一種用於高溫油藏深部調剖堵水的凍膠型堵劑及其製備方法
2023-06-03 05:45:46
專利名稱：一種用於高溫油藏深部調剖堵水的凍膠型堵劑及其製備方法
技術領域：
本發明涉及一種高溫油藏堵水調剖用劑，尤其是用於高溫油藏深部堵水調剖的凍膠型堵劑及其製備方法。
背景技術：
隨著油田的逐漸開採，油井出水日益嚴重，目前油井平均含水已達到80%以上，因此調剖堵水的工作得到越來越廣泛的應用。無論是油井堵水還是注水井調剖目前最為有效的方法都是利用化學劑，通過化學手段對出水層斷進行封堵。由於採油條件越來越苛刻，發展高溫條件下的堵水調剖劑已成為必須面臨的問題。聚合物凍膠類堵劑因其來源廣泛、配製簡單，已成為國內外研究應用最廣泛的一 境下會熱降解，導致凍膠的交聯強度降低，現場應用效果受到影響。近年來以聚丙烯醯胺類聚合物為主劑發展的凍膠主要有鉻凍膠、鋯凍膠、酚醛樹脂凍膠、聚乙烯亞胺凍膠等，這些凍膠的不足之處在於當溫度超過110°c後，高溫會破壞聚合物凍膠的網絡結構，導致形成的凍膠強度低且穩定性差，甚至無法成凍。CN86108877A公開了一種鋯凍膠堵水劑，由成膠劑聚丙烯醯胺(PAM)或甲叉基聚丙烯醯胺(MPAM)與交聯劑無機鋯化合物組成。注入工藝採用雙液法，工藝簡便，施工安全，而且可堵可解。本堵劑既可用於油井，進行選擇性堵水；又可用於注水井，調整吸水剖面。其熱穩定性好，堵水率高，吸附性強，耐水衝刷，有效期長，堵劑無毒性和刺激性，成本低廉。無機堵劑中由於矽酸鹽凝膠類配置方便、價格低廉而被廣泛應用於油田的堵水調剖作業。矽酸鹽以水玻璃為主，利用水玻璃與活化劑反應或是與地層水中的鈣鎂離子反應生成矽酸凝膠或沉澱，起到封堵高滲流通道的作用。以矽酸鹽為主的無機堵劑的優點是耐高溫，但缺點是強度較低，在高溫下膠凝時間短，封堵半徑小，不適宜進行深部調剖堵水。CN102040979A公開了一種複合凍膠堵劑，由木質素磺酸鈣、重鉻酸鉀、氯化鈉、米他、氯化鉀、水組成。這種複合凍膠凍膠堵劑不適用於溫度超過90°C油藏的調堵。
發明內容
針對現有技術的不足，本發明提供一種適用於高溫油藏(100 160°C )深部堵水調剖的凍膠型堵劑及其製備方法。術語解釋烏洛託品，化學名為六亞甲基四胺。非離子型聚丙烯醯胺，指水解度小於5%的聚丙烯醯胺，簡記為NPAM。本發明的技術方案如下一種凍膠型堵劑，質量百分比組成如下非離子型聚丙烯醯胺O. 3 0.8%，交聯劑A O. 6 1.3%，交聯劑B O. 45 I.44%，溫度穩定劑O. 02%~ O. 04%, pH值調節劑O. 01% O. 08%，和餘量的水；所述交聯劑A為烏洛託品，交聯劑B為對苯二酚或間苯二酚；所述溫度穩定劑為硫代硫酸鈉、亞硫酸氫鈉或亞硫酸鈉；所述pH調節劑為氫氧化鈉、氫氧化鉀、碳酸鈉或碳酸氫鈉。根據本發明優選的，一種凍膠型堵劑，質量百分比組成如下非離子型聚丙烯醯胺0.4 0.6%，交聯劑A 0.6 1.2%，交聯劑B O. 48 1.2%，溫度穩定劑O. 02 % O. 04 %，pH值調節劑O. OI % O. 08 %，和餘量的水；根據本發明優選的，所述非離子型聚丙烯醯胺的相對分子質量為800X IO4 1200X 104，水解度為2% 4%。 根據本發明進一步優選的，交聯劑B為對苯二酚，溫度穩定劑亞硫酸鈉，pH值調節劑為氫氧化鈉。本發明的凍膠型堵劑的製備方法，步驟如下(I)按配比將非離子型聚丙烯醯胺加入水中攪拌至完全溶解，再加入交聯劑A、交聯劑B和溫度穩定劑，攪拌均勻；得成膠液；(2)向步驟⑴的成膠液中加入濃度為IOwt%的pH調節劑溶液調pH值至8. O 9.0，即得凍膠成膠液。本發明的凍膠成膠液，在110°C下成膠時間為20 36h，130°C下成膠時間為7 23h。當凍膠成膠液pH值8. O 8. 5時，適於深部位置30 40m進行封堵，110°C下成膠時間為22 36h，130°C下成膠時間為8 23h。當凍膠成膠液pH值8. 5 9. O時，適於深部位置20 30m進行封堵，110°C下成膠時間為20 33h，130°C下成膠時間為7 21h。本發明的凍膠型堵劑適用於高溫油藏深部調剖堵水。本發明的技術特點本發明的凍膠型堵劑採用複合交聯劑，對苯二酚或間苯二酚與烏洛託品水解後產生的甲醛發生反應生成酚醛樹脂中間體，然後與非離子型聚丙烯醯胺發生交聯反應形成具有三維網狀結構的凍膠，O. 02% O. 04%的溫度穩定劑用於提高凍膠的耐溫能力，並通過調節PH調節劑在成膠液中的質量分數為O. 01% O. 08%，用於控制凍膠的成膠效果。本發明的凍膠型堵劑隨著成膠液體系pH值增大,成膠時間略有縮短。本發明通過控制堵劑成膠體系的成凍時間，使其在地層不同深部位置進行深部封堵，本堵劑既可用於油井，進行選擇性堵水；又可用於注水井，調整吸水剖面，從而有效改善地層非均質性，擴大後續流體的波及體積，提高原油的採收率。本發明的有益效果是本發明的凍膠型堵劑與目前同類凍膠相比，耐溫性能卓越，可用於100°C 160°C高溫油藏的深部調剖堵水(距離井眼距離大於20m的地層)。並且該凍膠型堵劑不僅配製簡單、成膠時間和強度可根據現場條件進行調節，而且熱穩定性能好，130°C下放置90天強度變化小，無脫水現象。
圖I是實施例5的產品凍膠成膠液在110°C下成膠時間22h的凍膠照片。圖2是實施例6的產品凍膠成膠液在130°C下成膠時間7. 5h的凍膠照片。
具體實施例方式下面結合實施例具體說明本發明。但不限於此。實施例中所用非離子聚丙烯醯胺(NPAM)相對分子質量為900 X IO4 1000X 104，水解度為3%。實施例I :在質量分數為O. 4%非離子聚丙烯醯胺水溶液50g中，邊攪拌邊加入烏洛託品固體粉末O. 3g,然後加入對苯二酹固體粉末O. 3g,再加入溫度穩定劑亞硫酸鈉O. 015g並攪拌至藥品全部溶解到水溶液中，最後加入質量分數為10.0%的氫氧化鈉溶液(pH調節齊[J )0. 06g將體系pH值調節為8. 01，攪拌均勻即得本發明的凍膠成膠液。該凍膠在110°C下成膠時間為36h，130°C下成膠時間為23h。
實施例2 在質量分數為O. 5%非離子聚丙烯醯胺水溶液50g中，邊攪拌邊加入烏洛託品固體粉末O. 4g,然後加入對苯二酹固體粉末O. 4g,再加入溫度穩定劑亞硫酸鈉O. 015g並攪拌至藥品全部溶解到水溶液中，最後加入質量分數為10.0%的氫氧化鈉溶液(pH調節齊[J )0. 17g，將體系pH值調節為8. 48，攪拌均勻即得本發明凍膠成膠液。該凍膠在110°C下成膠時間為25h，130°C下成膠時間為llh。實施例3 在質量分數為O. 6%非離子聚丙烯醯胺水溶液50g中，邊攪拌邊加入烏洛託品固體粉末O. 5g,然後加入對苯二酹固體粉末O. 5g,再加入溫度穩定劑亞硫酸鈉O. 015g並攪拌至藥品全部溶解到水溶液中，最後加入質量分數為10.0%的氫氧化鈉溶液(pH調節齊U )0. 4g將體系pH值調節為8. 92，攪拌均勻即得本發明凍膠成膠液。該凍膠在110°C下成膠時間為21h，130°C下成膠時間為8h。實施例4 在質量分數為O. 5%非離子聚丙烯醯胺水溶液50g中，邊攪拌邊加入烏洛託品固體粉末O. 4g,然後加入對苯二酹固體粉末O. 4g,再加入溫度穩定劑亞硫酸氫鈉O. OlOg並攪拌至藥品全部溶解到水溶液中，最後加入質量分數為10.0%的氫氧化鈉溶液(pH調節齊[J )0. 15g，將體系pH值調節為8. 20，攪拌均勻即得本發明凍膠成膠液。該凍膠在110°C下成膠時間為23h，130°C下成膠時間為10h。實施例5 在質量分數為O. 6%非離子聚丙烯醯胺水溶液50g中，邊攪拌邊加入烏洛託品固體粉末O. 5g,然後加入間苯二酹固體粉末O. 5g,再加入溫度穩定劑亞硫酸鈉O. 014g並攪拌至藥品全部溶解到水溶液中，最後加入質量分數為10.0%的氫氧化鈉溶液(pH調節齊U )0. 4g將體系pH值調節為8. 93，攪拌均勻即得本發明凍膠成膠液。該凍膠在110°C下成膠時間為22h，130°C下成膠時間為9h。實施例6 在質量分數為O. 6%非離子聚丙烯醯胺水溶液50g中，邊攪拌邊加入烏洛託品固體粉末O. 6g,然後加入對苯二酹固體粉末O. 6g,再加入溫度穩定劑亞硫酸鈉O. 015g並攪拌至藥品全部溶解到水溶液中，最後加入質量分數為10.0%的氫氧化鉀溶液(pH調節齊[J )0. 46g將體系pH值調節為8. 90，攪拌均勻即得本發明凍膠成膠液。該凍膠在110°C下成膠時間為20h，130°C下成膠時間為7. 5h。實施例7 本發明凍膠型堵劑的封堵能力，採用填砂管巖心對其進行評價，測定不同配方堵劑的封堵率。實驗過程為將長20cm，內徑2. 5cm的三根填砂管填充砂粒製得模擬巖心，分別記為BI、B2、B3，水驅至壓力穩定後測其堵前滲透率kw(l，然後配製不同配方的凍膠成膠液，注入O. 3VP (巖心孔隙體積)成膠液，隨後注入O. IVp水進行過頂替，最後將填砂管密封后置於130°C電子恆溫箱內，待堵劑完全成膠後再次水驅至壓力穩定，測巖心的堵後滲透率kwl，並
按公式
權利要求
1.一種凍膠型堵劑，其特徵在於質量百分比組成如下非離子型聚丙烯醯胺0.3 0.8%，交聯劑A 0.6 1.3%，交聯劑B 0.45 I. 44%，溫度穩定劑0. 02% 0. 04%，pH值調節劑0. 01% 0. 08%，和餘量的水； 所述交聯劑A為烏洛託品，交聯劑B為對苯二酚或間苯二酚； 所述溫度穩定劑為硫代硫酸鈉、亞硫酸氫鈉或亞硫酸鈉； 所述pH調節劑為氫氧化鈉、氫氧化鉀、碳酸鈉或碳酸氫鈉。
2.如權利要求I所述的凍膠型堵劑，其特徵在於質量百分比組成如下 非離子型聚丙烯醯胺0. 4 0. 6%，交聯劑A 0.6 1.2%，交聯劑B 0.48 1.2%，溫度穩定劑0. 02%~ 0. 04%, pH值調節劑0. 01% 0. 08%，和餘量的水。
3.如權利要求I或2所述的凍膠型堵劑，其特徵在於所述非離子型聚丙烯醯胺的相對分子質量為800X IO4 1200X 104，水解度為2% 4%。
4.如權利要求I 3任一項所述的凍膠型堵劑，其特徵在於交聯劑B為對苯二酚，溫度穩定劑亞硫酸鈉，PH值調節劑為氫氧化鈉。
5.如權利要求I 4任一項所述的凍膠型堵劑的製備方法，步驟如下 (1)按配比將非離子型聚丙烯醯胺加入水中攪拌至完全溶解，再加入交聯劑A、交聯劑B和溫度穩定劑，攪拌均勻；得成膠液； (2)向步驟⑴的成膠液中加入濃度為IOwt%的pH調節劑溶液調pH值至8.0 9.0，即得。
全文摘要
本發明涉及一種用於高溫油藏深部調剖堵水的凍膠型堵劑及其製備方法。該堵劑組分為非離子型聚丙烯醯胺0.3～0.8％，交聯劑A 0.6～1.3％，交聯劑B0.45～1.44％，溫度穩定劑0.02％～0.04％，pH值調節劑0.01％～0.08％。所述交聯劑A為烏洛託品，交聯劑B為對苯二酚或間苯二酚；所述溫度穩定劑為硫代硫酸鈉、亞硫酸氫鈉或亞硫酸鈉；所述pH調節劑為氫氧化鈉、氫氧化鉀、碳酸鈉或碳酸氫鈉。本發明的凍膠型堵劑具有很強的耐溫性能，可用於100℃～160℃高溫油藏的堵水調剖作業，成膠後強度高，對地層有較強的封堵能力，熱穩定性好，130℃下放置90天強度變化小，無破膠水化現象。
文檔編號C08J3/24GK102807849SQ201210099789
公開日2012年12月5日 申請日期2012年4月6日 優先權日2012年4月6日
發明者戴彩麗, 由慶, 劉學哲, 趙明偉, 汪衛東 申請人:中國石油大學(華東)