中高温油田注水井调剖用选堵球及其制备方法与应用

摘要

本发明提供了一种注水井调剖用选堵球及其制备方法与应用。所述的选堵球是由聚氯乙烯和高密聚乙烯的混合物制成，具体是将聚氯乙烯与高密聚乙烯混合加热成熔融物、或者将聚氯乙烯与高密聚乙烯加热成熔融物后混合，用注塑机制得不同直径的固态选堵球产品。该选堵球可以应用于油田注水井细分注水层段内封堵炮眼，能够提高注水效果从而提高原油开采产量及采油效率。

说明书

技术领域

本发明涉及一种中高温油田注水井调剖用选堵球及其制备方法与应用，具体是一种 中高温油田注水井细分注水层段内投调剖球封堵炮眼用的调堵球、其制备方法以及利用 该选堵球以提高注水效果从而提高原油开采产量及采油效率的方法。

背景技术

投球调剖工艺主要应用稠油藏热采井中，以解决因套变无法分层注汽造成层间吸汽 不均的问题。现有技术“利用投球选注技术防止稠油蒸汽汽窜”(程欣，《内蒙古化工》， 2009年第23期P98-99)根据热注工况和封堵条件对选堵球提出以下工艺要求：①选堵 球相对密度为：0.9～1，以保证选堵球能在流体中漂浮流动；②选堵球耐高温320℃、 耐压17MPa；③选堵球在高温高压下能有良好的机械强度和一定的弹性，一方面，在高 温高压条件下，堵球不能因破损影响封堵效果；另一方面，在高温高压条件下，堵球必 须具有一定的弹性(在320℃、17MPa压力下，封堵12mm左右的炮眼，球体嵌入深度在 3mm左右)，即不能失去弹性影响封堵炮眼的效果，更不能因为选堵球变得太软被挤入 炮眼，堵塞油层。④堵球的直径为22mm。注汽时，金属球随汽流直接封堵高渗层炮眼， 阻止蒸汽进入，完成井筒内调剖。

近年来，上述利用投球选注技术也有用于注水井封堵高渗层炮眼，从而封堵注水通 道，但只限于统注井，且为井筒内封堵。详见“投球调剖工艺技术研究”(孙同文等，《油 田化学》，2003年1期P20-22)，其中是在注水井吸水量大的层段，与注入水同步流动 的、直径略大于炮眼直接的均质刚性塑料球，在注水压差作用下靠贴压实在炮眼上，将 炮眼堵住，使注入水流向并进入其他层段。此外，现有技术文献“注水井投球调剖工艺 的理论与实验研究”(孙同文等，《油田化学》，2003Vol.20No.2P.113-118)；“投球调剖 技术在注水开发油藏的应用”(薛磊，《内蒙古石油化工》，2010年第10期P142)；“投 球调剖调整油藏注水剖面技术”(邵宸，王怀明，《胜利油田职工大学学报》Vol.23No.1 P44-45)也对相同原理的技术进行了研究报道。CN2597662Y公开了一种复合式单向投 球限位器，由油管及管柱、油管短节、单向阻变器、扶正限位器组成，在投球调剖或投 球暂堵酸化后，能正、反向洗井，调剖球在油层附近一定区域不随水流流走，增强了调 剖效果的长期稳定性。

然而，实际应用中，由于有的注水区块存在小层多、隔层薄等问题，致使注水管柱 无法分的更细，这就造成已经分注的小层段内依然存在层间吸水不均匀的问题，而已经 分注的层段又由于注水水嘴节流等原因，不容易采取化学调剖工艺，更无法实施分层井 段内的投球调剖。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种注水井调剖用选堵球，具体是一种适用于中高温油 田细分注水层段内投调剖球封堵炮眼用的调堵球，以提高注水效果，从而提高原油开采 产量及采油效率。

本发明的另一目的在于提供所述注水井调剖用选堵球的制备方法。

本发明的另一目的在于提供所述注水井调剖用选堵球的应用，具体是其在中高温油 田注水井调剖过程中的应用。

一方面，本发明提供了一种中高温油田注水井调剖用选堵球，其是由聚氯乙烯和高 密聚乙烯的混合物制成。

相比于传统选堵球为刚性塑料球，本发明彻底改变了选堵球的材料，采用聚氯乙烯 和高密聚乙烯的混合物来制备选堵球。

聚氯乙烯常温下是一种微白的透明固体，其软化点80～85℃，比重1.35～1.45 g/cm³；高密聚乙烯的比重是0.94～0.96g/cm³，软化点105～120℃。

针对每批次的聚氯乙烯和高密聚乙烯，须精确测量其密度。

根据本发明的具体实施方案，是调整聚氯乙烯与高密聚乙烯的混合比例使选堵球的 密度为1.01±0.01g/cm³。

根据本发明的具体实施方案，所述聚氯乙烯与高密聚乙烯的混合比例通常为：聚氯 乙烯混合范围大约是10.2％～17.1％，高密聚乙烯混合范围大约是82.9％～89.8％。

根据本发明的具体实施方案，本发明的注水井调剖用选堵球是将聚氯乙烯与高密聚 乙烯混合加热成熔融物、或者将聚氯乙烯与高密聚乙烯加热成熔融物后混合，用注塑机 制得不同直径的固态选堵球产品。

本发明与以前调堵球的另一个不同之处是：改炮眼外封堵为炮眼内封堵，根据本发 明的具体实施方案，本发明的注水井调剖用选堵球，其直径为目的油层炮眼直径的70～ 90％。选堵球略小于炮眼，可进入炮眼内进行调剖。并且，本发明的注水井调剖用选堵 球的抗高温性能得到大幅度提高，可从35℃提高到80℃，满足一般油田特别是中高温 油田(60～80℃)注水井的要求。

另一方面，本发明还提供了所述注水井调剖用选堵球的制备方法，该方法包括：

将聚氯乙烯与高密聚乙烯混合加热成熔融物，或者将聚氯乙烯与高密聚乙烯加热成 熔融物后混合，然后将熔融的聚氯乙烯与高密聚乙烯的混合物通过注塑机得到不同直径 的固态选堵球产品。

另一方面，本发明还提供了所述注水井调剖用选堵球的应用，具体是其在油田注水 井调剖中的应用，更具体是所述选堵球用于中高温油田注水井细分注水层段内投球封堵 炮眼。

利用本发明的选堵球进行油田注水井调剖时，可利用现有的投球设备将选堵球推带 入井，通过炮眼进入油层。例如，具体可按照以下操作进行：

1、根据地质要求，将注水井按照地层条件分成几个层段，再根据每个层段内的小 层的地层条件来选择需要分注投球调剖选堵球调剖的层段；

2、根据需投球调剖层段内的小层地质条件、炮眼数量和炮眼孔径来选择相应数量 的分注投球调剖选堵球，球的数量保证能够把需要封堵炮眼堵死为准；

3、将分注投球调剖选堵球在地面装入投球调剖配水器的盛球篮内，并将挡板装好；

4、按分注要求依次将管柱连接好，下到设计井段后完井；

5、释放调剖球后，正常注水即可达到要求。

综上所述，提供了一种细分注水层段内投调剖球封堵炮眼用的调堵球，应用于中高 温油田注水后期分层注水井中分注层段的井筒内投球调剖，实现对水流通道的封堵，以 改善分注层段油层的平面和层间矛盾，使注水井的吸水剖面变得更加均衡，扩大水驱波 及体积，从而可提高注水效果，提高原油开采产量及采油效率，为实现油田注水井细分 注水投球调剖一体化工艺奠定基础。本发明具有以下有益效果：

1、成本低廉、投入费用低，与现有的细分注水工艺相比，只是增加了分注投球调 剖球的费用，较化学调剖技术减少大量成本；

2、使用安全、环保，较化学调剖工艺相比，更加环保、安全；

3、所用调剖球略小于炮眼，可进入炮眼内进行调剖；

4、如果实际封堵强度较高，造成注水压力太高，不符合现场要求，可采用加热的 方法将分注投球调剖选堵球熔化解堵，即，所用调剖球可堵可解。

5、工艺简单，仅仅使用管柱连接既可以完成，操作简单、方便。

6、能满足大多数油田注水井对温度的要求。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，现对本发明的技术 方案进行以下详细说明，但不能理解为对本发明的可实施范围的限定。

实施例1

将比重1.35的聚氯乙烯17.1％与比重0.94高密聚乙烯82.9％混合加热成比重为1.01 g/cm³的熔融物，用注塑机制成直径7cm的小球，即得成品(该成品直径约为目的油层 炮眼直径9cm的78％)。

利用本发明的选堵球进行油田注水井调剖时，可通过现有技术的“油田注水井细分 注水投球调剖一体化管柱”将选堵球推带入井，通过炮眼进入油层，具体操作如下：

1、根据锦采某井吸水情况，将注水井按照地层条件分成三个层段，在中部和下部 层段放置调堵球。

2、根据需调剖层段内的小层地质条件，选用调剖选堵球400个。

3、将分注投球调剖选堵球在地面装入注水井细分注水投球调剖一体化管柱配水器 (现有技术)的盛球篮内，并将挡板装好。

4、按分注要求依次将管柱连接好，下到设计井段后完井。

5、释放调剖球后，正常注水。

6、施工后，注水压力由2.95MPa，上升到3.35MPa。

7、施工三个月后，对应油井生产数据由日产液45.2m³，日产油0.5t，含水98％， 变化为日产液31.6m³，日产油1.2t，含水96.2％，见到了一定增油降水效果。