一种耐盐耐温水凝胶调剖剂及其制备方法与流程

本公开涉及石油化工的三次采油，具体的是一种水凝胶调剖剂及其制备方法。

背景技术：

1、本节中的陈述只提供与本公开有关的背景信息并且不构成现有技术。

2、油井产水是石油开发过程中亟待解决的问题，它会降低泵的效率，从而影响原油采收率、加剧腐蚀，进而污染环境。调剖是改善油藏非均质性、降低含水率，提高采收率的有效技术，因此成为促进油田可持续发展的重要手段。

3、调剖剂主要以聚丙烯酰胺为主要成分，然而能够满足长期耐高温、抗盐要求的聚丙烯酰胺产品仍不尽意。为进一步解决此问题，现有技术研发了多种材料对高渗透层进行封堵，凝胶是其中最为经济高效的一种。

4、目前常用的凝胶调剖剂为高分子水凝胶，如聚丙烯酰胺凝胶、部分水解聚丙烯酰胺水凝胶等，其强度较高，对地层大孔道的封堵性能好，具有较强的抗剪切性、耐酸碱性及耐盐性。然而，在高盐度(1500～2000mg/l)和高温(90～150℃)条件下，丙烯酰胺等容易沉淀或降解。高分子链的降解破坏了水凝胶结构，导致水从水凝胶相中逸出，致使水凝胶失去除水功能。此外，聚合物羧基携带的负电荷很容易受到高盐度储层中一价和二价阳离子的影响，特别是高浓度的钙离子会导致聚合物絮凝，从而降低聚合物溶液的粘度。

5、如以hpam为主的聚合物凝胶体系，因所用聚合物hpam为线性柔性链，在进行深部调剖时，凝胶体系易发生盐降解、高温破胶脱水等。

6、另外，现有聚合物凝胶体系所用的铝盐、铬盐及酚醛等交联剂有毒，会污染地层。

7、需要说明的是，在上述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此可以包含不构成现有技术的信息。

技术实现思路

1、有鉴于此，本公开提供一种耐盐耐温水凝胶调剖剂，解决现有凝胶调剖剂在高温、高盐环境下，调剖效果差、结构易被破坏的问题。

2、第二方面，本公开还提供了所述的耐盐耐温水凝胶调剖剂的制备方法。

3、第一方面，所述的耐盐耐温水凝胶调剖剂，包括接枝共聚物，所述接枝共聚物是丙烯酰胺、羟丙基甲基纤维素、n-乙烯基吡咯烷酮及2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸的四元共聚物。

4、在本公开的一些实施例中，所述丙烯酰胺、羟丙基甲基纤维素、n-乙烯基吡咯烷酮及2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸的质量比是0.6:（5-7）:（2-3）：（1-2）。

5、在本公开的一些实施例中，所述接枝共聚物通过交联剂在油田模拟水中交联形成所述凝胶调剖剂，所述交联剂是六亚甲基四胺。

6、第二方面，第一方面所述的耐盐耐温水凝胶调剖剂的制备方法，包括：

7、由羟丙基甲基纤维素与引发剂组成第一混合溶液；

8、由丙烯酰胺、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸及n-乙烯基吡咯烷酮组成第二混合溶液；

9、将所述第二混合溶液滴加到所述第一混合溶液中进行自由基聚合反应，并在反应液中加入络合剂及链转移剂，所述自由基聚合反应的四元接枝共聚物与油田模拟水通过凝胶化反应形成所述水凝胶调剖剂。

10、在本公开的一些实施例中，所述羟丙基甲基纤维素在45～55℃的n2氛围下与去离子水混匀后加入所述引发剂，并继续在45～55℃的n2氛围下混合均匀，得到所述第一混合溶液；所述引发剂是过硫酸钾。

11、在本公开的一些实施例中，所述络合剂是edta-2na，所述链转移剂是甲酸钠。

12、在本公开的一些实施例中，所述反应液中总单体质量分数为25wt%，反应液的ph=7；

13、所述自由基聚合反应在45～55℃的n2氛围下进行。

14、在本公开的一些实施例中，所述油田模拟水的ph为8～11；以及/或，密度为1.2～1.5g/cm3。

15、在本公开的一些实施例中，所述水凝胶调剖剂中所述四元接枝共聚物的质量浓度为20～30wt%；以及/或，所述四元接枝共聚物通过交联剂及促凝剂、磷酸二氢铵、柠檬酸与所述油田模拟水进行所述凝胶化反应。

16、在本公开的一些实施例中，所述交联剂是六亚甲基四胺，所述促凝剂是间苯二酚。

17、在本公开的一些实施例中，进行所述凝胶化反应的反应液中，加入所述交联剂hmta的量为0.10～0.30wt%，所述促凝剂rc的量为0.1～4wt%，所述map的量为0.01～0.30wt%，所述ph调节剂ca的量为0.10～0.30wt%。

18、本公开具有如下有益效果：

19、因为，羟丙基甲基纤维素（hpmc）单体中含有刚性六元杂环骨架具有很强的稳定性，并且结构上的羟丙基很容易形成氢键，可以与阳离子形成配合物，能够减少高温高盐等外界因素对聚合物结构的影响；2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸（amps）单体上含有磺酸基团，能够使聚合物分子主链对地层环境中二价金属离子攻击不敏感，进而增强聚合物的耐盐性能；n-乙烯基吡咯烷酮（nvp）单体含有刚性的五元杂环结构，能够降低温度对聚合物结构的影响，使聚合物具有耐温性；所以，本公开调剖剂采用羟丙基甲基纤维素（hpmc）作为刚性功能单体、n-乙烯基吡咯烷酮（nvp）作为抗温功能单体及2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸（amps）作为抗盐功能单体对聚丙烯酰胺（am）进行改性，得到一种抗温抗盐的刚性四元接枝共聚物，该四元接枝共聚物进一步与交联剂在油田模拟水中交联形成半固态的水凝胶调剖剂；因本公开的水凝胶调剖剂的网络结构中含有刚性官能团，可以进一步增加调剖剂在高盐高温下地层条件的结构稳定性，从而有效解决现有凝胶调剖剂在高温、高盐环境下，调剖效果差、结构易被破坏、水驱波及效率低的以及凝胶时间不可控的问题。

技术特征：

1.一种耐盐耐温水凝胶调剖剂，包括接枝共聚物，其特征在于：

2.根据权利要求1所述的耐盐耐温水凝胶调剖剂，其特征在于：

3.根据权利要求2所述的耐盐耐温水凝胶调剖剂，其特征在于：

4.权利要求1-3所述的耐盐耐温水凝胶调剖剂的制备方法，其特征在于，包括：

5.根据权利要求4所述的耐盐耐温水凝胶调剖剂的制备方法，其特征在于：

6.根据权利要求5所述的耐盐耐温水凝胶调剖剂的制备方法，其特征在于：

7.根据权利要求5所述的耐盐耐温水凝胶调剖剂的制备方法，其特征在于：

8.根据权利要求4-7任一项所述的耐盐耐温水凝胶调剖剂的制备方法，其特征在于：

9.根据权利要求8所述的耐盐耐温水凝胶调剖剂的制备方法，其特征在于：

10.根据权利要求9所述的耐盐耐温水凝胶调剖剂的制备方法，其特征在于：

技术总结
本申请公开了一种耐盐耐温水凝胶调剖剂及其制备方法，其中所述水凝胶调剖剂包括接枝共聚物，所述接枝共聚物是丙烯酰胺、羟丙基甲基纤维素、N‑乙烯基吡咯烷酮及2‑丙烯酰胺‑2‑甲基丙磺酸的四元共聚物；解决现有凝胶调剖剂在高温、高盐环境下，调剖效果差、结构易被破坏的问题。

技术研发人员：杨希志,李波,邓从刚,张丽,黄金,李娜娜,朱艳坤,常雷,冯桂权,余晖,王俊峰,帅虎,兰荣华
受保护的技术使用者：大庆石油管理局有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/6/11