一種熱采封竄劑及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于油田化學(xué)堵水調(diào)剖劑領(lǐng)域，具體涉及一種熱采封竄劑及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]稠油熱采井經(jīng)多輪蒸汽吞吐后，地層往往形成汽竄通道。一方面，蒸汽沿汽竄通道竄流至臨近油井導(dǎo)致其溫度過(guò)高，無(wú)法正常生產(chǎn)；另一方面，油藏中形成虧空層，使蒸汽熱量無(wú)法充分作用于原油，造成熱能浪費(fèi)。為解決汽竄問(wèn)題，需使用封竄劑封堵汽竄通道。對(duì)封竄劑的要求是:①成本低，能大劑量使用；②封堵強(qiáng)度高，能在注汽壓力下保持封堵狀態(tài)；③有效期長(zhǎng)，可在多輪蒸汽吞吐后依然有效耐高溫，在注入蒸汽溫度下有效；⑤初凝時(shí)間長(zhǎng)，可進(jìn)行大劑量、長(zhǎng)時(shí)間施工；⑥通過(guò)性好，可注入油層深部。
[0003]目前的封竄劑無(wú)法同時(shí)滿足上述要求。有機(jī)泡沫類封竄劑封堵強(qiáng)度較弱，有效期較短，耐高溫性差；可固化顆粒封竄劑成本相對(duì)較高，初凝時(shí)間短、粒徑大，不易深部注入；非固化顆粒封竄劑無(wú)法固結(jié)，強(qiáng)度低，有效期短。
[0004]粉煤灰是燃煤燃燒廢料，使用粉煤灰為主劑可降低封竄的材料成本。粉煤灰的化學(xué)組成與水泥相似，具有實(shí)現(xiàn)自固化的潛力。采用粉煤灰制備的調(diào)剖劑，可用于油田中常溫水井的調(diào)剖。現(xiàn)有技術(shù)中，公告號(hào)為CN1237145C的專利“一種用于油水井封堵的水泥粉煤灰調(diào)剖劑”公開了一種調(diào)剖劑，以重量百分比計(jì)，由下列組分混合而成:硫鋁酸鹽超細(xì)水泥10?15%、粉煤灰15?20%、羧甲基纖維素0.5?0.9%、羧甲基羥基乙基纖維素0.3?
0.7%、WP-2微膨劑0.2?0.5 %、磺化單寧0.1?0.2 %、明礬O?0.2 %、其余為水，這是一種常溫油水井調(diào)剖劑，主劑含有部分水泥，成本較高，且不適用于熱采井封竄。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的第一個(gè)目的在于提供一種熱采封竄劑，該熱采封竄劑成本低、初凝時(shí)間長(zhǎng)、封堵強(qiáng)度高、耐高溫。
[0006]本發(fā)明的第二個(gè)目的在于提供一種熱采封竄劑的制備方法。
[0007]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:
[0008]—種熱米封竄劑，由以下重量百分含量的組分組成:粉煤灰35.00?41.00%、明礬0.90?L 10%、硅酸鈉0.19?0.22%、元明粉0.80?L 00%、生石灰2.80?3.30%、氫氧化鈉O?1.10%、膨潤(rùn)土 1.60?3.10%、瓜爾膠O?0.03%、余量為水。
[0009]所述粉煤灰的粒徑中值為10?25 μm，且為普通熱電廠粉煤灰。
[0010]所述硅酸鈉為無(wú)水結(jié)晶體。
[0011]所述生石灰為粉狀，粒徑小于1mm。
[0012]所述元明粉為十水合硫酸鈉。
[0013]—種熱采封竄劑制備方法，包括以下步驟:
[0014]I)取上述熱采封竄劑配方量的瓜爾膠、明礬、硅酸鈉和水，攪拌使其混合均勻，得懸浮液；
[0015]2)在步驟I)所述的懸浮液中加入熱采封竄劑配方量的膨潤(rùn)土、粉煤灰、元明粉、生石灰、氫氧化鈉，攪拌均勻即得。
[0016]本發(fā)明的熱采封竄劑，明礬、硅酸鈉、生石灰、氫氧化鈉等組分中的SO42、S132、Ca' OH等離子可破壞粉煤灰顆粒的鋁氧八面體和部分四面體結(jié)構(gòu)，使內(nèi)部的S144、AlO2等活性成分釋放出來(lái)，生成具有較高強(qiáng)度和水硬性的水化硅酸鈣和水化鋁酸鈣，實(shí)現(xiàn)熱采封竄劑的自固化并形成固結(jié)體。未參與反應(yīng)的粉煤灰顆粒可作為支撐劑，為固結(jié)體提供骨架。
[0017]本發(fā)明的熱采封竄劑，主劑粉煤灰為工業(yè)廢料，價(jià)格便宜，比水泥類封堵劑成本更低。本發(fā)明的熱采封竄劑初凝時(shí)間可達(dá)12小時(shí)，可確保大劑量施工安全進(jìn)行。粉煤灰粒徑較小，可以進(jìn)入汽竄通道深處，避免在近井堆積。該熱采封竄劑固結(jié)后抗壓強(qiáng)度可達(dá)到l.0MPa，封堵強(qiáng)度高，并且可耐受300°C高溫，能在蒸汽吞吐溫度下使用。
[0018]本發(fā)明的熱采封竄劑制備方法簡(jiǎn)單，可根據(jù)不同地層溫度調(diào)整配方比例，使初凝時(shí)間和候凝時(shí)間滿足要求。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，但不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的任何限制。
[0020]實(shí)施例1
[0021]本實(shí)施例熱采封竄劑，主要由以下重量百分含量的組分組成:粉煤灰37.00%、明礬1.00 %、硅酸鈉0.20 %、元明粉0.90%、生石灰3.00%、膨潤(rùn)土 1.80 %、瓜爾膠0.03 %、
余量為水。
[0022]本實(shí)施例熱采封竄劑的制備方法，具體包括以下步驟:
[0023]I)取上述熱采封竄劑配方量的瓜爾膠、明礬、硅酸鈉和水，攪拌使其混合均勻，得懸浮液；
[0024]2)在步驟I)所述的懸浮液中加入熱采封竄劑配方量的膨潤(rùn)土、粉煤灰、元明粉、生石灰，攪拌均勻即得。
[0025]本實(shí)施例熱采封竄劑應(yīng)用性能測(cè)定方法及結(jié)果。
[0026]按照SY/T5590— 2004《調(diào)剖劑性能評(píng)價(jià)方法》分別評(píng)價(jià)封竄劑50°C條件下的初凝時(shí)間、候凝48小時(shí)的抗壓強(qiáng)度和針入度、靜置10小時(shí)的析水率。
[0027]經(jīng)檢測(cè)，熱采封竄劑初凝時(shí)間為12小時(shí)。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)，顆粒型封竄劑每立方米注入時(shí)間為5分鐘左右，現(xiàn)場(chǎng)注入量一般在50?100立方米之間，因此本發(fā)明熱采封竄劑的初凝時(shí)間能滿足長(zhǎng)時(shí)間施工需要。如果現(xiàn)場(chǎng)需要，也可將注入量提高至150立方米。熱采封竄劑候凝48小時(shí)后的抗壓強(qiáng)度為1.5MPa，針入度為0，說(shuō)明其已完全固結(jié)。靜置10小時(shí)后熱采封竄劑漿體的析水率為3%，說(shuō)明漿體穩(wěn)定。以上結(jié)果表明，本發(fā)明的熱采封竄劑能滿足熱采井封竄現(xiàn)場(chǎng)施工及汽竄封堵需要。
[0028]進(jìn)行耐高溫實(shí)驗(yàn)。將熱采封竄劑漿體倒入模具，50°C養(yǎng)護(hù)48小時(shí)得到固化模塊，將固化模塊放入反應(yīng)釜，300°C處理15天。處理后固化模塊的抗壓強(qiáng)度為2.2MPa，體積收縮率為3.3%，說(shuō)明其可耐受300°C高溫?，F(xiàn)場(chǎng)蒸汽注入油層后溫度一般在300°C以內(nèi)，因此，本發(fā)明的熱采封竄劑可在蒸汽吞吐溫度下使用。
[0029]實(shí)施例2
[0030]本實(shí)施例熱采封竄劑，由以下重量百分含量的組分組成:粉煤灰35.00%、明礬
0.90%,硅酸鈉0.19%、元明粉0.80%、生石灰2.80%,膨潤(rùn)土 1.60%,瓜爾膠0.03%,余量為水。
[0031]本實(shí)施例熱采封竄劑的制備方法，具體包括以下步驟:
[0032]I)取上述熱采封竄劑配方量的瓜爾膠、明礬、硅酸鈉和水，攪拌使其混合均勻，得懸浮液；
[0033]2)在步驟I)所述的懸浮液中加入熱采封竄劑配方量的膨潤(rùn)土、粉煤灰、元明粉、生石灰，攪拌均勻即得。
[0034]本實(shí)施例熱采封竄劑應(yīng)用性能測(cè)定方法及結(jié)果。
[0035]按照SY/T5590— 2004《調(diào)剖劑性能評(píng)價(jià)方法》分別評(píng)價(jià)封竄劑50°C條件下的初凝時(shí)間、候凝48小時(shí)的抗壓強(qiáng)度和針入度、靜置10小時(shí)的析水率。經(jīng)檢測(cè)，熱采封竄劑初凝時(shí)間為13小時(shí)，能滿足長(zhǎng)時(shí)間施工需要；抗壓強(qiáng)度為1.2MPa，針入度為0，說(shuō)明其已完全固結(jié)；靜置10小時(shí)后熱采封竄劑漿體的析水率為5%，說(shuō)明