一种用于油田水驱油层堵窜的凝胶调剖剂的制作方法

文档序号:36977198发布日期:2024-02-07 13:30阅读:35来源:国知局

本发明涉及一种用于油田水驱油层堵窜的凝胶调剖剂,属于石油工程。


背景技术:

1、油田水驱开发过程中,由于地层、油层存在非均质性,注入水在油层中沿着高渗透方向的“突进”,随着注水时间增长和注水量的增加,注水剖面的不均匀性增加,形成“窜流”通道,导致某个方向的油井大量出水。为改善驱油效果,提高采收率,需要采用调剖剂对窜流通道进行堵窜调剖。为了减小堵窜调剖对中低渗透层的污染,实现大剂量深部调剖,要求调剖剂的较高的封堵强度高以及较强的选择性进入窜流通道能力。

2、凝胶是固态或半固态的胶体体系,具有由胶体颗粒、高分子以分子内交联为主,分子间交联为辅的空间网状结构,结构空隙中充满了液体,液体被包在其中固定不动,使体系失去流动性,其性质介于固体和液体之间,强度足以阻止通过地层的水流。凝胶调剖剂由于具有胶体性质和热力学稳定性质,常被用于油田水驱油层的堵窜调剖。

3、现有油田水驱油层堵窜凝胶调剖剂根据成胶反应性质,可以分为地下聚合类凝胶调剖剂和地下交联类凝胶调剖剂。其中,常用的地下聚合类凝胶调剖剂的配方(质量%)为:am 4%~5%,改性淀粉4%~5%,引发剂0.01~0.05%,水90%~92%,封堵高强度符合高孔高渗调剖要求,不足之处是由于am单剂浓度高用量大,调剖剂单方成本高,并且由于受成胶时间限制,很难实现大剂量深部调剖,调剖设计用量与窜流通道体积匹配较差,封堵有效期短,容易在封堵段周围形成新的水窜通道。相较于地下聚合类凝胶调剖剂,地下交联类凝胶调剖剂成本低,并且能实现大剂量深部调剖,但由于凝胶剂的交联强度低,对窜流通道封堵强度弱,长时间在地层中还会出现降解现象,封堵有效期短。例如常用的地下交联类凝胶调剖剂,配方(质量%)为:部分水解聚丙烯酰胺(hpam,分子量为1200万,水解度为20%)0.4%~0.6%,交联剂(乳酸铬)0.4%~0.6%,水98.8%~99.2%,室内实验封堵强度小于0.02mpa/cm。


技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种用于油田水驱油层堵窜的凝胶调剖剂,具有较高的封堵强度。

2、为了实现以上目的,本发明所采用的技术方案是:

3、一种用于油田水驱油层堵窜的凝胶调剖剂,主要由部分水解聚丙烯酰胺、有机铬交联剂、增强剂、促胶剂和水制成;部分水解聚丙烯酰胺、铬盐交联剂、增强剂和促胶剂的质量之比为0.4~0.6:0.3~0.5:2~4:0.3~0.4;所述增强剂为钠基膨润土和改性淀粉,钠基膨润土和改性淀粉的质量之比为1~2:1~2;所述促胶剂为间苯二酚、乌洛托品和有机酸,间苯二酚、乌洛托品和有机酸的质量之比为0.9~1.2:0.9~1.2:0.8~1.3。

4、本发明的凝胶调剖剂应用于油田水驱油层封堵窜流通道调剖时,由于钠基膨润土、改性淀粉颗粒与部分水解聚丙烯酰胺在水中相遇时,部分水解的聚丙烯酰胺的亲水基团与钠基膨润土、改性淀粉颗粒表面的羟基通过氢键产生桥接,形成絮凝体,对凝胶体系起到较强的支撑作用,能够有效提高封堵强度,室内实验成胶后封堵强度大于0.17mpa/cm,且由于聚丙烯酰胺长链大分子的拉动作用,能选择性进入窜流通道,对中低渗透层污染小,适用于大剂量深度调剖。

5、本发明的凝胶调剖剂是以聚丙烯酰胺—酚醛树脂为主要成分的复合凝胶体,原料中的乌洛托品(六次甲基四胺(ch2)6n4)在酸性介质中受热产生甲醛(涉及的化学反应为(ch2)6n4+6h2o——4nh3+6hcho),由是乌洛托品(六次甲基四胺(ch2)6n4)受热缓慢释放甲醛,因而可以延长体系的交联时间,有利于大剂量处理,并且原料中的间苯二酚还可以在凝胶调剖剂的网状结构中引入芳香环,提高了凝胶调剖剂的热稳定性,使得该调剖剂能够适应地层温度30℃~80℃的砂岩油藏内调剖。

6、进一步地,部分水解聚丙烯酰胺、铬盐交联剂、增强剂和促胶剂的质量之比为0.4~0.6:0.3~0.5:3:0.3。钠基膨润土和改性淀粉的质量之比为1:2。间苯二酚、乌洛托品和有机酸的质量之比为1:1:1。

7、部分水解聚丙酰胺(hpam)也被称为阴离子聚丙烯酰胺,具有良好的热稳定性及化学稳定性,由于其分子链中含有活泼的酰胺基-conh2和羧基-cooh,可与钠基膨润土、改性淀粉颗粒表面的羟基通过氢键产生桥接,形成絮凝体,可增强凝胶的机械强度,提高凝胶抗剪切能力,从而提高凝胶调剖剂的封堵强度。进一步地,所述部分水解聚丙烯酰胺的分子量为800~1200万,水解度为20~25%,例如水解度为25%。

8、进一步地,所述有机铬交联剂为醋酸铬和/或乳酸铬。所述有机铬交联剂优选为乳酸铬,相较于醋酸铬,乳酸铬在成胶过程中释放cr3+的速度更缓慢,可更好地调节成胶时间。

9、进一步地,所述部分水解聚丙烯酰胺与水的质量之比为0.4~0.6:98.3~98.7。采用较低浓度的部分水解聚丙烯酰胺,可以降低调剖成本,保证大剂量深部调剖的效果效益,解决现有地下聚合类凝胶调剖剂成本高,地下交联类凝胶调剖剂强度弱,堵窜调剖效果效益不理想问题。

10、进一步地,所述凝胶调剖剂的制备方法包括以下步骤:将水与有机铬交联剂混匀,得到交联剂溶液;将部分水解聚丙烯酰胺、增强剂和促胶剂的混合物与交联剂溶液混匀,即得。

11、钠基膨润土、改性淀粉的粒径越细越有利于其表面的极性基团与部分水解聚丙烯酰胺的结合,保证凝胶体系的均匀度和强度,进一步地,所述钠基膨润土、改性淀粉的粒径均为150目(含150目)以上,例如可以为150目、200目或300目。

12、进一步地,所述改性淀粉为预糊化淀粉,例如预糊化玉米淀粉。

13、进一步地,所述有机酸为柠檬酸。促胶剂中的柠檬酸可以调节乌洛托品反应环境的ph值,从而控制乌洛托品的反应速度,可以有效调节凝胶调剖剂的成胶时间和强度。

14、本发明的用于油田水驱油层堵窜的凝胶调剖剂使用时现场制备,然后用注入泵连续注入到调剖井中。



技术特征:

1.一种用于油田水驱油层堵窜的凝胶调剖剂,其特征在于:主要由部分水解聚丙烯酰胺、有机铬交联剂、增强剂、促胶剂和水制成;部分水解聚丙烯酰胺、铬盐交联剂、增强剂和促胶剂的质量之比为0.4~0.6:0.3~0.5:2~4:0.3~0.4;所述增强剂为钠基膨润土和改性淀粉,钠基膨润土和改性淀粉的质量之比为1~2:1~2;所述促胶剂为间苯二酚、乌洛托品和有机酸,间苯二酚、乌洛托品和有机酸的质量之比为0.9~1.2:0.9~1.2:0.8~1.3。

2.根据权利要求1所述的用于油田水驱油层堵窜的凝胶调剖剂,其特征在于:所述部分水解聚丙烯酰胺的分子量为800~1200万,水解度为20~25%。

3.根据权利要求1或2所述的用于油田水驱油层堵窜的凝胶调剖剂,其特征在于:所述有机铬交联剂为醋酸铬和/或乳酸铬。

4.根据权利要求1或2所述的用于油田水驱油层堵窜的凝胶调剖剂,其特征在于:所述部分水解聚丙烯酰胺与水的质量之比为0.4~0.6:98.3~98.7。

5.根据权利要求1或2所述的用于油田水驱油层堵窜的凝胶调剖剂,其特征在于:所述凝胶调剖剂的制备方法包括以下步骤:将水与有机铬交联剂混匀,得到交联剂溶液;将部分水解聚丙烯酰胺、增强剂和促胶剂的混合物与交联剂溶液混匀,即得。

6.根据权利要求1或2所述的用于油田水驱油层堵窜的凝胶调剖剂,其特征在于:所述改性淀粉为预糊化淀粉。

7.根据权利要求1或2所述的用于油田水驱油层堵窜的凝胶调剖剂,其特征在于:所述有机酸为柠檬酸。


技术总结
本发明涉及一种用于油田水驱油层堵窜的凝胶调剖剂,属于石油工程技术领域。本发明的凝胶调剖剂主要由部分水解聚丙烯酰胺、有机铬交联剂、增强剂、促胶剂和水制成;部分水解聚丙烯酰胺、铬盐交联剂、增强剂和促胶剂的质量之比为0.4~0.6:0.3~0.5:2~4:0.3~0.4;增强剂为钠基膨润土和改性淀粉,钠基膨润土和改性淀粉的质量之比为1~2:1~2;促胶剂为间苯二酚、乌洛托品和有机酸,间苯二酚、乌洛托品和有机酸的质量之比为0.9~1.2:0.9~1.2:0.8~1.3。该凝胶调剖剂应用于油田水驱油层封堵窜流通道调剖时,能有效提高封堵强度,且能选择性进入窜流通道,对中低渗透层污染小。

技术研发人员:殷付栓,蔡汉文,陈义发,方舒,熊凯,李红伟
受保护的技术使用者:中国石油化工股份有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/2/6
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