且，优选地，上述无机刚性颗粒包括玻璃纤维与无机颗粒的复合结构；更为优选地，上述无机刚性颗粒的组分包括玻璃纤维和钠土，进一步优选地，玻璃纤维的长度为1.0～1.5cm。
在一种优选的实施方式中，采用本发明的上述复合调剖剂体系对砾岩油藏进行调剖，复合调剖剂体系的注入方式可以包括第一悬浮液体系和第二悬浮液体系同时注入和交替注入。为了使合调剖剂体系能够具有较高的封堵能力和耐冲刷性能，当第一悬浮液体系和第二悬浮液体系同时注入时，优选地，复合调剖剂体系中聚合物弹性微球的浓度为1000～5000mg/L，更优选为2000～2500mg/L；当第一悬浮液体系和第二悬浮液体系交替注入时，第一悬浮液体系的注入浓度为1000～5000mg/L，更优选为2000～2500mg/L。
根据本发明的另一方面，提供了一种复合调剖剂体系的注入方法，包括以下步骤：将上述的复合调剖剂体系中的第一悬浮液体系和第二悬浮液体系同时注入地层中；或将上述的复合调剖剂体系中的第一悬浮液体系和第二悬浮液体系交替注入地层中。
上述第二悬浮液体系可以包括玻璃纤维、钠土(采用的钠土符合中华人民共和国天然气标准SY5490-93)和溶剂，为了使合调剖剂体系能够具有较高的封堵能力和耐冲刷性能，当将上述第一悬浮液体系和上述第二悬浮液体系同时注入地层中时，优选地，复合调剖剂体系中玻璃纤维的含量0.05～0.1wt％，复合调剖剂体系中钠土的含量为2～8wt％；当上述第二悬浮液体系包括玻璃纤维、钠土和溶剂时，优选地，第二悬浮液体系中玻璃纤维的含量为0.05～0.1wt％，第二悬浮液体系中钠土的含量为2～8wt％。
根据本发明的另一方面，还提供了一种复合调剖剂体系的应用，采用上述的复合调剖剂体系或上述的注入方法对砾岩油藏进行调剖。
下面将结合实施例和对比例进一步说明本发明的上述复合调剖剂体系。
对比例1
本对比例采用本发明上述复合调剖剂体系中的聚合物弹性微球配制形成悬浮液，通过填砂模型中的流动实验，以渗透率封堵率为指标，评价单独采用的聚合物弹性微球的封堵能力和耐冲刷性。涉及不同渗透率填砂模型，按照实际砾岩油藏砂砾组成填制，具体为：渗透率为8459，7206，5984，4753，3361(1×10-3μm2)模型，填制用砂砾组成依次为：细20％+中30％+粗50％，细25％+中30％+粗45％，细30％+中30％+粗40％，细35％+中30％+粗35％，细40％+中30％+粗30％。其中，“粗”砂粒径为3～6mm，“中”砂粒径为0.4～0.9mm，“细”砂粒径为0.15～0.2mm。
流动实验装置如图1所示，包括平流泵1、第一中间容器2、第二中间容器3、精密压力表4、砾岩填砂模型5和量筒6。上述平流泵1用于注入实验流体；上述中间容器2和3分别用来存储水与调剖剂；上述精密压力表用来检测流体注入过程中的实时压力；上述砾岩填砂模型5为砾石充填的填砂模型；上述量筒6用于收集产出液体。通过平流泵将中间容器2存储的水泵出，经精密压力表4注入填砂模型5，测试模型渗透率。
使用粒径为106～270μm的聚合物弹性微球，形成聚合物弹性微球的第一原料包括单体组合物、引发剂、交联剂、聚乙二醇二丙烯酸酯和溶剂，第一原料中单体组合物的含量为0.4wt％，单体组合物包括质量比为2:4:1的丙烯酰胺单体、丙烯酸单体和支化不饱和单体，引发剂为过硫酸铵，第一原料中引发剂的含量为0.4wt％，交联剂为亚甲基双丙烯酰胺，第一原料中交联剂的含量为0.2wt％，第一原料中聚乙二醇二丙烯酸酯的含量为0.3wt％。
配制浓度为5000mg/L的聚合物弹性微球悬浮液存储于中间容器3；通过平流泵1，以1ml/min的速度将中间容器3中的弹性球体系(0.3PV)，经精密压力表4注入填砂模型5，实时记录精密压力表4的压力数据；弹性球注入完毕后，以1ml/min的速度再次注入水(15PV)，记录注入压力，计算模型渗透率，测试结果如表1所示。
表1
图3和表1分别列出了聚合物弹性微球注入前后的压力数据，以及据此计算得到的模型渗透率和渗透率封堵率。发现不同渗透率的砾岩岩心在注入聚合物弹性微球后，注入压力急剧升高，后趋于稳定，说明该体系对岩心形成了一定的封堵；后续注水至15PV时，注入压力先逐渐降低，后下降趋势减缓(如图3)，但总体显著高于初始注水压力，说明聚合物弹性微球形成的封堵耐水冲刷。渗透率数据(如表1)进一步证明该聚合物弹性微球能够对较宽渗透率范围3361～8459(1×10-3μm2)的砾岩优势通道形成一定的封堵，降低通道渗透率，经后续注水15PV冲刷后的封堵率仍可保持在71.7％以上，表现出一定的耐冲刷性能。
对比例2
本对比例采用本发明上述复合调剖剂体系中的无机刚性颗粒配制形成悬浮液，通过填砂模型中的流动实验，以渗透率封堵率为指标，评价单独采用的无机刚性颗粒的封堵能力和耐冲刷性。涉及不同渗透率填砂模型，按照实际砾岩油藏砂砾组成填制，具体为：渗透率为8532，6363，5047，4892，3634(1×10-3μm2)模型，填制用砂砾组成与对比例1相同。
同样采用如图1所示的流动实验装置，采用对比例1中的实验步骤，其中，配制无机刚性颗粒悬浮液，无机刚性颗粒的组分包括玻璃纤维和钠土，玻璃纤维的长度为1.2cm，悬浮液中玻璃纤维的质量百分浓度为0.1％，钠土的质量百分浓度为5％，无机刚性颗粒的体积模量满足6～12GPa，测试结果如表2所示。
表2
图4和表2分别列出了无机刚性颗粒注入前后的压力数据，以及根据压力计算得到的模型渗透率和渗透率封堵率。发现不同粒度组成的人造砾岩岩心在注入无机刚性颗粒后，注入压力急剧升高，后趋于稳定，说明该体系对岩心形成了一定的封堵；后续注水至15PV时，注入压力先逐渐降低，后下降趋势减缓，但总体显著高于初始注水压力(如图4)，说明无机刚性颗粒形成的封堵耐水冲刷。渗透率数据(如表2)进一步证明该无机刚性颗粒能够对较宽渗透率范围3634～8532(1×10-3μm2)的砾岩优势通道形成一定的封堵，降低通道渗透率，经后续注水15PV冲刷后的封堵率几乎没变，说明无机刚性颗粒的耐冲刷性能强，但封堵率相较高强度弹性球略微降低，分析应为无机刚性颗粒粒径固定，而弹性球可以通过变形、拉伸通过更细小的孔喉进入地层深部，所以封堵率更高。
实施例1
本实施例采用本发明上述复合调剖剂体系，通过填砂模型中的流动实验，以渗透率封堵率为指标，评价聚合物弹性微球与无机刚性颗粒交替注入时封堵能力和耐冲刷性。涉及不同渗透率填砂模型，按照实际砾岩油藏砂砾组成填制，具体：渗透率为8537，7289，5963，4782，3691(1×10-3μm2)模型，填制用砂砾组成与对比例1相同。流动实验装置如图2所示，包括平流泵1、第一中间容器2、第二中间容器3、第三中间容器7、精密压力表4、砾岩填砂模型5、量筒6，即在图1中所示的流动实验装置的基础上增加了一个第三中间容器7，也用于存储水与调剖剂，其它实验装置组件与对比例1-2作用相同。实验中，首先通过平流泵1，以1ml/min的驱替速度，将中间容器2存储的水泵，经精密压力表4注入填砂模型5，测试模型渗透率。
分别配制无机刚性颗粒悬浮液与聚合物弹性微球悬浮液，无机刚性颗粒的组分包括玻璃纤维和钠土，玻璃纤维的长度为1.2cm，无机刚性颗粒悬浮液中玻璃纤维的质量百分浓度为0.1％，钠土的质量百分浓度为5％，无机刚性颗粒的体积模量满足6～12GPa，将配制好的无机刚性颗粒悬浮液存储于中间容器7中；继续配制聚合物弹性微球悬浮液，形成聚合物弹性微球的第一原料包括单体组合物、引发剂、交联剂、聚乙二醇二丙烯酸酯和溶剂，第一原料中单体组合物的含量为0.6wt％，单体组合物包括质量比为1:2:1的丙烯酰胺单体、丙烯酸单体和烯丙基丙烷，引发剂为过硫酸铵，第一原料中引发剂的含量为0.4wt％，交联剂为亚甲基双丙烯酰胺，第一原料中交联剂的含量为0.2wt％，第一原料中聚乙二醇二丙烯酸酯的含量为0.2wt％，聚合物弹性微球悬浮液聚合物弹性微球的浓度为5000mg/L，粒径为106～270μm，配制浓度为5000mg/L的聚合物弹性微球悬浮液存储于中间容器3中；
通过平流泵1，以1ml/min的速度将中间容器3与中间容器7中的调剖剂交替注入(各0.05PV，重复三次)，经精密压力表4注入填砂模型5，实时记录精密压力表4的压力数据；高强度弹性球+强化无机刚性颗粒的复合体系交替注入完毕后，以1ml/min的速度再次注入水(15PV)，记录注入压力，计算模型渗透率，测试结果如表3所示。
表3
图5和表3分别列出了聚合物弹性微球与无机刚性颗粒交替注入前后的压力，以及据此计算得到的模型渗透率和渗透率封堵率。发现不同渗透率砾岩岩心体系交替注入后，压力急剧增大，超过了两种体系分别单独注入时的最高注入压力，说明聚合物弹性微球与无机刚性颗粒之间存在协同效应，两者的复合使用增强了调剖剂的封堵能力。后续注水至15PV时，注入压力略微降低，但整体上下降幅度不大，说明该体系的封堵耐冲刷性良好(如图5)。渗透率数据(如表3)进一步证明该型调剖剂交替注入时能够对较宽渗透率范围3634～8532(1×10-3μm2)的砾岩优势通道形成良好的封堵，模型渗透率封堵率达97.3％以上，经后续注水15PV冲刷后的封堵率仍可保持在96.6％以上，表现出优异的耐冲刷性能。对比发现，聚合物弹性微球与无机刚性颗粒交替注入，较分别单独注入封堵能力强。
实施例2
本实施例采用本发明上述复合调剖剂体系，通过填砂模型中的流动实验，以渗透率封堵率为指标，评价聚合物弹性微球与无机刚性颗粒的复合体系混合注入时封堵能力和耐冲刷性。涉及不同渗透率填砂模型，按照实际砾岩油藏砂砾组成填制，具体：渗透率为9051，7475，5638，4728，3423(1×10-3μm2)模型，填制用砂砾组成与对比例1相同。同样采用如图1所示的流动实验装置，实验中，首先通过平流泵1，以1ml/min的驱替速度，将中间容器2存储的水泵出，经精密压力表4注入填砂模型5，测试模型渗透率。
配制无机刚性颗粒与聚合物弹性微球的混合悬浮液，无机刚性颗粒的组分包括玻璃纤维和钠土，玻璃纤维的长度为1.2cm，混合悬浮液中玻璃纤维的质量百分浓度为0.1％，钠土的质量百分浓度为5％，并采用与实施例1中相同的聚合物弹性微球，混合悬浮液中聚合物弹性微球的浓度为5000mg/L，粒径为106～270μm。
将配制好的混合悬浮液存储于中间容器3中；通过平流泵1，以1ml/min的速度将中间容器3中的调剖剂泵出(0.3PV)，经精密压力表4注入填砂模型5，实时记录精密压力表4的压力数据；聚合物弹性微球与无机刚性颗粒的复合体系注入完毕后，以1ml/min的速度再次注入水(15PV)，记录注入压力，计算模型渗透率，测试结果如表4所示。
表4
图6和表4分别列出了聚合物弹性微球与无机刚性颗粒混合注入前后的压力，以及据此计算得到的模型渗透率和渗透率封堵率。发现不同渗透率砾岩岩心，两种调剖剂混合注入后，压力急剧增大，超过了两种体系分别单独注入时的最高注入压力，说明聚合物弹性微球与无机颗粒之间存在协同效应，两者的复合使用增强了调剖剂的封堵能力。后续注水至15PV时，注入压力略微降低，但整体上下降幅度不大，说明该体系的封堵耐冲刷性良好(如图6)。渗透率数据(如表4)进一步证明该型调剖剂混合注入时能够对较宽渗透率范围3423～9051(1×10-3μm2)的砾岩优势通道形成良好的封堵，模型渗透率封堵率达97.5％以上，经后续注水15PV冲刷后的封堵率仍可保持在96.6％以上，表现出优异的耐冲刷性能。对比发现，聚合物弹性微球与无机刚性颗粒混合注入，较分别单独注入封堵能力强。
实施例3
本实施例采用的复合调剖剂体系与实施例2的差别在于：聚合物弹性微球和所述无机刚性颗粒的重量比为1：4。
实施例4
本实施例采用的复合调剖剂体系与实施例2的差别在于：聚合物弹性微球和所述无机刚性颗粒的重量比为1：10。
实施例5
本实施例采用的复合调剖剂体系与实施例2的差别在于：
形成聚合物弹性微球的第一原料包括单体组合物、引发剂、交联剂、聚乙二醇二丙烯酸酯和溶剂，第一原料中单体组合物的含量为0.4wt％，单体组合物包括质量比为1:4:1的丙烯酰胺单体、丙烯酸单体和支化不饱和单体，引发剂为过硫酸铵，第一原料中引发剂的含量为0.4wt％，交联剂为亚甲基双丙烯酰胺，第一原料中交联剂的含量为0.1wt％，第一原料中聚乙二醇二丙烯酸酯的含量为0.1wt％。
实施例6
本实施例采用的复合调剖剂体系与实施例2的差别在于：
形成聚合物弹性微球的第一原料包括单体组合物、引发剂、交联剂、聚乙二醇二丙烯酸酯和溶剂，第一原料中单体组合物的含量为1.5wt％，单体组合物包括质量比为2:4:3的丙烯酰胺单体、丙烯酸单体和支化不饱和单体，引发剂为过硫酸铵，第一原料中引发剂的含量为0.5wt％，交联剂为亚甲基双丙烯酰胺，第一原料中交联剂的含量为0.3wt％，第一原料中聚乙二醇二丙烯酸酯的含量为0.4wt％。
实施例7
本实施例采用的复合调剖剂体系与实施例2的差别在于：
形成聚合物弹性微球的第一原料包括单体组合物、引发剂、交联剂、聚乙二醇二丙烯酸酯和溶剂，第一原料中单体组合物的含量为0.2wt％，单体组合物包括质量比为1:2:1的丙烯酰胺单体、丙烯酸单体和支化不饱和单体，引发剂为过硫酸铵，第一原料中引发剂的含量为0.2wt％，交联剂为亚甲基双丙烯酰胺，第一原料中交联剂的含量为0.05wt％，第一原料中聚乙二醇二丙烯酸酯的含量为0.05wt％。
实施例8
本实施例采用的复合调剖剂体系与实施例2的差别在于：
玻璃纤维的长度为1.0cm，复合调剖剂体系中玻璃纤维的含量0.05wt％，钠土的含量为2wt％。
实施例9
本实施例采用的复合调剖剂体系与实施例2的差别在于：
玻璃纤维的长度为1.5cm，复合调剖剂体系中玻璃纤维的含量0.1wt％，钠土的含量为8wt％。
实施例10
本实施例采用的复合调剖剂体系与实施例2的差别在于：
玻璃纤维的长度为0.6cm，复合调剖剂体系中玻璃纤维的含量0.02wt％，钠土的含量为1wt％。
实施例11
本实施例采用的复合调剖剂体系与实施例2的差别在于：
复合调剖剂体系(即混合悬浮液)中聚合物弹性微球的浓度为1000mg/L。
实施例12
本实施例采用的复合调剖剂体系与实施例2的差别在于：
复合调剖剂体系(即混合悬浮液)中聚合物弹性微球的浓度为2500mg/L。
实施例13
本实施例采用的复合调剖剂体系与实施例2的差别在于：
复合调剖剂体系(即混合悬浮液)中聚合物弹性微球的浓度为500mg/L。
实施例14
本实施例采用的复合调剖剂体系与实施例1的差别在于：
聚合物弹性微球悬浮液中聚合物弹性微球的浓度为1000mg/L。
实施例15
本实施例采用的复合调剖剂体系与实施例1的差别在于：
聚合物弹性微球悬浮液中聚合物弹性微球的浓度为2500mg/L。
实施例16
本实施例采用的复合调剖剂体系与实施例1的差别在于：
聚合物弹性微球悬浮液中聚合物弹性微球的浓度为500mg/L。
通过填砂模型中的流动实验，以渗透率封堵率为指标，评价上述实施例3～13中聚合物弹性微球与无机刚性颗粒的复合体系混合注入时封堵能力和耐冲刷性，其中，实施例3～13中均采用编号4-3#，渗透率为5638(1×10-3μm2)模型，并评价上述实施例14～16中聚合物弹性微球与无机刚性颗粒交替注入时封堵能力和耐冲刷性，其中，实施例14～16中均采用编号3-3#，渗透率为5963(1×10-3μm2)模型，测试结果如表5所示。
表5
从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：
1、本发明上述复合调剖剂体系中的聚合物弹性微球具有强度大、变形能力强的特点，与砾岩油藏地层的孔喉尺寸相匹配，可以实现多段塞处理、配注简单，直接以水为携带介质，且弹性球是预先在地面完成合成、粉碎、筛分的，其粒度、强度均可以人工控制，有效的避免了在地下交联成胶强度不足或地下反应不充分的问题；
2、本发明上述复合调剖剂体系中的无机刚性颗粒的强度相对于其他调剖剂较高，能够对特高渗层进行一定程度的封堵，无机刚性颗粒体系用料便宜易得，化学性质稳定，强度大，是封堵砾岩油藏大孔道的理想调剖剂；
3、复合颗粒型调剖剂兼具弹性与刚性并相互补充，既能够向地层深部运移，同时封堵强度大，对特高渗透层和大孔道封堵效果好(封堵率97％以上)，耐冲刷性能优良(封堵率下降不超过5％)，总体调剖有效期长；
4、上述复合调剖剂体系适合于封堵砾岩油藏窜流通道，对于层间窜流有明显的抑制效果，能够有效解决低渗砾岩油藏中优势通道窜流(水或聚合物窜流)导致的油井水淹问题，还能够增大注入流体的波及体积，提高石油采收率。同时，上述复合调剖剂体系的施工工艺简单，现场配注简单易行。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (13)
1.一种复合调剖剂体系，其特征在于，包括第一悬浮液体系和第二悬浮液体系，所述第一悬浮液体系包括聚合物弹性微球，所述第二悬浮液体系包括无机刚性颗粒，且所述无机刚性颗粒的体积模量为6～12GPa。
2.根据权利要求1所述的复合调剖剂体系，其特征在于，所述聚合物弹性微球和所述无机刚性颗粒的重量比为(1～4)：16。
3.根据权利要求1或2所述的复合调剖剂体系，其特征在于，所述聚合物弹性微球的粒径为106～270μm。
4.根据权利要求1或2所述的复合调剖剂体系，其特征在于，所述聚合物弹性微球为带有支化结构的预交联凝胶颗粒。
5.根据权利要求4所述的复合调剖剂体系，其特征在于，形成所述聚合物弹性微球的第一原料包括单体组合物、引发剂、交联剂和溶剂，优选所述单体组合物包括丙烯酰胺单体、丙烯酸单体和支化不饱和单体，优选所述第一原料中所述单体组合物的含量为0.4～1.5wt％，更优选所述丙烯酰胺单体、所述丙烯酸单体和所述支化不饱和单体的质量比为(1～2):4:(1～3)，优选所述引发剂为过硫酸铵和/或过硫酸钾，优选所述第一原料中所述引发剂的含量为0.4～0.5wt％，优选所述交联剂为亚甲基双丙烯酰胺，优选所述第一原料中所述交联剂的含量为0.1～0.3wt％，优选所述复合调剖剂体系还包括聚乙二醇二丙烯酸酯，更优选所述第一原料中所述聚乙二醇二丙烯酸酯的含量为0.1～0.4wt％。
6.根据权利要求1或2所述的复合调剖剂体系，其特征在于，所述无机刚性颗粒的粒径为10～40μm。
7.根据权利要求1或2所述的复合调剖剂体系，其特征在于，所述无机刚性颗粒包括玻璃纤维与无机颗粒的复合结构。
8.根据权利要求7所述的复合调剖剂体系，其特征在于，所述无机刚性颗粒的组分包括玻璃纤维和钠土，优选所述玻璃纤维的长度为1.0～1.5cm。
9.根据权利要求1或2所述的复合调剖剂体系，其特征在于，
所述复合调剖剂体系中聚合物弹性微球的浓度为1000～5000mg/L，优选为2000～2500mg/L；或
所述第一悬浮液体系的注入浓度为1000～5000mg/L，优选为2000～2500mg/L。
10.一种复合调剖剂体系的注入方法，其特征在于，包括以下步骤：
将权利要求1至9中任一项所述的复合调剖剂体系中的第一悬浮液体系和第二悬浮液体系同时注入地层中；或
将权利要求1至9中任一项所述的复合调剖剂体系中的第一悬浮液体系和第二悬浮液体系交替注入地层中。
11.根据权利要求10所述的注入方法，其特征在于，
所述第一悬浮液体系和所述第二悬浮液体系同时注入所述地层中，所述复合调剖剂体系中聚合物弹性微球的浓度为1000～5000mg/L，优选为2000～2500mg/L；或
所述第一悬浮液体系和所述第二悬浮液体系交替注入所述地层中，所述第一悬浮液体系的注入浓度为1000～5000mg/L，优选为2000～2500mg/L。
12.根据权利要求10所述的注入方法，其特征在于，
所述第一悬浮液体系和所述第二悬浮液体系同时注入所述地层中，所述第二悬浮液体系包括玻璃纤维、钠土和溶剂，优选所述复合调剖剂体系中所述玻璃纤维的含量0.05～0.1wt％，优选所述复合调剖剂体系中所述钠土的含量为2～8wt％；或
所述第一悬浮液体系和所述第二悬浮液体系交替注入所述地层中，所述第二悬浮液体系包括玻璃纤维、钠土和溶剂，优选所述第二悬浮液体系中所述玻璃纤维的含量为0.05～0.1wt％，优选所述第二悬浮液体系中所述钠土的含量为2～8wt％。
13.一种复合调剖剂体系的应用，其特征在于，采用权利要求1至9中任一项所述的复合调剖剂体系或权利要求10至12中任一项所述的注入方法对砾岩油藏进行调剖。
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2019
- 2019-12-31 CN CN201911425346.5A patent/CN113122214A/zh active Pending
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