一種雙水型乳液調(diào)堵劑及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種雙水型乳液調(diào)堵劑及其制備方法，采用的技術(shù)方案是：原料質(zhì)量配比為：雙水型聚丙烯酰胺乳液2?4份、醋酸鉻2份、硫酸銨水溶液1?2份。制備方法如下：首先將醋酸鉻溶解在硫酸銨水溶液中，所得的水溶液再與雙水型聚丙烯酰胺乳液混合，攪拌均勻后即得。本發(fā)明的雙水型乳液調(diào)堵劑具有很好的地層注入性和成膠強(qiáng)度。
【專利說明】一種雙水型乳液調(diào)堵劑及其制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于石油開采中油水井調(diào)剖堵水領(lǐng)域，具體涉及一種用于套管變形井、低 滲高含水層以及大孔道地層等復(fù)雜井況下的調(diào)堵劑。

【背景技術(shù)】
[0002] 油水井封層調(diào)剖堵水是油田開發(fā)中重要的增產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)技術(shù)手段。油水井調(diào)剖堵水的 機(jī)理就是使用特殊的封堵藥劑產(chǎn)品及工藝措施進(jìn)行高含水層封層、層內(nèi)調(diào)堵，改善生產(chǎn)層 層間矛盾、平面矛盾，提高注水開發(fā)效率，降低油井產(chǎn)液含水，進(jìn)而達(dá)到穩(wěn)產(chǎn)增產(chǎn)原油的目 的。
[0003] 研發(fā)封堵強(qiáng)度高，地層注入性好，成本低的調(diào)堵劑是本領(lǐng)域技術(shù)發(fā)展趨勢。隨著老 油田注水開發(fā)進(jìn)入中后期，部分油水井注采生產(chǎn)已超過40年，以及今后一段時(shí)期內(nèi)向低滲 透地層勘探開發(fā)的深入，油水井調(diào)剖堵水遇到愈來愈多的新難題，比如大孔道地層深部封 堵、套管變形井封層、低滲透高含水層封層等，都要求堵劑產(chǎn)品兼具封堵強(qiáng)度高，地層注入 性好，成本低的性能特點(diǎn)。
[0004] 高分子聚合物交聯(lián)凝膠類堵劑具備地層注入性好，成本相對低的特點(diǎn)，但封堵強(qiáng) 度弱。高分子聚合物交聯(lián)凝膠類堵劑一直無法解決其封堵強(qiáng)度弱的問題，主要的原因是該 技術(shù)所用高分子聚合物聚丙烯酰胺需要溶解在水中，而聚丙烯酰胺溶于水后有明顯的增粘 性，受調(diào)堵施工注入設(shè)備泵送能力及井筒、管線承壓能力的限制，聚丙烯酰胺水溶液的配置 濃度通常在1 %以內(nèi)，而且進(jìn)入地層深部經(jīng)地層水稀釋后，堵劑有效成分的濃度大大降低， 導(dǎo)致成膠強(qiáng)度低，封堵強(qiáng)度弱。
[0005] 專利申請?zhí)?00610045358. 1，一種聚丙烯酰胺反相乳液調(diào)驅(qū)劑的制備與使用方 法，選用了聚丙烯酰胺的反相乳液，聚丙烯酰胺的有效含量可達(dá)到25%，與交聯(lián)劑水溶液 乳化后混合形成乳液復(fù)合產(chǎn)品，可配制高濃度聚丙烯酰胺水溶液，聚丙烯酰胺和交聯(lián)劑可 快速分散，均勻溶解。但所述的聚丙烯酰胺反相乳液為油包水型乳液，白油作為乳液的連 續(xù)相，直接導(dǎo)致藥劑成本偏高，目前調(diào)堵劑的用量一般超過1000方，因此限制了其實(shí)際的 應(yīng)用性；同時(shí)仍限于在地面配置、溶解于水溶液中，雖然解決了聚合物及交聯(lián)劑在水中的溶 解、混配均勻問題，但沒有考慮地層水的稀釋影響，仍無法滿足特殊井況下調(diào)剖堵水的高強(qiáng) 度封堵強(qiáng)度需求。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，為滿足油田套管變形井、低滲地層封層以及大孔道 地層深部調(diào)堵的實(shí)際需求，提供一種具有良好的地層注入性和成膠強(qiáng)度的雙水型乳液調(diào)堵 齊U，并提供其制備方法和應(yīng)用方法。
[0007] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：
[0008] -種雙水型乳液調(diào)堵劑，由以下原料按質(zhì)量份數(shù)配比制成：雙水型聚丙烯酰胺乳 液2?4份、醋酸鉻2份、硫酸銨水溶液1?2份。
[0009] 上述的一種雙水型乳液調(diào)堵劑，所述的雙水型聚丙烯酰胺乳液的有效物含量> 30 %，聚合物分子量> 1500萬。
[0010] 上述的一種雙水型乳液調(diào)堵劑，所述的醋酸鉻有效物含量> 50. 0%。
[0011] 上述的一種雙水型乳液調(diào)堵劑，所述的硫酸銨水溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%?40%。
[0012] 一種雙水型乳液調(diào)堵劑的制備方法，步驟如下：
[0013] ①按上述的質(zhì)量份數(shù)將醋酸鉻溶解在硫酸銨水溶液中；
[0014] ②按上述的質(zhì)量份數(shù)將雙水型聚丙烯酰胺乳液與①中所得水溶液混合，攪拌均勻 后即得。
[0015] 上述的制備方法，具體步驟如下：
[0016] ①配置交聯(lián)劑鹽水溶液：按上述的質(zhì)量份數(shù)將醋酸鉻溶解在硫酸銨水溶液中，常 溫?cái)嚢?min，轉(zhuǎn)速控制在300-500rpm，達(dá)到均勻混合；
[0017] ②將配置好的交聯(lián)劑鹽水溶液滴加在稱量好的雙水型聚丙烯酰胺乳液中，控制攪 拌混合液速度在300-500rpm，交聯(lián)劑鹽水溶液滴加速度40-60滴/分鐘；
[0018] ③繼續(xù)攪拌上步混合液30min，密閉保存，即獲得最終產(chǎn)品。
[0019] 本發(fā)明的調(diào)堵劑以雙水型聚丙烯酰胺乳液為聚合物、醋酸鉻為交聯(lián)劑、硫酸銨水 溶液為連續(xù)相，具有以下優(yōu)點(diǎn)和效果：
[0020] (1)本發(fā)明的雙水型聚丙烯酰胺乳液，即水包水乳液，其中高濃度的硫酸銨水溶液 作為乳液的連續(xù)相，硫酸銨是常見的價(jià)格低廉的農(nóng)業(yè)肥料，因此成本優(yōu)勢明顯，有實(shí)際應(yīng)用 價(jià)值。
[0021] (2)本發(fā)明制備的雙水型乳液調(diào)堵劑具有很好的注入性。本發(fā)明的調(diào)堵劑粘度約 70-150mPa*s，可直接注入地層，而常規(guī)聚丙烯酰胺類堵劑需要配成較低濃度的水溶液才能 注入地層。
[0022] (3)本發(fā)明制備的雙水型乳液調(diào)堵劑在進(jìn)入地層孔隙靜置3-5天，通過聚合物交 聯(lián)劑醋酸鉻與"雙水型聚丙烯酰胺乳液"中的水溶性高分子聚合物發(fā)生"分子間"的交聯(lián)， 形成具有網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的強(qiáng)凝膠，封堵高含水部位，具備明顯高強(qiáng)度封堵優(yōu)勢。本發(fā)明的調(diào)堵劑 與自來水配制的10 %水溶液，在90°C下，7天后粘度可大于22萬mPa·s，較常規(guī)聚丙烯酰 胺凝膠堵劑提高100 %以上；120天后粘度保留率可以達(dá)到75%，相同條件下常規(guī)聚丙烯酰 胺凝膠堵劑粘度保留率小于40%。
[0023] (4)本制備方法沒有易燃易爆源，生產(chǎn)相對安全，沒有副產(chǎn)品。

【具體實(shí)施方式】
[0024] ( -）本發(fā)明的調(diào)堵劑各原料質(zhì)量配比
[0025] 本發(fā)明原料組成配比：雙水型聚丙烯酰胺乳液2?4份、醋酸鉻2份、硫酸銨水溶 液1?2份。
[0026] 其中，雙水型聚丙烯酰胺乳液與醋酸鉻是參與發(fā)生分子間交聯(lián)反應(yīng)生產(chǎn)凝膠的主 要反應(yīng)物，二者比值越小，凝膠強(qiáng)度越大；硫酸銨水溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)應(yīng)不低于30 %，雙水型 聚丙烯酰胺乳液、醋酸鉻和硫酸銨鹽水溶液的質(zhì)量比為2?4 :2 :1?2,才能保證雙水型聚 丙烯酰胺乳液與醋酸鉻均勻混配，穩(wěn)定存在，不發(fā)生反應(yīng)。
[0027](二）本發(fā)明的調(diào)堵劑的制備方法
[0028] 1)配置交聯(lián)劑鹽水溶液：按質(zhì)量份數(shù)將醋酸鉻溶解在硫酸銨水溶液中；
[0029] 2)將雙水型聚丙烯酰胺乳液滴加到交聯(lián)劑鹽水溶液中，攪拌均勻后即得。
[0030] (三）制備原料和器皿：
[0031] ①雙水型聚丙烯酰胺乳液，要求有效物含量> 30 %，聚合物分子量> 1500萬，市 售。
[0032] ②醋酸鉻，工業(yè)品，其有效物含量> 50.0%，市售。
[0033] ③硫酸銨，工業(yè)品，無色結(jié)晶或白色顆粒，其有效物含量> 99. 0%，市售。
[0034] ④自來水，符合國家標(biāo)準(zhǔn)GB5749-85。
[0035] ⑤數(shù)顯直流無級調(diào)速攪拌器、電鼓風(fēng)烘箱、精密電子天平、旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)等，市售。
[0036] 實(shí)施例1
[0037] 稱取雙水型聚丙烯酰胺乳液成品60g，醋酸鉻30g，硫酸銨水溶液30g(IOg硫酸銨 溶解在20g自來水中）；
[0038] 配置交聯(lián)劑鹽水溶液：在合適容器中將醋酸鉻、硫酸銨和自來水均勻混合，沒有加 入順序，常溫?cái)嚢?min，轉(zhuǎn)速控制在300_500rpm;
[0039] 將配置好的交聯(lián)劑鹽水溶液滴加在稱量好的雙水型聚丙烯酰胺乳液中?？刂茢嚢?混合液速度在300-500rpm，交聯(lián)劑鹽水溶液滴加速度40-60滴/分鐘；
[0040] 繼續(xù)攪拌上步混合液30min，密閉保存，即獲得最終產(chǎn)品。
[0041] 本實(shí)施例制備的雙水型乳液調(diào)堵劑靜置1個(gè)月，產(chǎn)品不分層，不破乳。本實(shí)施例的 調(diào)堵劑粘度約75mPa·s，可直接注入地層，而常規(guī)聚丙烯酰胺類堵劑需要配制成水溶液才 能注入地層。
[0042] 實(shí)施例2
[0043] 稱取雙水型聚丙烯酰胺乳液成品90g，醋酸鉻60g，硫酸銨水溶液60g(20g硫酸銨 溶解在40g自來水中）；
[0044] 配置交聯(lián)劑鹽水溶液：在合適容器中將醋酸鉻、硫酸銨、自來水均勻混合，沒有加 入順序，常溫?cái)嚢?min，轉(zhuǎn)速控制在300_500rpm;
[0045] 將配置好的交聯(lián)劑鹽水溶液滴加在稱量好的雙水型聚丙烯酰胺乳液中?？刂茢嚢?混合液速度在300-500rpm，交聯(lián)劑鹽水溶液滴加速度40-60滴/分鐘；
[0046] 繼續(xù)攪拌上步混合液30min，密閉保存，即獲得最終產(chǎn)品。
[0047] 本實(shí)施例制備的雙水型乳液調(diào)堵劑靜置1個(gè)月，產(chǎn)品不分層，不破乳。本實(shí)施例的 調(diào)堵劑粘度約85mPa·s，可直接注入地層，而常規(guī)聚丙烯酰胺類堵劑需要配制成水溶液才 能注入地層。
[0048] 實(shí)施例3
[0049] 稱取雙水型聚丙烯酰胺乳液成品180g，醋酸鉻180g，硫酸銨水溶液90g(30g硫酸 銨溶解在60g自來水中）；
[0050] 配置交聯(lián)劑鹽水溶液：在合適容器中將醋酸鉻、硫酸銨、自來水均勻混合，沒有加 入順序，常溫?cái)嚢?min，轉(zhuǎn)速控制在300_500rpm;
[0051] 將配置好的交聯(lián)劑鹽水溶液滴加在稱量好的雙水型聚丙烯酰胺乳液中。控制攪拌 混合液速度在300-500rpm，交聯(lián)劑鹽水溶液滴加速度40-60滴/分鐘；
[0052] 繼續(xù)攪拌上步混合液30min，密閉保存，即獲得最終產(chǎn)品。
[0053] 本實(shí)施例制備的雙水型乳液調(diào)堵劑靜置1個(gè)月，產(chǎn)品不分層，不破乳。本堵劑粘 度約120mPa·s，可直接注入地層，而常規(guī)聚丙烯酰胺類堵劑需要配制成水溶液才能注入地 層。
[0054] 實(shí)驗(yàn)結(jié)果對比
[0055] 實(shí)施例1、實(shí)施例2和實(shí)施例3制備的雙水型乳液調(diào)堵劑與自來水配制的10%水 溶液（模擬本發(fā)明被地層水稀釋10倍），在90°C下7天后粘度和120天后粘度保留率見表 1，對比例為常規(guī)聚丙烯酰胺凝膠堵劑在90°C下7天后粘度和120天后粘度保留率。
[0056] 表1實(shí)驗(yàn)結(jié)果對照表

【權(quán)利要求】
1. 一種雙水型乳液調(diào)堵劑，其特征在于：由以下原料按質(zhì)量份數(shù)配比制成：雙水型聚 丙烯酰胺乳液2?4份、醋酸鉻2份、硫酸銨水溶液1?2份。
2. 如權(quán)利要求1所述的一種雙水型乳液調(diào)堵劑，其特征在于：所述的雙水型聚丙烯酰 胺乳液的有效物含量> 30%，聚合物分子量> 1500萬。
3. 如權(quán)利要求1所述的一種雙水型乳液調(diào)堵劑，其特征在于：所述的醋酸鉻有效物含 量彡50. 0%。
4. 如權(quán)利要求1所述的一種雙水型乳液調(diào)堵劑，其特征在于：所述的硫酸銨水溶液的 質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30 %?40%。
5. 權(quán)利要求1所述的一種雙水型乳液調(diào)堵劑的制備方法，其特征在于：制備方法如 下： ① 按權(quán)利要求1所述的質(zhì)量份數(shù)將醋酸鉻溶解在硫酸銨水溶液中； ② 按照權(quán)利要求1所述的質(zhì)量份數(shù)將雙水型聚丙烯酰胺乳液與上述①中所得水溶液 混合，攪拌均勻后即得。
6. 如權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征在于：具體如下： ① 配置交聯(lián)劑鹽水溶液：按權(quán)利要求1所述的質(zhì)量份數(shù)將醋酸鉻溶解在硫酸銨水溶液 中，常溫?cái)嚢?min，轉(zhuǎn)速控制在300-500rpm，達(dá)到均勻混合； ② 將配置好的交聯(lián)劑鹽水溶液滴加在稱量好的雙水型聚丙烯酰胺乳液中，控制攪拌混 合液速度在300-500rpm，交聯(lián)劑鹽水溶液滴加速度40-60滴/分鐘； ③ 繼續(xù)攪拌上步混合液30min，密閉保存，即獲得最終產(chǎn)品。
【文檔編號】C09K8/512GK104212425SQ201410441252
【公開日】2014年12月17日 申請日期:2014年9月1日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月1日
【發(fā)明者】楊衛(wèi)華, 雷齊玲, 葛紅江, 程靜, 劉念英, 徐佳妮, 劉希君 申請人:中國石油天然氣股份有限公司