一种抗温抗盐调剖堵水剂及制备方法与流程

文档序号:11897412阅读:208来源:国知局

本发明涉及油田油层的调剖堵水剂及制备技术领域,具体涉及一种抗温抗盐调剖堵水剂及制备方法。



背景技术:

注水开发的油田,开采一个阶段之后,由于地层是多层且为非均质的,随着注入油层水量的增加,使得注入剖面很不均匀。有的区块含水量很高,而有的区块则注水效果不明显,甚至有的区块注入水很快沿高渗透层突破,水对高渗透层的冲刷提高了它的渗透率,使地层的非均质性进一步扩大,致使油井大量出水,产油量降低。为了使注入水均匀推进,减少油井出水,可以从注入井封堵高渗透层,调整注入地层的吸水剖面,即所谓注入井调剖;或是封堵出水层,降低油井出水量,称为油井堵水。无论是调剖还是堵水,目前行之有效的方法都是采用化学调剖堵水方法。

目前国内外研究较多的是深度调剖技术,相继开发了微生物类、沉淀类、凝胶类和胶态分散冻胶类等,并成功地用于深度调剖作业。然而,我国油田普遍采用注水开发方式,地层非均质性严重,油藏地质复杂,油井地层温度高,地层水矿化度高。常用的调剖堵水剂的抗温抗盐性能一般,在高温下胶凝时间短,凝胶粘度较低,现场应用受到限制。



技术实现要素:

本发明的目的就是针对现有技术存在的缺陷,提供一种抗温抗盐调剖堵水剂及制备方法。

其技术方案是:一种抗温抗盐调剖堵水剂及制备方法,其由下列重量份的原料组成:抗温抗盐聚丙烯酰胺1—3、交联剂A 0.15—1.2、交联剂B 0.03—0.1、缓凝剂0.01—0.1、pH调节剂1—7.5和水988—997;制备方法是:将pH调节剂加到水中,充分溶解后,加入抗温抗盐聚丙烯酰胺,常温搅拌2—4小时,再加入所需要量的缓凝剂、交联剂B,常温搅拌1—2小时后,加入交联剂A,搅拌均匀后,70—90℃下恒温3—5天,即可得到抗温抗盐调剖堵水剂。

所述抗温抗盐聚丙烯酰胺的分子量为1800—2300万,水解度为15%—30%。

所述交联剂A是六羟甲基三聚氰胺,六羟甲基三聚氰胺是由摩尔比为10:1的甲醛与三聚氰胺在pH为9、60℃条件下发生亲核加成反应得到的。

所述交联剂B是柠檬酸铝。

所述缓凝剂为乙二胺四甲叉磷酸钙、乙二胺四甲叉磷酸钠、乙二胺五甲叉磷酸中的一种或两种。

所述pH调节剂是乙酸、乙酸铵中的一种或两种,pH值调至6.5。

所述抗温抗盐聚丙烯酰胺由下列重量份的原料组成:丙烯酰胺150—200,丙烯酸20—60,2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸10—25,苯乙烯磺酸钠3—7,氢氧化钠15—40,去离子水700—780,分子量调节剂0.0005—0.005,引发剂0.001—0.5;其制备方法是:在反应器中加入丙烯酰胺、丙烯酸、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、苯乙烯磺酸钠、去离子水,充分溶解后,用氢氧化钠调节溶液pH值,将pH值调节为7.0—7.1之间,充分混合后转入反应釜中,通氮气除氧0.8—1小时,加入引发剂在0—2℃的引发温度下,通过复合引发剂体系引发聚合反应,并加入分子量调节剂调整产品分子量,从而得到合适分子量、水解度的产品,反应结束后取出胶状物,将聚合物造粒并进行干燥、破碎即得抗温抗盐聚丙烯酰胺。

所述分子量调节剂为异丙醇、甲酸钠中的一种或多种,其重量份设为0.0005—0.005,通过调整分子量调节剂及原料组成的调整,使抗温抗盐聚丙烯酰胺分子量可控。

所述引发体系为复合引发体系,包括偶氮类引发剂和氧化还原引发剂,所述偶氮类引发剂为偶氮二异丁脒二盐酸盐、偶氮二异庚腈、偶氮二异丁腈和4,4’-偶氮双中的一种或多种,优选为偶氮二异丁腈;所述氧化还原引发剂为过氧化苯甲酰、异丙苯过氧化氢、过硫酸钾、吊白块、硫酸亚铁、亚硫酸氢钠中的两种,优选为过硫酸钾和亚硫酸氢钠。

本发明提供的抗温抗盐调剖堵水剂是一种交联的聚合物体系,由抗温抗盐聚丙烯酰胺与复合交联剂发生交联反应形成,在抗温抗盐聚丙烯酰胺中引入磺酸基团和苯环结构,使聚丙烯酰胺具有良好的抗温抗盐性能。本发明所用交联剂是由有机交联剂六羟甲基三聚氰胺和金属交联剂柠檬酸铝复配而得,对于金属交联剂而言,引入六羟甲基三聚氰胺交联剂,使凝胶体系具有环状结构,生成结构致密、复杂的空间网状结构,提高了调剖剂的热稳定性和抗盐性;对于交联剂六羟甲基三聚氰胺来说,金属交联剂的加入使聚丙烯酰胺结构单元中的羧酸基被桥连,即聚合物分子间的交联点增多,稳定性增强,使调剖堵水剂具有更高的粘度,抗温性加强。本发明所述的调剖堵水剂不仅具有抗温、抗盐、凝胶强度高、成胶时间可调等特点,而且对油水封堵具有选择性,注入后能够进入油藏的深部,封堵高渗透通道,从而改善注水开发效果,提高油藏采收率。

具体实施方式

一种抗温抗盐调剖堵水剂及制备方法,其由下列重量份的原料组成:抗温抗盐聚丙烯酰胺1—3、交联剂A 0.15—1.2、交联剂B 0.03—0.1、缓凝剂0.01—0.1、pH调节剂1—7.5和水988—997;制备方法是:将pH调节剂加到水中,充分溶解后,加入抗温抗盐聚丙烯酰胺,常温搅拌2—4小时,再加入所需要量的缓凝剂、交联剂B,常温搅拌1—2小时后,加入交联剂A,搅拌均匀后,70—90℃下恒温3—5天,即可得到抗温抗盐调剖堵水剂。

所述抗温抗盐聚丙烯酰胺的分子量为1800—2300万,水解度为15%—30%。

所述交联剂A是六羟甲基三聚氰胺,六羟甲基三聚氰胺是由摩尔比为10:1的甲醛与三聚氰胺在pH为9、60℃条件下发生亲核加成反应得到的。

所述交联剂B是柠檬酸铝。

所述缓凝剂为乙二胺四甲叉磷酸钙、乙二胺四甲叉磷酸钠、乙二胺五甲叉磷酸中的一种或两种。

所述pH调节剂是乙酸、乙酸铵中的一种或两种,pH值调至6.5。

所述抗温抗盐聚丙烯酰胺由下列重量份的原料组成:丙烯酰胺150—200,丙烯酸20—60,2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸10—25,苯乙烯磺酸钠3—7,氢氧化钠15—40,去离子水700—780,分子量调节剂0.0005—0.005,引发剂0.001—0.5;其制备方法是:在反应器中加入丙烯酰胺、丙烯酸、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、苯乙烯磺酸钠、去离子水,充分溶解后,用氢氧化钠调节溶液pH值,将pH值调节为7.0—7.1之间,充分混合后转入反应釜中,通氮气除氧0.8—1小时,加入引发剂在0—2℃的引发温度下,通过复合引发剂体系引发聚合反应,并加入分子量调节剂调整产品分子量,从而得到合适分子量、水解度的产品,反应结束后取出胶状物,将聚合物造粒并进行干燥、破碎即得抗温抗盐聚丙烯酰胺。

所述分子量调节剂为异丙醇、甲酸钠中的一种或多种,其重量份设为0.0005—0.005,通过调整分子量调节剂及原料组成的调整,使抗温抗盐聚丙烯酰胺分子量可控。

所述引发体系为复合引发体系,包括偶氮类引发剂和氧化还原引发剂,所述偶氮类引发剂为偶氮二异丁脒二盐酸盐、偶氮二异庚腈、偶氮二异丁腈和4,4’-偶氮双中的一种或多种,优选为偶氮二异丁腈;所述氧化还原引发剂为过氧化苯甲酰、异丙苯过氧化氢、过硫酸钾、吊白块、硫酸亚铁、亚硫酸氢钠中的两种,优选为过硫酸钾和亚硫酸氢钠。

下面结合实施例具体说明本发明,但不限于此。

实例一:

抗温抗盐聚丙烯酰胺的制备:

原料重量份为:丙烯酰胺200,丙烯酸50,2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸15,苯乙烯磺酸钠4,氢氧化钠30.6,去离子水700,甲酸钠0.002,偶氮二异丁腈0.3,过硫酸钾0.012,亚硫酸氢钠0.008。得到抗温抗盐聚丙烯酰胺分子量为1890万,水解度为20%。

抗温抗盐调剖堵水剂的制备:

原料重量份为:抗温抗盐聚丙烯酰胺1.5,六羟甲基三聚氰胺0.4,柠檬酸铝0.06,乙二胺四甲叉磷酸钠0.07,乙酸铵3,水995。

将乙酸铵加到水中,充分溶解后,加入抗温抗盐聚丙烯酰胺,常温搅拌3h,再加入所需要量的乙二胺四甲叉磷酸钠、柠檬酸铝,常温搅拌1h后,加入六羟甲基三聚氰胺,搅拌均匀后,85℃恒温4d,得到抗温抗盐调剖堵水剂。

实例二:

抗温抗盐聚丙烯酰胺的制备:

原料重量份为:丙烯酰胺170,丙烯酸30,2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸10,苯乙烯磺酸钠3,氢氧化钠18.6,去离子水768,甲酸钠0.0012,偶氮二异丁腈0.3,过硫酸钾0.012,亚硫酸氢钠0.008。得到抗温抗盐聚丙烯酰胺分子量为2020万,水解度为15%。

抗温抗盐调剖堵水剂的制备:

原料重量份为:抗温抗盐聚丙烯酰胺2,六羟甲基三聚氰胺0.6,柠檬酸铝0.05,乙二胺四甲叉磷酸钠0.04,乙酸铵5,水992。

将乙酸铵加到水中,充分溶解后,加入抗温抗盐聚丙烯酰胺,常温搅拌3h,再加入所需要量的乙二胺四甲叉磷酸钠、柠檬酸铝,常温搅拌1h后,加入六羟甲基三聚氰胺,搅拌均匀后,85℃恒温4d,得到抗温抗盐调剖堵水剂。

实例三:

抗温抗盐聚丙烯酰胺的制备:

原料重量份为:丙烯酰胺150,丙烯酸45,2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸20,苯乙烯磺酸钠5,氢氧化钠28.8,去离子水751,甲酸钠0.0008,偶氮二异丁腈0.3,过硫酸钾0.012,亚硫酸氢钠0.008。得到抗温抗盐聚丙烯酰胺分子量为2260万,水解度为23%。

抗温抗盐调剖堵水剂的制备:

原料重量份为:抗温抗盐聚丙烯酰胺2.5,六羟甲基三聚氰胺0.8,柠檬酸铝0.03,乙二胺四甲叉磷酸钠0.05,乙酸铵4,水992.6。

将乙酸铵加到水中,充分溶解后,加入抗温抗盐聚丙烯酰胺,常温搅拌3h,再加入所需要量的乙二胺四甲叉磷酸钠、柠檬酸铝,常温搅拌1h后,加入六羟甲基三聚氰胺,搅拌均匀后,85℃恒温4d,得到抗温抗盐调剖堵水剂。

对本发明实施例提供的三组调剖堵水剂进行了不同温度的成胶黏度测试,其结果如表1所示。

表1 不同温度的成胶黏度测试

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