[其他]用于油氣開采施工的控制聚合物膠凝速率的方法

無效

• 申請號: 87106918
• 申請日: 1987-10-13
• 公開（公告）號: CN87106918A
• 公開（公告）日: 1988-05-04
• 發明（設計）人: 羅伯特·D·希丹斯克
• 申請（專利權）人: 馬拉索恩石油公司
• 主分類號: E21B43/22
• 分類號: E21B43/22;E21B33/38
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利代理部
• 代理人: 樊衛民,穆德俊

本發明涉及一種采油方法。更具體地說，本發明涉及一種制備用于原油開采施工的加速聚合物膠凝的方法。

聚合物膠凝可應用許多采油場合，包括灌注水泥、油層壓裂和整合改進。垂向整合不良起因于地下巖層中較高滲透地質區和較低滲透地質區垂向并置。井田整合不良的原因是地層基質區中含有高滲透間層和高滲透異常區，例如在地層基質區含有高滲透率的垂向裂縫和裂縫網絡。在具有不良垂向整合或井田整合的地下巖層中，液流斷面和驅油效率均呈現不良。在垂向不均質和（或）壓裂網絡以及其它的構造異常區，在流體（注入的流體或生產出的流體）與地下鉆井連通的場合，整合不良尤其是個問題。

現在已有許多解決整合問題的試圖。Gall或Gall等在美國專利第3，762，476、3，981，363、4，018，286和4，039，029號中介紹了各種方法。其中，為了降低高滲透區的滲透率，都是采取在地下巖層的高滲透區形成凝膠組合物的方法。按照美國專利第3，762，476號的方法，是先將象聚丙烯酰胺之類的聚合物注入巖層，然后再注入交聯劑。他們認為，這種按序注入凝膠組分的方法，可以滲透到巖層處理區，并就地膠凝。

普通認為，要使聚合物/交聯劑體系生效，必須按序注入凝膠組分，接著就地混合，因此在地面是難于調節好混合凝膠體系的。在地面混合的體系往往是膠凝速率過快，在其能有效地穿透處理區以前就已形成膠球，事實證明，象美國專利第3，762，476號中介紹的這種按序注入凝膠體系的整合處理方法是不能圓滿解決問題的，這是因為不能在巖層中達到完全的混合和膠凝。其結果是，凝膠只能在未混合好的凝膠組分的界面上形成，且往往是在距所需要處理區甚遠的區域中形成。此外，按序注入方法用于灌注水泥和壓裂施工時，同樣證明是不能圓滿解決問題的，因為所得到的凝膠的強度和完整性不足以經受采油過程中遇到的應力。

現在需要有一種膠凝方法，它能使凝膠溶液以迅速、有規律和可控的速率膠凝。現在需要有一種方法，它能使凝膠溶液基本上能穿透所希望的地下含油氣巖層的處理區，而且作為一種有效的均勻凝膠不會造成過度的延遲。現在需要有一種膠凝方法，它能生產一系列的萬能膠，這些萬能膠在用于整合改進灌注水泥和油層壓裂施工時具有所需要的、預定的強度和完整性。

本發明提供了一種透過生產井和（或）注入井，從地下含油氣巖層采集油氣的改進方法。按照一個實施方案，本方法改進了巖層中垂向整合和井田整合，并且相應地改進了在巖層中注入和（或）生產的流量端面和驅油效率。根據本發明的另一個實施方案，該方法為灌注水泥施工提供了一種強度好的和經久耐用的材料。根據本發明的再一個實施方案，本方法提供了一種巖層壓裂的有效流體。上述的和其它的目標都是通過使用雙組分交聯劑使聚合物膠凝的方法實現的。

本方法包括在地面制備一種簡單的水溶性凝膠溶液，該溶液含有一種高分子量的、水溶性的和含羧酸鹽的聚合物，以及一種含羧酸鉻鹽絡合物和一種無機鉻鹽的交聯劑。專業人員控制溶液的膠凝速率，可獲得下列三種膠凝情況之一：（1）溶液在地面完全膠凝，將所得的凝膠注入至所需要的地下區;（2）溶液在地面部分膠凝，將此部分凝膠溶液注入至所需要的地下區，在此實現此溶液的完全膠凝;（3）將基本上未膠凝的溶液注入至所需要的地下區，在此發生完全膠凝。

本發明可使專業人員采用增加或減少無機鉻鹽在交聯劑中的相對含量的方法，控制完全膠凝和最終達到全部膠凝狀態所需要的膠凝速率或膠凝時間。用于本方法的膠凝狀態是根據凝膠所起的作用（例如：油層壓裂、灌注水泥或整合改進和地下巖層的特殊要求）預先確定的。

所得的凝膠是由聚合物和交聯劑組成的粘性的、連續的、單相均一組合物。當凝膠在適當的位置起到了所需要的膠合劑、流體分流器或凝膠作用、并完成壓裂處理之后，即可向流體與鉆井連通的巖層含油氣區注入或生產流體。已經就位的凝膠基本上不可能從處理區流走，并永久留在處理區和就地抗降解。

與已知的膠凝方法相比，本方法具有非常明顯的優點。本發明的專業人員完全可以在地面制備和混合單一的凝膠溶液，以獲得可控的膠凝速率。業已發現，膠凝速率與許多膠凝參數有關，如：溫度、pH值、凝膠組分的濃度、聚合物的分子量和聚合物的水解度等。雖然專業人員按照待審批的美國專利申請系列號822，709中所公開的方法，通過仔細選擇上述參數的值能制備出一系列具有不同膠凝速率和膠凝時間的凝膠，但是本發明可以使專業人員在基本上不改變大部分膠凝參數情況下從一系列膠凝速率和時間中選出一種具有一定膠凝速率和膠凝時間的膠凝方法。