用于提高氰凝类堵漏剂堵漏性能的助剂及其制备方法，氰凝类堵漏剂

摘要

本发明公开了一种用于提高氰凝类堵漏剂堵漏性能的助剂及其制备方法，氰凝类堵漏剂，属于油田开发类堵漏剂领域。该助剂包括以下重量百分比的成分：第一缓凝剂5-8％、第二缓凝剂2-4％、发泡剂1-3％、溶剂55-65％、余量为水；所述第一缓凝剂为苯磺酰氯和/或苯甲酰氯；所述第二缓凝剂为乙二胺四甲叉膦酸钠。本发明的助剂通过上述配比的各成分间的协同复配作用，能够有效控制氰凝与水的反应速度，延迟氰凝固化的时间，并同时提高固化后的氰凝类堵漏剂的抗压强度，提高了氰凝类堵漏剂的堵漏效果。

说明书

技术领域

本发明涉及油田开发类堵漏剂领域，特别涉及一种用于提高氰凝类堵漏剂 堵漏性能的助剂及其制备方法，氰凝类堵漏剂。

背景技术

在油田裂缝性碳酸盐岩油藏油井作业过程中，由于施工压差过高及储层本 身特性，容易在储层中形成裂缝，造成工作液沿裂缝大量漏失，损害储层，进 而影响储层的准确评价和高效开发。上述漏失损害类型多、程度高、规模大、 范围广，且增产改造作业难以恢复油气井原始产能。举例来说，潜山碳酸盐岩 储层井漏资料表明，储层漏失通道主要以裂缝为主，伴有溶洞和孔隙，具有漏 失频率高、漏速大的特点，以渗透性漏失和裂缝性漏失为主。而碳酸盐岩储层 的主要类型是裂缝-孔洞型储层，该类储层中，裂缝、孔洞发育，非均质强，极 易发生漏失。如漏失不能及时控制，工作液就会在储层缝洞系统中传递、延伸 到储层深处形成恶性漏失，造成有进无出，严重损害储层，进一步加大处理难 度。所以有必要对储层中的裂缝及孔洞进行堵漏处理。

目前常用水泥堵漏和化学堵漏对储层中的裂缝及孔洞进行堵漏处理。其中， 水泥堵漏是以油基水泥、超细水泥为堵漏主剂，结合下部填砂或打水泥塞、下 封隔器等措施，运用循环法工艺进行施工，具有堵塞强度大、堵漏成功后持久 性好的优点。但其不足之处主要体现在：1)水泥堵漏工艺复杂，施工时间较长， 容易造成水泥浆大量漏失，堵漏成功率低，并伴随有严重的油气层污染；2)大 裂缝、大溶洞性漏失消耗水泥量大，堵漏成本高；3)水泥浆流变性好、悬浮性 差，在其进入封堵层后，凝固前很容易漏失和沉淀，凝固后容易收缩，使堵漏 的成功率低。

而化学堵漏剂，尤其是氰凝类堵漏剂，其以聚氯基甲酸酯为主剂，具有浆 液粘度低，可灌性能好，与砂石粘接强度高，能够二次渗透和自生膨胀，抗霉 菌，耐酸、碱、盐，耐热，耐寒，耐油，耐化学药品和工业废气等优点，遇水 反应粘度增加，生成不溶于水的凝固体，具有较高的机械强度，广泛用于油田 油井开采过程中的堵漏作业。

发明人发现现有技术至少存在以下问题：

氰凝类堵漏剂遇水立即反应，固化时间短，导致其堵漏性能较差。

发明内容

本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供了一种用于提高氰凝类堵漏 剂堵漏性能的助剂及其制备方法，以及利用该助剂所制备的堵漏性能优异的氰 凝类堵漏剂。具体技术方案如下：

第一方面，本发明实施例提供了一种用于提高氰凝类堵漏剂堵漏性能的助 剂，包括以下重量百分比的成分：第一缓凝剂5-8％、第二缓凝剂2-4％、发泡剂 1-3％、溶剂55-65％、余量为水；

所述第一缓凝剂为苯磺酰氯和/或苯甲酰氯；

所述第二缓凝剂为乙二胺四甲叉膦酸钠。

具体地，作为优选，所述发泡剂为脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠和/或α—烯烃 磺酸盐。

具体地，作为优选，所述溶剂为丙酮和/或乙醇。

作为优选，所述助剂包括以下重量百分比的成分：苯磺酰氯6-8％、乙二胺 四甲叉膦酸钠3-4％、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠2-3％、丙酮58-60％、余量为水。

作为优选，所述助剂包括以下重量百分比的成分：苯磺酰氯6％、乙二胺四 甲叉膦酸钠4％、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠3％、丙酮60％、余量为水。

第二方面，本发明实施例提供了一种氰凝类堵漏剂，包括：氰凝、上述任 意一种助剂和水；

所述氰凝与所述水的质量比为1:3-10；

所述助剂与所述氰凝的质量比为1-2.5:50。

具体地，作为优选，所述氰凝为天津大学化工实验厂生产的型号为TPT的 氰凝。

第三方面，本发明实施例提供了一种上述助剂的制备方法，包括：按照助 剂中各成分的配比，在35-45℃的温度下，将第二缓凝剂、发泡剂和溶剂混合并 搅拌25-35min，得到混合物，然后向所述混合物中加入第一缓凝剂和水，并降 温至15-25℃，并在15-25℃下继续搅拌35-45min，得到所述助剂。

作为优选，所述方法包括：按照助剂中各成分的配比，在40℃的温度下， 将所述第二缓凝剂、所述发泡剂和所述溶剂混合并搅拌30min，得到所述混合物， 然后向所述混合物中加入所述第一缓凝剂和所述水，并降温至20℃，并在20℃ 下继续搅拌40min，得到所述助剂。

具体地，所述水的pH值为6.5-7。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

本发明实施例提供的用于提高油田开采领域氰凝类堵漏剂堵漏性能的助 剂，通过上述配比的各成分间的协同复配作用，能够有效控制氰凝与水的反应 速度，延迟氰凝固化的时间，并同时提高固化后的氰凝类堵漏剂的抗压强度， 提高了氰凝类堵漏剂的堵漏效果。

具体实施方式

为使本发明的技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施方式作进一 步地详细描述。

第一方面，本发明实施例提供了一种用于提高氰凝类堵漏剂堵漏性能的助 剂，包括以下重量百分比的成分：第一缓凝剂5-8％、第二缓凝剂2-4％、发泡剂 1-3％、溶剂55-65％、余量为水；

该第一缓凝剂为苯磺酰氯和/或苯甲酰氯；

该第二缓凝剂为乙二胺四甲叉膦酸钠。

本发明实施例提供的用于提高油田开采领域氰凝类堵漏剂堵漏性能的助 剂，通过上述配比的各成分间的协同复配作用，能够有效控制氰凝与水的反应 速度，延迟氰凝固化的时间，并同时提高固化后的氰凝类堵漏剂的抗压强度， 提高了氰凝类堵漏剂的堵漏效果。

进一步地，使用该助剂后，氰凝类堵漏剂具有了二次渗透的特点，借助气 体压力，未固化的氰凝浆液能进一步压进地层中的裂缝或孔洞结构内，使其得 以进一步地完全填充密实。

在上述成分中，将苯磺酰氯和/或苯甲酰氯以及乙二胺四甲叉膦酸钠作为缓 凝剂，通过两类缓凝剂之间的协同缓凝作用，使该助剂用于氰凝堵漏剂中，能 够有效控制氰凝与水的反应速度，提高了氰凝堵漏剂浆液在地层中的渗透半径， 延长浆液的凝胶时间，延迟并延长氰凝的固化时间。进一步地，还提高了氰凝 固化的适应温度(60-120℃)，使氰凝类堵漏剂的适应性更广。

可以理解的是，本发明实施例所述的“氰凝类堵漏剂”为本领域现有技术，本 发明在此不对其作具体限定。亦即，本发明实施例提供的助剂能够用于各类氰 凝类堵漏剂，提高其堵漏效果。

由于传统氰凝固化后所得到的固化体系的抗压强度只有10MPa左右，在高 深井井底压力为20-30MPa的情况下，氰凝固化体系的体积不能进行膨胀，严重 影响其堵漏性能。基于此，本发明实施例在该助剂中添加发泡剂，优选脂肪醇 聚氧乙烯醚硫酸钠和/或α—烯烃磺酸盐，来提高氰凝固化体系的发泡性能，使 其在20-30MPa下体积膨胀至原来的3-6倍，同时也包进相当于自身质量5-10 倍的水，使该氰凝固化体系形成具有一定弹性和强度的共聚物互穿网络固结体。 而且，该类发泡剂还能保证氰凝类堵漏剂的粘度适中，提高其适用性及稳定性。 其中，本发明实施例所使用的脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠的化学式为 RO(CH₂CH₂O)_n-SO₃Na，(n＝2或3，R为含有12-15个碳原子的烷基)。

可见，本发明实施例通过在助剂中添加上述发泡剂，能够增强氰凝固化后 得到的固化体系的膨胀能力，进一步提高了氰凝类堵漏剂的堵漏性能。

具体地，作为优选，该溶剂为丙酮和/或乙醇。本发明实施例通过使用乙醇 来使上述缓凝剂和发泡剂得以分散均匀。

进一步地，本发明实施例还提供了一种优选的助剂，包括以下重量百分比 的成分：苯磺酰氯6-8％、乙二胺四甲叉膦酸钠3-4％、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸 钠2-3％、丙酮58-60％、余量为水。更进一步地，该助剂优选包括以下重量百分 比的成分：苯磺酰氯6％、乙二胺四甲叉膦酸钠4％、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠 3％、丙酮60％、余量为水。

第二方面，本发明实施例提供了一种氰凝类堵漏剂，包括：氰凝、上述的 助剂和水；

其中，氰凝与水的质量比为1:3-10；

助剂与氰凝的质量比为1-2.5:50。

本发明实施例的上述氰凝类堵漏剂能够在高温下延迟固化，固化时间较长； 还能在高压下发泡膨胀，抗压强度较高，填塞体积大，具有优良的堵漏性能。 将其用于油田开采过程中的堵漏，可以解决潜山裂缝、孔洞性复杂地质条件下 堵漏效果差的问题，提高堵漏效果及堵漏成功率。

可以理解的是，本发明实施例中所述的“氰凝”材料为本领域现有技术，其为 一种成熟的可商购产品。举例来说，本发明实施例中，该氰凝优选为天津大学 化工实验厂生产的型号为TPT的氰凝。

第三方面，本发明实施例提供了一种上述助剂的制备方法，包括：按照助 剂中各成分的配比，在35-45℃的温度下，将第二缓凝剂、发泡剂和溶剂混合并 搅拌25-35min，得到混合物，然后向该混合物中加入第一缓凝剂和水，并降温 至15-25℃，并在15-25℃下继续搅拌35-45min，得到所述助剂。

进一步地，该方法包括：按照助剂中各成分的配比，在40℃的温度下，将 第二缓凝剂、发泡剂和溶剂混合并搅拌30min，得到混合物，然后向该混合物中 加入第一缓凝剂和水，并降温至20℃，并在20℃下继续搅拌40min，得到助剂。

本发明实施例提供的方法中，将第二缓凝剂提前在溶剂中溶解分散均匀后， 再加入第一缓凝剂和水，以便获得分散度良好的助剂。可以理解的是，该方法 中，该第一缓凝剂为苯磺酰氯和/或苯甲酰氯；该第二缓凝剂为乙二胺四甲叉膦 酸钠。

进一步地，上述方法中所使用的水的pH值为6.5-7。

以下将通过具体实施例进一步地说明本发明。

以下实施例中所使用的原料的详细信息如下：

苯磺酰氯(C₆H₅—SO₂Cl)，工业纯，镇江惠隆化工有限公司；

苯甲酰氯(C₆H₅—COCl)，工业纯，镇江惠隆化工有限公司；

乙二胺四甲叉膦酸钠(C₆H₁₂O₁₂N₂P₄Na₈)，工业纯，常州市延凌化工有限公 司；

脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠(AES)，化学纯，抚顺市石油化工公司；

α—烯烃磺酸盐(AOS)，化学纯，抚顺市石油化工公司；

乙醇，工业纯，天津福晨化学试剂厂；

丙酮，工业纯，天津福晨化学试剂厂；

氰凝，规格：TPT，天津大学化工实验厂。

实施例1

本实施例提供了一种用于提高氰凝类堵漏剂堵漏性能的助剂，该助剂包括 以下重量百分比的成分：苯磺酰氯5％、乙二胺四甲叉膦酸钠4％、脂肪醇聚氧 乙烯醚硫酸钠2％、乙醇62％、余量为水。

该助剂的制备方法如下：

根据上述各成分的重量配比，将乙二胺四甲叉膦酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚 硫酸钠和乙醇置于搪瓷反应釜内，加热该搪瓷反应釜至温度为35℃，并在该温 度下搅拌上述物质35min。然后将苯磺酰氯和水(pH值为6.5-7)置于该陶瓷反 应釜内，并对该反应釜进行降温至18℃，继续搅拌反应釜内的物质42min，即 得到期望的助剂。

实施例2

本实施例提供了一种用于提高氰凝类堵漏剂堵漏性能的助剂，该助剂包括 以下重量百分比的成分：苯磺酰氯6％、乙二胺四甲叉膦酸钠4％、脂肪醇聚氧 乙烯醚硫酸钠3％、丙酮60％、余量为水。

该助剂的制备方法如下：

根据上述各成分的重量配比，将乙二胺四甲叉膦酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚 硫酸钠和丙酮置于搪瓷反应釜内，加热该搪瓷反应釜至温度为40℃，并在该温 度下搅拌上述物质30min。然后将苯磺酰氯和水(pH值为6.5-7)置于该陶瓷反 应釜内，并对该反应釜进行降温至20℃，继续搅拌反应釜内的物质40min，即 得到期望的助剂。

实施例3

本实施例提供了一种用于提高氰凝类堵漏剂堵漏性能的助剂，该助剂包括 以下重量百分比的成分：苯甲酰氯7％、乙二胺四甲叉膦酸钠3％、脂肪醇聚氧 乙烯醚硫酸钠1％、丙酮55％、余量为水。

该助剂的制备方法如下：

根据上述各成分的重量配比，将乙二胺四甲叉膦酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚 硫酸钠和丙酮置于搪瓷反应釜内，加热该搪瓷反应釜至温度为45℃，并在该温 度下搅拌上述物质28min。然后将苯甲酰氯和水(pH值为6.5-7)置于该陶瓷反 应釜内，并对该反应釜进行降温至15℃，继续搅拌反应釜内的物质45min，即 得到期望的助剂。

实施例4

本实施例提供了一种用于提高氰凝类堵漏剂堵漏性能的助剂，该助剂包括 以下重量百分比的成分：苯磺酰氯8％、乙二胺四甲叉膦酸钠2％、α—烯烃磺 酸盐2.5％、乙醇65％、余量为水。

该助剂的制备方法如下：

根据上述各成分的重量配比，将乙二胺四甲叉膦酸钠、α—烯烃磺酸盐和乙 醇置于搪瓷反应釜内，加热该搪瓷反应釜至温度为38℃，并在该温度下搅拌上 述物质32min。然后将苯磺酰氯和水(pH值为6.5-7)置于该陶瓷反应釜内，并 对该反应釜进行降温至20℃，继续搅拌反应釜内的物质35min，即得到期望的 助剂。

实施例5

本实施例提供了一种用于提高氰凝类堵漏剂堵漏性能的助剂，该助剂包括 以下重量百分比的成分：苯甲酰氯6.5％、乙二胺四甲叉膦酸钠3.5％、α—烯烃 磺酸盐3％、乙醇60％、余量为水。

该助剂的制备方法如下：

根据上述各成分的重量配比，将乙二胺四甲叉膦酸钠、α—烯烃磺酸盐和乙 醇置于搪瓷反应釜内，加热该搪瓷反应釜至温度为40℃，并在该温度下搅拌上 述物质30min。然后将苯甲酰氯和水(pH值为6.5-7)置于该陶瓷反应釜内，并 对该反应釜进行降温至25℃，继续搅拌反应釜内的物质39min，即得到期望的 助剂。

实施例6

本实施例分别利用实施例1-5提供的助剂和氰凝来制备氰凝类堵漏剂，并采 用室内试验对所制备的各氰凝类堵漏剂的堵漏性能进行测试。

其中，上述各氰凝类堵漏剂的成分组成如下：氰凝、实施例1-5提供的助剂 和水；其中，氰凝与水的质量比为1:5；助剂与氰凝的质量比为1:25。

其中，室内试验具体步骤如下：将水、氰凝与助剂按照上述比例加入到烧 杯中，置于120℃的烘箱内，随时观察其固结情况，以测得氰凝的初凝时间和固 化时间，待反应完全后测取膨胀倍数。室内试验结果如表1所示：

表1堵漏剂的堵漏性能测试表

由表1可知，利用本发明实施例1-5提供的助剂所制备得到的氰凝堵漏剂延 迟了固化，固化时间较长，且具有较高的抗压强度、体积膨胀倍数和弹性模量， 具有了良好的堵漏性能。

实施例7

本实施例利用实施例2提供的助剂和氰凝制备氰凝类堵漏剂，并对该氰凝 堵漏剂在不同温度下的堵漏性能进行实验测试。除了实验温度不同之外，该实 验与实施例6提供的室内试验一致。

其中，该氰凝类堵漏剂的成分组成如下：氰凝、实施例2提供的助剂和水； 其中，氰凝与水的质量比为3:10；助剂与氰凝的质量比为1:20。

该堵漏剂在不同实验温度下的堵漏性能如表2所示：

表2堵漏剂在不同温度下的堵漏性能测试表

由表2可知，本实施例提供的堵漏剂延迟固化，固化时间长，抗压强度高， 具有优异的堵漏性能。而且，该堵漏剂的适应温度范围较宽(60-120℃)，具有 更强的适应性。

实施例8

本实施例利用实施例2提供的助剂和氰凝制备氰凝类堵漏剂，并使用该氰 凝类堵漏剂进行井下堵漏实验。其中，该氰凝类堵漏剂的成分组成如下：氰凝、 实施例2提供的助剂和水；其中，氰凝与水的质量比为1:10；助剂与氰凝的质 量比为1:22。

该井下实验现场采用配液池人工灌浆方式，施工管汇由水泥车、配液池和 阀门等组成。

灌浆步骤如下：

(1)井下准备：为防止污染上部非施工层段，下入插管式桥塞；

(2)配制浆液：在配液池中按照上述堵漏剂中各成分的配比，加入PH为 6.5-7的清水和氰凝，启动搅拌器搅拌30min，然后加入实施例2提供的助剂， 继续搅拌10min，搅拌均匀；

(3)以正注方式连接施工管柱，将配制好的浆液注入井下封堵层段；

(4)用清水顶替至封堵层段；

(5)关井候凝48小时后，通井和探砂面；

(6)钻去堵漏剂固结体；

(7)下试压管柱，试压试漏；

(8)打捞插管式桥塞；

结果显示，井内无漏失现象出现，且30min内压力下降0.2MPa。油井开井 后油井含水率下降20～30％，日产油显著增加。可见，本实施例提供的堵漏剂显 示出优良的堵漏性能。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明的保护范围，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。