一種溫敏凝膠轉(zhuǎn)向劑及其制備方法和應(yīng)用的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種溫敏凝膠轉(zhuǎn)向劑及其制備方法和應(yīng)用。所述的溫敏凝膠轉(zhuǎn)向劑主要由如下重量份成分制備得到：丙烯酰胺1～3份、無機(jī)材料1～3份、潛在堿0.5～1.5份、交聯(lián)劑0.05～0.15份、引發(fā)劑0.1～0.2份、余量為水；以上述成分總重量為100份計(jì)。本發(fā)明合成的新型溫敏凝膠轉(zhuǎn)向劑，除具備了一定凝膠強(qiáng)度，成膠時(shí)間(5～20小時(shí))可調(diào)的特點(diǎn)外，還具備一定的耐沖刷性能，延長凝膠注水井調(diào)剖的有效期，迫使后續(xù)注入水轉(zhuǎn)向滲透率較低的油層，可提高注水波及效率與原油采收率。
【專利說明】一種溫敏凝膠轉(zhuǎn)向劑及其制備方法和應(yīng)用

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及油田開發(fā)過程中的采油【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種溫敏凝膠轉(zhuǎn)向劑及其 制備方法和應(yīng)用。

【背景技術(shù)】
[0002] 注水開發(fā)油田長期水驅(qū)導(dǎo)致高含水油田儲(chǔ)層非均質(zhì)程度日漸惡化，三大矛盾加 劇，平面、層內(nèi)矛盾尤為突出，造成注入水低效、無效循環(huán)嚴(yán)重，水驅(qū)效率大幅降低。油氣井 出水是油田開發(fā)過程中普遍存在的問題，隨著注水邊緣的推進(jìn)，由于地層非均質(zhì)性嚴(yán)重，油 水流度比不同及開發(fā)方案和措施不當(dāng)?shù)仍?，均能?dǎo)致油田含水上升速度加快，致使油層 過早水淹，油田采收率降低。對(duì)注水井而言，需要注入化學(xué)堵劑封堵高滲透層，使后續(xù)注入 水進(jìn)入低滲透層，并對(duì)低滲透層進(jìn)行波及。對(duì)油井而言，需要封堵水竄層，使油井采出液中 含水率降低。目前采用的無機(jī)凝膠沉淀顆粒，如水玻璃-氯化鈣體系存在的兩種材料接觸 后即產(chǎn)生沉淀、不易到達(dá)預(yù)定部位進(jìn)行深部放置、形成的凝膠彈性強(qiáng)度較弱；路群祥等以水 玻璃為主劑，乙酸乙酯、乙酰胺中的至少一種作為延遲活化劑，用清水配制，在地面溫度穩(wěn) 定，進(jìn)入地層多孔介質(zhì)后一段時(shí)間形成凝膠，適用于70?110°C地層。但上述無機(jī)凝膠均表 現(xiàn)出脆性大、不耐沖刷，有效期短等問題；實(shí)施效果差，制約了此類堵劑的規(guī)?；瘧?yīng)用。
[0003] 基于上述缺點(diǎn)，本發(fā)明人經(jīng)過潛心研究，針對(duì)現(xiàn)有注水井調(diào)剖用無機(jī)凝膠技術(shù)不 耐沖刷、有效期變短等的不足，在普通無機(jī)凝膠的基礎(chǔ)上，加入丙烯酰胺、聚合硫酸鋁鐵、潛 在堿、交聯(lián)劑與引發(fā)劑，得到了本發(fā)明的溫敏凝膠轉(zhuǎn)向劑。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的一個(gè)目的在于提供一種溫敏凝膠轉(zhuǎn)向劑；本發(fā)明的溫敏凝膠轉(zhuǎn)向劑具有 凝膠強(qiáng)度大、粘彈性好與耐沖刷等特點(diǎn)，能夠?qū)崿F(xiàn)深部液流轉(zhuǎn)向，有效封堵高滲透層，達(dá)到 封堵高滲透層目的；
[0005] 本發(fā)明的另一目的在于提供所述溫敏凝膠轉(zhuǎn)向劑的制備方法；
[0006] 本發(fā)明的又一目的在于提供所述溫敏凝膠轉(zhuǎn)向劑在油井處理中的應(yīng)用。
[0007] 為達(dá)上述目的，一方面，本發(fā)明提供了一種溫敏凝膠轉(zhuǎn)向劑，所述的溫敏凝膠轉(zhuǎn)向 劑主要由如下重量份成分制備得到：丙烯酰胺1?3份、無機(jī)材料1?3份、潛在堿0. 5? 1. 5份、交聯(lián)劑0. 05?0. 15份、引發(fā)劑0. 1?0. 2份、余量為水；以上述成分總重量為100 份計(jì)。
[0008] 本發(fā)明通過在溫敏凝膠轉(zhuǎn)向劑中加入丙烯酰胺引發(fā)聚合后形成的凝膠，可以增強(qiáng) 所制備轉(zhuǎn)向劑的抗沖刷能力，并兼具備更優(yōu)良的凝膠強(qiáng)度與彈性性能。
[0009] 根據(jù)本發(fā)明所述的溫敏凝膠轉(zhuǎn)向劑，本發(fā)明優(yōu)選所述的溫敏凝膠轉(zhuǎn)向劑主要由如 下重量份成分制備得到：丙烯酰胺3份、無機(jī)材料2份、潛在堿1. 5份、交聯(lián)劑0. 15份、引發(fā) 劑〇. 2份、余量為水；以上述成分總重量為100份計(jì)。
[0010] 除非另有規(guī)定和/或說明，自始至終，在本發(fā)明中所有涉及組分用量的數(shù)值均為 "重量份"。
[0011] 根據(jù)本發(fā)明所述的溫敏凝膠轉(zhuǎn)向劑，本發(fā)明優(yōu)選所述無機(jī)材料為聚合硫酸鐵和/ 或聚合硫酸鋁鐵；其中更優(yōu)選為聚合硫酸鋁鐵。
[0012] 所述的聚合硫酸鐵和聚合硫酸鋁鐵可以為現(xiàn)有市售任何的聚合硫酸鐵和聚合硫 酸鋁鐵；其中本發(fā)明優(yōu)選的聚合硫酸鋁鐵是氧化鋁含量< 33%的聚合硫酸鋁鐵。
[0013] 根據(jù)本發(fā)明所述的溫敏凝膠轉(zhuǎn)向劑，本發(fā)明優(yōu)選所述引發(fā)劑為堿金屬的過硫酸 鹽；優(yōu)選為過硫酸鈉、過硫酸銨或過硫酸鉀中的一種或多種的混合物；其中更優(yōu)選為過硫 酸銨。
[0014] 根據(jù)本發(fā)明所述的溫敏凝膠轉(zhuǎn)向劑，本發(fā)明優(yōu)選所述潛在堿為碳酸銨、碳酸氫銨、 甲酸銨、乙酰胺、三乙胺和尿素中的一種或一種以上混合物；其中更優(yōu)選為尿素。
[0015] 根據(jù)本發(fā)明所述的溫敏凝膠轉(zhuǎn)向劑，本發(fā)明優(yōu)選所述交聯(lián)劑為乙二醛、戊二醛、三 乙醇胺、N-羥甲基丙烯酰胺和N，N-亞甲基雙丙烯酰胺中的一種或一種以上混合物，其中更 優(yōu)選為N，N-亞甲基雙丙烯酰胺。
[0016] 另一方面，本發(fā)明還提供了前面任意所述溫敏凝膠轉(zhuǎn)向劑的制備方法，所述方法 包括如下步驟：在水中依次加入丙烯酰胺、無機(jī)材料、潛在堿（尿素）與交聯(lián)劑，常溫下攪拌 均勻，再加入引發(fā)劑，靜置反應(yīng)，制得所述溫敏凝膠轉(zhuǎn)向劑。
[0017] 根據(jù)本發(fā)明所述的方法，其中本發(fā)明優(yōu)選在水中依次加入丙烯酰胺、無機(jī)材料、潛 在堿與交聯(lián)劑，常溫下攪拌10?15min。
[0018] 根據(jù)本發(fā)明所述的方法，其中靜置反應(yīng)的反應(yīng)終點(diǎn)判斷為本領(lǐng)域所熟知，譬如為 反應(yīng)至液體不流動(dòng)，并成為粘彈性凝膠體。
[0019] 又一方面，本發(fā)明還提供了前面任意所述溫敏凝膠轉(zhuǎn)向劑在油井處理中的應(yīng)用。
[0020] 根據(jù)本發(fā)明所述的應(yīng)用，其中所述油井處理為注水油井的調(diào)剖處理。
[0021] 綜上所述，本發(fā)明提供了一種溫敏凝膠轉(zhuǎn)向劑及其制備方法和應(yīng)用。本發(fā)明的溫 敏凝膠轉(zhuǎn)向劑具有如下優(yōu)點(diǎn)：
[0022] 本發(fā)明合成的新型溫敏凝膠轉(zhuǎn)向劑，除具備了一定凝膠強(qiáng)度，成膠時(shí)間（5?20小 時(shí)）可調(diào)的特點(diǎn)外，還具備一定的耐沖刷性能，延長凝膠注水井調(diào)剖的有效期，迫使后續(xù)注 入水轉(zhuǎn)向滲透率較低的油層，可提高注水波及效率與原油采收率。本發(fā)明的效果主要體現(xiàn) 在以下三個(gè)方面：
[0023] (1)新型溫敏凝膠轉(zhuǎn)向劑凝膠強(qiáng)度較高，凝膠粘度達(dá)到lOOOOmPa. s以上，成膠時(shí) 間5?15小時(shí)可調(diào)。
[0024] (2)與普通的無機(jī)凝膠轉(zhuǎn)向劑相比，新型溫敏凝膠轉(zhuǎn)向劑因加入了丙烯酰胺與潛 在堿，凝膠耐沖刷性能得到明顯改善。
[0025] (3)在模擬中、高滲透層的巖心管驅(qū)替實(shí)驗(yàn)中，新型溫敏凝膠轉(zhuǎn)向劑的流動(dòng)阻力、 耐沖刷性能有了較大的提高。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0026] 圖1?圖6分別是本發(fā)明實(shí)施例1?6的無機(jī)凝膠轉(zhuǎn)向劑與溫敏凝膠轉(zhuǎn)向劑的注 入速度與注入壓力關(guān)系圖。

【具體實(shí)施方式】
[0027] 以下通過具體實(shí)施例詳細(xì)說明本發(fā)明的實(shí)施過程和產(chǎn)生的有益效果，旨在幫助閱 讀者更好地理解本發(fā)明的實(shí)質(zhì)和特點(diǎn)，不作為對(duì)本案可實(shí)施范圍的限定。
[0028] 測試凝膠粘度的儀器包括：Brookfield DV- III旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)，64號(hào)轉(zhuǎn)子，剪切速率 7. 34s'
[0029] 以自來水為例，溫敏凝膠轉(zhuǎn)向劑粘度在3000?30000mPa. s之間，成膠時(shí)間在5? 20小時(shí)可調(diào)，具有一定的強(qiáng)度，地面粘度較低（<10mPa. s)，便于大劑量注入，能夠滿足施工 工藝要求。
[0030] 聚合硫酸鋁鐵為合肥益美化工科技有限公司生產(chǎn)。
[0031] 下面實(shí)施例中各組分以重量份計(jì)。
[0032] 實(shí)施例1 :
[0033] (1)溫敏凝膠轉(zhuǎn)向劑的配制
[0034] 溫敏凝膠轉(zhuǎn)向劑是由1份丙烯酰胺、1份聚合硫酸鋁鐵、0. 5份潛在堿（尿素）、 0. 05份N，N-亞甲基雙丙烯酰胺，與97. 35份自來水，加入到具塞廣口瓶中，攪拌15分鐘使 其完全溶解，然后加入〇. 1份過硫酸銨獲得溫敏凝膠轉(zhuǎn)向劑。
[0035] (2)凝膠粘度的測定
[0036] 在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)取樣品置于具塞廣口瓶中，在60°C恒溫干燥箱中觀察成膠情況，實(shí)驗(yàn) 發(fā)現(xiàn)13小時(shí)后生成的轉(zhuǎn)向劑初步成膠，測得的表觀粘度為3000mPa. s。
[0037] (3)轉(zhuǎn)向劑的巖心驅(qū)替實(shí)驗(yàn)
[0038] 將60?120目的石英砂充填到直徑2. 5cm、長度60cm的填砂管中，將本發(fā)明的溫 敏凝膠轉(zhuǎn)向劑與普通無機(jī)凝膠轉(zhuǎn)向劑分別注入充填了相同粒徑石英砂的巖心管）中，將巖 心管兩端密封，置于60°C恒溫干燥箱中恒溫72小時(shí)，使其成膠，而后注入水進(jìn)行驅(qū)替實(shí)驗(yàn)， 進(jìn)一步考察轉(zhuǎn)向劑的耐沖刷能力，結(jié)果見圖1與表1中。
[0039] 表1溫敏凝膠轉(zhuǎn)向劑封堵性能
[0040]

【權(quán)利要求】
1. 一種溫敏凝膠轉(zhuǎn)向劑，其特征在于，所述的溫敏凝膠轉(zhuǎn)向劑主要由如下重量份成分 制備得到：丙烯酰胺1?3份、無機(jī)材料1?3份、潛在堿0. 5?1. 5份、交聯(lián)劑0. 05?0. 15 份、引發(fā)劑〇. 1?〇. 2份、余量為水；以上述成分總重量為100份計(jì)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的溫敏凝膠轉(zhuǎn)向劑，其特征在于，所述的溫敏凝膠轉(zhuǎn)向劑主要 由如下重量份成分制備得到：丙烯酰胺3份、低成本無機(jī)材料2份、潛在堿1. 5份、交聯(lián)劑 〇. 15份、引發(fā)劑0. 2份、余量為水；以上述成分總重量為100份計(jì)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的溫敏凝膠轉(zhuǎn)向劑，其特征在于，所述無機(jī)材料為聚合硫酸 鐵和/或聚合硫酸鋁鐵；其中優(yōu)選為聚合硫酸鋁鐵。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的溫敏凝膠轉(zhuǎn)向劑，其特征在于，所述引發(fā)劑為堿金屬的過 硫酸鹽；優(yōu)選為過硫酸鈉、過硫酸銨或過硫酸鉀中的一種或多種的混合物；其中優(yōu)選為過 硫酸銨。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的溫敏凝膠轉(zhuǎn)向劑，其特征在于，所述潛在堿為碳酸銨、碳 酸氫銨、甲酸銨、乙酰胺、三乙胺和尿素中的一種或一種以上混合物；其中優(yōu)選為尿素。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的溫敏凝膠轉(zhuǎn)向劑，其特征在于，所述交聯(lián)劑為乙二醛、戊 二醛、三乙醇胺、N-羥甲基丙烯酰胺和N，N-亞甲基雙丙烯酰胺中的一種或一種以上混合 物。
7. 權(quán)利要求1?6任意一項(xiàng)所述溫敏凝膠轉(zhuǎn)向劑的制備方法，其特征在于，所述方法包 括如下步驟：在水中依次加入丙烯酰胺、無機(jī)材料、潛在堿與交聯(lián)劑，常溫下攪拌均勻，再加 入引發(fā)劑，靜置反應(yīng)，制得所述溫敏凝膠轉(zhuǎn)向劑。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的制備方法，其特征在于，其中在水中依次加入丙烯酰胺、無機(jī) 材料、潛在堿與交聯(lián)劑后，常溫下攪拌10?15min。
9. 權(quán)利要求1?6任意一項(xiàng)所述溫敏凝膠轉(zhuǎn)向劑在油井處理中的應(yīng)用。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的應(yīng)用，其特征在于，所述油井處理為注水油井的調(diào)剖處理。
【文檔編號(hào)】C09K8/512GK104263338SQ201410440569
【公開日】2015年1月7日 申請(qǐng)日期:2014年9月1日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月1日
【發(fā)明者】劉平德, 張松, 魏發(fā)林, 楊立民, 熊春明 申請(qǐng)人:中國石油天然氣股份有限公司