專利名稱：注蒸汽熱采用溫敏性固砂封竄完井一體化化學(xué)體系的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種應(yīng)用于油氣田開發(fā)中油氣井化學(xué)固砂完井、化學(xué)防砂及封竄堵水的化學(xué)體系，屬于油藏開采領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
注入高溫蒸汽是改善稠油油藏開采效果的最有效方法之一，但高溫蒸汽的沖刷和加熱膨脹破壞稠油油藏的地層固結(jié)物，砂粒隨油流導(dǎo)出，嚴(yán)重影響正常開采。并且隨著多輪次吞吐開發(fā)，蒸汽竄流問題越來越突出，造成蒸汽熱效率低，能耗浪費(fèi)嚴(yán)重，稠油采收率低等問題，因之高溫封堵防竄對于稠油井的高效開采至關(guān)重要。其中，化學(xué)固砂是防砂完井方式的一種，是采用化學(xué)的方法將地層砂固結(jié)起來，增加地層強(qiáng)度，從而起到防止油氣水井出砂的目的。而化學(xué)封堵技術(shù)主要是解決封堵油水井套管外環(huán)層間連通問題。即將具有一定流動性的化學(xué)藥劑，利用一定的工藝技術(shù)手段填充到套管外環(huán)層間連通間隙中，使其與套管外水泥環(huán)凝固形成抗高壓有機(jī)整體，堵塞套管外環(huán)層間連通通道。熱固性的酚醛樹脂、環(huán)氧樹脂以及呋喃樹脂在油田開發(fā)中應(yīng)用最為廣泛。樹脂類化學(xué)劑用作固砂劑及堵調(diào)劑具有如下優(yōu)點(diǎn):可以注入地層孔隙并且具有足夠高的強(qiáng)度，可以封堵孔隙、裂縫、孔洞、竄槽和炮眼；樹脂固化后固結(jié)強(qiáng)度高且呈中性，耐酸堿，與其它采油措施的工作液體不反應(yīng)，因而有效期長。Fader及Hess等的研究及現(xiàn)場應(yīng)用表明具有較長分子鏈的糠醇樹脂堵劑耐溫性能較好，并在美國克恩河油田熱采開發(fā)過程中取得了很好的效果。雖然熱固性樹脂堵劑封堵能力強(qiáng)、有效期長及耐高溫性能好，但是由于其封堵沒有選擇性，施工工藝較為繁瑣，固化速度對溫度非常敏感所造成的可控性差等因素限制了其在蒸汽熱采開發(fā)中的應(yīng)用?，F(xiàn)有技術(shù)總體來說主要存在兩點(diǎn)不足，一方面，隨著進(jìn)入多輪次吞吐及蒸汽驅(qū)開發(fā)階段，對其耐溫性、熱穩(wěn)定性及封堵強(qiáng)度都提出了更高的要求，在熱采高溫度下多數(shù)有效期短甚至已無法使用，另一方面，目前上述固砂及封堵工藝均是分別進(jìn)行，并為了防止在井筒內(nèi)固結(jié)，需要采用隔離液和外固化劑，由此存在施工工藝復(fù)雜，現(xiàn)場施工危險(xiǎn)系數(shù)高等問題。我國稠油生產(chǎn)的主要油田逐步地轉(zhuǎn)入多輪次蒸汽吞吐及蒸汽驅(qū)開采階段，近井地帶的開采溫度能高達(dá)300°C，并且，隨著開發(fā)強(qiáng)度不斷提高，吞吐井出砂日益嚴(yán)重，但常規(guī)樹脂在高溫下易降解而失去固結(jié)作用；同時(shí)，稠油在注蒸汽開采過程中，由于油藏的非均質(zhì)性及蒸汽與高粘度原油流度之間的巨大差異，將會出現(xiàn)蒸汽重力超覆和蒸汽指進(jìn)等蒸汽竄流的致使蒸汽垂向波及效率低于40%，油汽比變小，產(chǎn)油量大幅度下降，經(jīng)濟(jì)效益差，給油田的稠油生產(chǎn)帶來嚴(yán)重的困難。針對上述問題，通常需要采用固砂完井及堵竄技術(shù)。因此，需要開發(fā)耐高溫、固結(jié)強(qiáng)度高、有效期長，同 時(shí)對封堵具有選擇性，同時(shí)能簡化施工工藝，提高施工成功率的固砂封堵一體化的化學(xué)體系
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為注蒸汽熱采適用的，具有溫度選擇性能(溫度敏感性能)及具有一定發(fā)泡及體積膨脹性能的高溫固砂及封竄化學(xué)體系。該體系在油藏溫度條件下化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，利用注入蒸汽后的熱引發(fā)，形成以固化樹脂為連續(xù)相，氣體為分散相的發(fā)泡樹脂，可在熱采開發(fā)工藝中采用單液法施工，固砂封竄一體化。本發(fā)明一種注蒸汽熱采用溫敏性固砂封竄完井一體化化學(xué)體系，該化學(xué)體系包括低粘度的糠醇預(yù)聚體、溫度選擇性固化劑、間苯二酚；所述的糠醇預(yù)聚體為糠醇單體在高溫或酸性固化劑作用下發(fā)生脫水縮聚反應(yīng)，通過控制反應(yīng)程度使其不能生成大分子，而生成的分子量較小的線性脫水縮合物；所述的溫度選擇性固化劑為在一定的溫度范圍內(nèi)發(fā)生水解作用生成鹽酸和氣體的化合物。所述的糠醇預(yù)聚體的粘度范圍為50mPa.s 80mPa.s ;所述的溫度選擇性固化劑水解溫度范圍為80°C 140°C。所述的低粘度的糠醇預(yù)聚體、溫度選擇性固化劑、間苯二酚的使用量，以低粘度的糠醇預(yù)聚體的重量為100計(jì)算，低粘度的糠醇預(yù)聚體、溫度選擇性固化劑、間苯二酚的重量比為 100: 5 10: 0.1 0.8 ;優(yōu)選 100: 6 9: 0.4 0.6;以 100: 9: 0.6 為最佳。依據(jù)潛在酸性固化劑的水解溫度不同，根據(jù)具體施工油水井的地層溫度條件，篩選在一定溫度條件下可水解的潛在酸性固化劑。本發(fā)明所述的溫度選擇性固化劑溫度范圍為80°C 140°C。所述的溫度選擇性固化劑為二氯乙烷、對甲苯磺酰氯或四氯化碳等。優(yōu)選四氯化碳。上述溫度選擇性固化劑在達(dá)到其水解溫度時(shí)，通過與水作用發(fā)生的水解反應(yīng)，釋放出酸，從而引發(fā)糠醇預(yù)聚體固結(jié)；溫度選擇性固化劑還具有吸收糠醇預(yù)聚體發(fā)生縮聚反應(yīng)時(shí)生成的副產(chǎn)物水的作用，有利于糠醇預(yù)聚體縮聚反應(yīng)向正反應(yīng)方向進(jìn)行，并有利于固結(jié)后形成致密的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，從而起到提高固結(jié)體耐溫性能的作用。溫度選擇性固化劑在一定溫度條件下的水解反應(yīng)式如下(以四氯化碳為例):CC14+2H20 — 4HC1+C02 混合體系在一定溫度下與糠醇預(yù)聚體的反應(yīng)式如下式所示:
H-(^^CH2OH + H—^^CH2OH -+ H2O
H-O-CH2OH
CH2-C^CH2OH +4HCI+ CO2I OO在一定溫度下，溫度選擇性固化劑與外部環(huán)境中的水可發(fā)生水解反應(yīng)，生成鹽酸和二氧化碳，鹽酸的酸值足以引發(fā)糠醇預(yù)聚體進(jìn)一步發(fā)生縮合反應(yīng)；此時(shí)，糠醇預(yù)聚體縮聚生成線性高分子聚合物的同時(shí)生成了縮聚反應(yīng)的副產(chǎn)物-水分子，而副產(chǎn)物的產(chǎn)生，加速促進(jìn)了溫度選擇性固化劑的水解，水解生成酸性固化劑的速度加快，由此引發(fā)預(yù)聚體縮聚反應(yīng)的速度也會加快。由以上機(jī)理形成了由外部環(huán)境中的水引發(fā)潛在酸性化合物的水解反應(yīng)，水解反應(yīng)促進(jìn)縮聚反應(yīng)，縮聚反應(yīng)進(jìn)一步促進(jìn)水解反應(yīng)的“雪球效應(yīng)”，直至預(yù)聚體最終固化為不熔融并具有膠結(jié)強(qiáng)度的固結(jié)體，膠結(jié)地層砂，實(shí)現(xiàn)防止地層出砂的作用。在固結(jié)的過程中，由于溫度選擇性固化劑水解時(shí)釋放出的氣體，促使固結(jié)體在稠化過程中發(fā)生體積膨脹，這種體膨效應(yīng)即可以提高對大孔道的封堵效率，又可以保障固結(jié)體與孔道四周壁的充分接觸，從而保障封堵成功率。本發(fā)明通過上述作用，實(shí)現(xiàn)在熱采井中采用單液法即一步法施工，實(shí)現(xiàn)固砂防砂及封竄一體化施工。本發(fā)明為注蒸汽熱采適用的，具有溫度選擇性能(溫度敏感性能)及具有一定發(fā)泡及體積膨脹性能的高溫固砂及封竄化學(xué)體系。該體系包括低粘度的甲階段糠醇樹脂及溫度選擇性固化劑及間苯二酚，油藏溫度及井筒溫度條件下化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，利用注入蒸汽后的熱引發(fā)，形成以固化樹脂為連續(xù)相，氣體為分散相并具有較高強(qiáng)度的發(fā)泡樹脂，并在地層砂表面形成樹脂膜，通過氫鍵將地層砂膠結(jié)，從而固結(jié)地層砂及封堵大孔道，可在熱采開發(fā)工藝中采用單液法施工，固砂劑封竄一體化。本發(fā)明注蒸汽熱采適用的，具有溫度選擇性能(溫度敏感性能)及具有一定發(fā)泡及體積膨脹性能的高溫固砂及封竄化學(xué)體系具有如下功能:①樹脂基體為低分子聚合物，由此具有優(yōu)良的抗剪切性能，并具有低粘度(< 80mPa.s)、流動性好，從而易于泵入并優(yōu)先進(jìn)入大孔道及竄漏層的能力；②能固結(jié)地層砂或充填的石英砂，具有較高的固結(jié)強(qiáng)度及封堵強(qiáng)度；③該體系固化具有溫度選擇性(溫敏性)，可避免在井筒內(nèi)固結(jié)，同時(shí)可根據(jù)地層中溫度場分布進(jìn)行封堵；④所用固化劑為潛在固化劑，同時(shí)分解時(shí)吸收聚合物縮聚產(chǎn)生的水，促使縮聚反應(yīng)向正反應(yīng)方向進(jìn)行，生成大分子鏈體型結(jié)構(gòu)，提高耐溫性能；⑤體系固結(jié)時(shí)具有體積膨脹性能，同時(shí)與地層砂通過氫鍵連接，封堵大孔道，提高封堵成功率及封堵效率。`


:圖1固結(jié)溫度與CP-1固結(jié)后抗拉強(qiáng)度關(guān)系圖。圖2固化溫度與膨脹體積的關(guān)系。圖3成膠溫度與CP-1成膠后熱失重率的關(guān)系。圖4高礦化水浸泡老化時(shí)間對膠體強(qiáng)度的影響。圖5鹽酸濃度對膠體強(qiáng)度的影響。圖6堿對膠體強(qiáng)度的影響。圖7固結(jié)及膨脹體積。圖8膨脹固結(jié)效果圖。
實(shí)施例:實(shí)施例1 16、化學(xué)體系配方正交實(shí)驗(yàn)采用5因素4水平正交實(shí)驗(yàn)法綜合考察各因素對高溫該化學(xué)體系性能的影響。實(shí)驗(yàn)中采用了粘度不同的糠醇預(yù)聚體產(chǎn)品(命名為F1、F2、F3、F4，其粘度分別為77mPa.S、64mPa.s、56mPa.s、49mPa.s), B為溫度選擇性固化劑(以四氯化碳為例，選擇性固化溫度為120°C，用量為糠醇預(yù)聚體重量的6、7、8、9% ;C為吡啶，用量為糠醇預(yù)聚體重量的O、1、3>5% ；D為乙酸丁酯，用量為糠醇預(yù)聚體重量的0、3、6、9% ；E為間苯二酚，用量為糠醇預(yù)聚體重量的0、0.2,0.4,0.6% ;共進(jìn)行16次配方正交實(shí)驗(yàn)，考察以上成分對高溫該化學(xué)體系耐溫性能和體積膨脹性能的影響，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表I及表2。由表2分析可知，由于該化學(xué)體系的熱失重率越低，耐熱降解性能越好，固結(jié)有效期長。因此，影響該化學(xué)體系耐溫性能的主要因素是B，從該化學(xué)體系耐溫性能考慮，最優(yōu)配方為F2B4C2D2E1 ;另一方面，該化學(xué)體系的體積膨脹性能越好，其發(fā)泡能力越強(qiáng)，封堵效率越高，且使用成本降低。而影響該化學(xué)體系體積膨脹性能的主要因素也是B，最優(yōu)配方為F3B4C4D3E2。而C、D兩因素影響不顯著。綜合考慮該化學(xué)體系的耐熱降解性能、體積膨脹性能、可泵入性能及經(jīng)濟(jì)性，確定最終的優(yōu)化配方為F3B4C3D1E4 (20gF3糠醇預(yù)聚體+1.8g四氯化碳+0.2g間苯二酚)。在下面的實(shí)驗(yàn)中，將該優(yōu)化配方命名為CP-1體系，并通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證其性能。實(shí)施例17、熱穩(wěn)定性能試驗(yàn)將CP-1體系分別在120°C、150°C及180°C條件下固結(jié)后的膠體，放置于300°C的高溫爐中恒溫24小時(shí)，定時(shí)取出 涼至室溫，測量其膠體強(qiáng)度，考察其熱穩(wěn)定性，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見圖1o由圖1實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，CP-1體系在120°C、150°C及180°C條件下固結(jié)后的膠體，經(jīng)過30(TC高溫條件下熱老化24hr后，膠體強(qiáng)度變化幅度不大，可見CP-1體系在120°C、150°C及180°C條件下固結(jié)后的膠體均具有很好的耐熱性能。實(shí)例18、不同固結(jié)溫度下固結(jié)強(qiáng)度與膨脹體積的關(guān)系計(jì)算固化劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%及9%的20mL該化學(xué)體系在不同溫度下固結(jié)后膨脹體積倍數(shù)。計(jì)算方法如下:通過特氟龍筒的直徑及生固結(jié)體的高度來計(jì)算上述不同溫度下生固結(jié)體的體積，所計(jì)算出膠體的體積除以該化學(xué)體系原液的體積(20mL)即為不同溫度下固結(jié)后膨脹體積倍數(shù)，固結(jié)溫度與膨脹體積的關(guān)系見圖2所示。如圖2所示，隨著該化學(xué)體系中固化劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加，固化后固結(jié)體的體積膨脹倍數(shù)增大；隨著固化溫度的提高，固結(jié)后固結(jié)體的體積膨脹倍數(shù)亦增大。由此可見，該化學(xué)體系固結(jié)后的體積膨脹倍數(shù)與固化劑含量及固化溫度均是正相關(guān)的關(guān)系。實(shí)施例19、剪切對CP-1體系堵調(diào)性能的影響CP-1體系在注入過程中，要面臨地面設(shè)備管匯、泵、閥門等機(jī)械剪切。因此有必要考察上述機(jī)械剪切是否使未固結(jié)的預(yù)聚體分子發(fā)生降解，影響其固結(jié)性能。采用攪拌器模擬機(jī)械剪切，將配制好的固結(jié)體系，測定其初始粘度后將按基本配方配制好的原液高速攪拌剪切一定時(shí)間，測定不同剪切時(shí)間后原液粘度，并按前面介紹的實(shí)驗(yàn)方法來測定化學(xué)體系在溫度為120°C條件下固化的固結(jié)時(shí)間和固結(jié)強(qiáng)度，對比剪切前后性能的變化，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表3:由表3結(jié)果可以看出，剪切對該化學(xué)體系的粘度、固結(jié)時(shí)間及固結(jié)強(qiáng)度沒有太大的影響。不同于以高分子聚合物為主的堵調(diào)劑不耐剪切的缺陷，CP-1體系的主劑為低分子聚合體，其自身具有聚合程度低，分子量低及粘度小等特點(diǎn)，機(jī)械剪切對其性能的影響小，因此該化學(xué)體系具有很好的泵入性能及泵入后保持良好的固結(jié)性能。實(shí)施例20、成膠溫度對CP-1熱降解率的影響不同成膠溫度對CP-1體系成膠后在300°C的熱降解率采用下述方法確定:CP-1體系在上述不同溫度下生成的膠體放入抽真空烘箱中，在110°c條件下保持恒溫至膠體恒重，將其及表面皿放入馬弗爐中，于300°c下保持24h，隨后烘箱冷卻至室溫，稱量。耐熱性用其3000C X 12h條件下的質(zhì)量損失表征(簡稱熱失重率)。計(jì)算樣品的熱失重率，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見圖3:由圖3可知，CP-1體系在不同溫度條件下成膠后，其熱失重率在300°C條件下均在3.0%以內(nèi)，因此成膠溫度對CP-1體系在不同溫度條件下成膠后得熱失重率的影響不大。需要通過管式模型進(jìn)一步驗(yàn)證CP-1體系在較高成膠溫度條件下的耐溫穩(wěn)定性能。實(shí)施例21、CP-1體系成膠后的化學(xué)穩(wěn)定性能1、實(shí)驗(yàn)用藥品及器材NaCl及NaOH (分析純，國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司)、無水CaCl，Na2C03及NaHC03 (分析純，天津化學(xué)試劑廠)、HCl (淄博化學(xué)試劑廠)。

電子天平、具塞廣口瓶、恒溫水浴、恒溫箱、抽真空烘箱、酸度計(jì)，去離子水，臘。2、耐礦物質(zhì)水浸泡性能(I)模擬地層水的基本性質(zhì)模擬勝利油田高礦化度地層水的地層水中離子種類和含量，在實(shí)驗(yàn)室用試劑配置礦物質(zhì)水，其各離子含量及總礦化度等基本性質(zhì)見表4所示。(2)礦化水浸泡老化實(shí)驗(yàn)將上述經(jīng)過300°C熱老化的膠體稱重后放入盛有上述模擬地層水的廣口瓶中，蓋上瓶塞，并用臘封口，放入恒溫箱中，保持箱內(nèi)溫度為70土 1°C，定期取出膠體，用去離子水反復(fù)沖洗后放入抽真空烘箱中，在低溫條件下抽真空烘干至恒重，記錄膠體的重量隨礦化水浸泡時(shí)間的變化，測量膠體強(qiáng)度，并觀察膠體外觀變化情況，結(jié)果見圖4。由圖4可知，在120°C、150°C及180°C條件下成膠的CP-1體系膠體在礦物質(zhì)水老化實(shí)驗(yàn)初期，礦物質(zhì)水中的離子擴(kuò)散進(jìn)入到膠體的空隙中，對膠體中鍵接能力較差的支鏈或雜鏈發(fā)生解鏈，破壞膠體的強(qiáng)度。因此，在礦物質(zhì)水浸泡初期，各膠體的強(qiáng)度均有一定程度的下降。在經(jīng)歷過初期這些比較容易降解的支鏈或雜鏈的降解完成之后，膠體中能降解的鏈接減少，各膠體的強(qiáng)度進(jìn)入一個(gè)較緩慢下降的時(shí)期，但隨著時(shí)間的延長膠體的強(qiáng)度下降速度減慢，直至進(jìn)入較平緩的強(qiáng)度保持階段。其中，120°C條件下成交的膠體在三個(gè)不同溫度條件下成膠的膠體中，其耐礦物質(zhì)水降解性能最好。與其他兩個(gè)膠體相比較，礦物質(zhì)水中的離子對其分子鏈的分解最慢，一方面是由于CP-1體系在此溫度下后的形成的短分子鏈支鏈和雜鏈較少，而主鏈分子量長，鍵接強(qiáng)度大，耐降解性能好；另一方面，在此溫度下成交的膠體空隙較為致密，礦物質(zhì)水中的離子通過擴(kuò)散進(jìn)入膠體內(nèi)部的能力較差，所需時(shí)間較長，這方面比較突出的表現(xiàn)還在于其膠體強(qiáng)度的減弱從下降期至平穩(wěn)期所需的時(shí)間相對比較長。3、酸老化性能實(shí)驗(yàn)在容量瓶內(nèi)用上述模擬礦物質(zhì)水配置濃度分別為2%、4%、6%、8%及10%的鹽酸溶液，每個(gè)濃度的酸溶液分別倒入3個(gè)廣口瓶中JfCP-1體系分別在120°C、150°C及180°C條件下成膠后的膠體，先經(jīng)過30(TC熱老化，然后稱重，測定其原始強(qiáng)度后放入盛有不同濃度鹽酸溶液的廣口瓶中，蓋上瓶塞，并用臘封口，放入恒溫箱中；保持箱內(nèi)溫度為70± I°C，5天后取出膠體，用去離子水反復(fù)沖洗后放入抽真空烘箱中，在低溫條件下抽真空烘干至恒重，記錄膠體的重量隨礦化水浸泡時(shí)間的變化，測量膠體強(qiáng)度，并觀察膠體外觀變化情況，結(jié)果見圖5。低濃度(4%以內(nèi))的鹽酸對膠體的強(qiáng)度沒有很大的影響，經(jīng)過5天的浸泡處理以后，膠結(jié)強(qiáng)度仍能保持原有強(qiáng)度的90%以上；當(dāng)鹽酸的濃度超過4%時(shí)，膠體的強(qiáng)度經(jīng)過5天的浸泡處理以后開始大幅度下降，直至鹽酸達(dá)到一定濃度(8% )，其強(qiáng)度下降開始趨向于平緩。說明固結(jié)體耐較低濃度酸性介質(zhì)質(zhì)侵蝕的能力強(qiáng)，可以在酸性地層介質(zhì)中長期保持性能穩(wěn)定；而高濃度酸化措施可以在一定程度上降低固結(jié)體的強(qiáng)度，具有一定解堵的作用。3、堿老化性能實(shí)驗(yàn)在容量瓶內(nèi)用上述模擬礦物質(zhì)水配置濃度分別為2%、4%、6%、8%及10%質(zhì)量分?jǐn)?shù)的氫氧化鈉溶液，每個(gè)濃度的氫氧化鈉溶液分別倒入3個(gè)廣口瓶中；將CP-1體系分別在120°C、15(TC及180°C條件下成膠后的膠體，先經(jīng)過30(TC熱老化，然后稱重，測定其原始強(qiáng)度后放入盛有不同濃度氫氧化鈉溶液的廣口瓶中，蓋上瓶塞，并用臘封口，放入恒溫箱中；保持箱內(nèi)溫度為70±1°C，5天后取出膠體，用去離子水反復(fù)沖洗后放入抽真空烘箱中，在低溫條件下抽真空烘干至恒重， 記錄膠體的重量隨礦化水浸泡時(shí)間的變化，測量膠體強(qiáng)度，并觀察膠體外觀變化情況，結(jié)果見圖6。如圖6所示，不同溫度下成膠的固結(jié)體經(jīng)過5天的浸泡處理以后，膠結(jié)強(qiáng)度均能保持原有強(qiáng)度的90%以上；說明固結(jié)體耐堿性介質(zhì)浸泡老化的性能明顯優(yōu)于其耐酸性介質(zhì)浸泡老化的性能。由于注蒸汽時(shí)對地層的侵蝕作用或各種強(qiáng)化采油措施往往采用堿做助齊U，底層流體介質(zhì)往往表現(xiàn)為強(qiáng)堿性，更適宜于CP-1體系固結(jié)后良好的耐堿性介質(zhì)老化性能發(fā)揮作用，保持長期有效的封堵性能。實(shí)施例22、固結(jié)及體積膨脹實(shí)物效果如圖10、11所示。在一定溫度下的發(fā)泡作用機(jī)理是，通過熱引發(fā)，溫度選擇性固化劑不斷水解釋放出的酸加速預(yù)聚體分子間的縮聚反應(yīng)，使該化學(xué)體系不斷稠化。溫度選擇性固化劑釋放出解釋放出的酸的同時(shí)還釋放出大量的氣體，促使不斷稠化的膠體的體積逐漸膨脹，直至完全固結(jié)，形成以糠醇固化樹脂為連續(xù)相，氣泡為分散相的發(fā)泡樹脂。泡沫樹脂的形成對提高單位體積的該化學(xué)體系在地層內(nèi)的封堵空隙體積，提高封堵效率具有非常重要的意義。實(shí)施例23、封堵后突破強(qiáng)度及突破壓力強(qiáng)度試驗(yàn)制作三組具有滲透率差異的巖心，每組巖心管中注入0.3PV的CP-1堵調(diào)體系，用溶劑清洗絲堵兩端后，重新封閉巖心管，然后放入高溫箱中，在150°C條件下恒溫5小時(shí)使堵調(diào)體系充分發(fā)泡并固化成膠，將巖心管重新裝入軀替流程中，采用以上實(shí)驗(yàn)及計(jì)算方法測得CP-1堵調(diào)體系封堵性能，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表5。從表5可知，由于CP-1堵調(diào)體系的發(fā)泡膨脹特性，具有很好的封堵率；該堵調(diào)體系成膠后為不熔融態(tài)，對不同滲透率的巖心均有良好封堵適應(yīng)能力，尤其對高滲透率巖心的適應(yīng)能力極好，其堵塞率均在98%以上；該體系成膠膨脹后，通過氫鍵與巖心中硅酸鹽礦物質(zhì)表面形成較強(qiáng)的鍵合力，其突破壓力隨著孔隙度的增大并沒有明顯降低，表明該體系對大孔道具有很強(qiáng)的封堵能力。表I高溫該化學(xué)體系正交實(shí)驗(yàn)配方及指標(biāo)測試結(jié)果
權(quán)利要求
1.一種注蒸汽熱采用溫敏性固砂封竄完井一體化化學(xué)體系，其特征在于，該化學(xué)體系包括低粘度的糠醇預(yù)聚體、溫度選擇性固化劑、間苯二酚；所述的糠醇預(yù)聚體為糠醇單體在高溫或酸性固化劑作用下發(fā)生脫水縮聚反應(yīng)，通過控制反應(yīng)程度使其不能生成大分子，而生成的分子量較小的線性脫水縮合物；所述的溫度選擇性固化劑為在一定的溫度范圍內(nèi)發(fā)生水解作用生成鹽酸和氣體的化合物。
2.根 據(jù)權(quán)利要求1所述的注蒸汽熱采用溫敏性固砂封竄完井一體化化學(xué)體系，其特征在于，所述的糠醇預(yù)聚體的粘度范圍為50mPa.s 80mPa.s ;所述的溫度選擇性固化劑水解溫度范圍為80°C 140°C。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的注蒸汽熱采用溫敏性固砂封竄完井一體化化學(xué)體系，其特征在于，所述的溫度選擇性固化劑為二氯乙烷、對甲苯磺酰氯或四氯化碳。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的注蒸汽熱采用溫敏性固砂封竄完井一體化化學(xué)體系，其特征在于，所述的低粘度的糠醇預(yù)聚體、溫度選擇性固化劑、間苯二酚的使用量，以低粘度的糠醇預(yù)聚體的重量為100計(jì)算，低粘度的糠醇預(yù)聚體、溫度選擇性固化劑、間苯二酚的重量比為 100: 5 10: 0.1 0.8。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的注蒸汽熱采用溫敏性固砂封竄完井一體化化學(xué)體系，其特征在于，所述的低粘度的糠醇預(yù)聚體、溫度選擇性固化劑、間苯二酚的使用量，以低粘度的糠醇預(yù)聚體的重量為100計(jì)算，低粘度的糠醇預(yù)聚體、溫度選擇性固化劑、間苯二酚的重量比為 100: 6 9: 0.4 0.6。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的注蒸汽熱采用溫敏性固砂封竄完井一體化化學(xué)體系，其特征在于，所述的低粘度的糠醇預(yù)聚體、溫度選擇性固化劑、間苯二酚的使用量，以低粘度的糠醇預(yù)聚體的重量為100計(jì)算，低粘度的糠醇預(yù)聚體、溫度選擇性固化劑、間苯二酚的重量比為 100: 9: 0.6。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的注蒸汽熱采用溫敏性固砂封竄完井一體化化學(xué)體系，其特征在于，在熱采井中可實(shí)現(xiàn)一步法施工。
8.權(quán)利要求1 7之一所述的注蒸汽熱采用溫敏性固砂封竄完井一體化化學(xué)體系在油氣田開發(fā)中油氣井化學(xué)固砂完井、化學(xué)防砂及封竄堵水中的應(yīng)用。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種注蒸汽熱采用溫敏性固砂封竄完井一體化化學(xué)體系，其特征在于，該化學(xué)體系包括低粘度的糠醇預(yù)聚體、溫度選擇性固化劑、間苯二酚；該化學(xué)體系在油藏溫度及井筒溫度條件下化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，利用注入蒸汽后的熱引發(fā)，形成以固化樹脂為連續(xù)相，氣體為分散相并具有較高強(qiáng)度的發(fā)泡樹脂，并在地層砂表面形成樹脂膜，通過氫鍵將地層砂膠結(jié)，從而固結(jié)地層砂及封堵大孔道，可在熱采開發(fā)工藝中采用單液法施工，固砂劑封竄一體化。
文檔編號C09K8/592GK103184044SQ201110448499
公開日2013年7月3日 申請日期2011年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月28日
發(fā)明者段友智, 丁士東, 何祖清, 付道明, 岳慧, 趙旭, 彭漢修, 吳俊霞, 龐偉, 吳瓊 申請人:中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司石油工程技術(shù)研究院