適用于中高溫高鹽低滲油藏的地下成膠封堵劑及其制法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種地下成膠封堵劑，尤其涉及一種適用于中高溫、高鹽、低滲油藏的 地下成膠封堵劑及其制備方法，屬于石油開采技術領域。
【背景技術】
[0002] 隨著我國高溫、高鹽、低滲油田的開發(fā)及部分油井相繼進入高含水期，90°C以上高 溫、礦化度lOOOOOppm以上，富含裂縫的低滲油田的控水穩(wěn)油及改善水驅問題已日趨緊迫。 注入水在地層大孔道中的低效循環(huán)，明顯縮短高溫油田的運行周期?，F有成熟應用的調堵 技術不適用于此類油藏，化學處理劑及相關配套工藝技術的研發(fā)速度已遠滯后于油田開發(fā) 的需要。在1995年塔里木油田進行的10 口井11井次的化學堵水現場試驗中，僅在一口井 取得成功。1997、98年試驗的4 口井均未獲得成功。
[0003] 國內外使用的耐溫封堵劑可分為：無機堵劑、樹脂類堵劑或以酚醛樹脂為有機交 聯劑的聚合物凍膠。酚醛技術的優(yōu)點在于水溶性酚醛樹脂為低分子物質，可選擇性注入到 地層深部高滲層。遇酸反應生成熱固性樹脂，不溶不熔長期存在。存在的主要問題是反應 速度過快，低溫瞬間成膠，施工風險和難度大，使用前必須檢測待處理層位并加以隔離，處 理半徑通常僅限于井底周圍徑向30cm以內，一旦發(fā)生誤堵無法解堵，幾乎無法單獨使用。
[0004] 為解決瞬間成膠的問題，50年代采用苯酚、對苯二酚、間苯二酚、酸、甲醛或六次甲 基四胺直接注入的辦法，避免了地面合成水溶性酚醛樹脂步驟，由于甲醛自聚，產物不耐水 以及環(huán)保安全的要求，現在很少有人使用。70年代，選擇具有酚結構的黑荊樹栲膠、橡椀栲 膠代替部分苯酚使用，栲膠自身分子大，可參與反應酚結構濃度低，反應活性差導致成膠溫 度高、封堵強度低和配方成本高。90年代，酚醛樹脂有機交聯聚丙烯酰胺體系被廣泛應用 到低溫低滲油藏，聚合物的粘滯力使成膠后酚醛樹脂以微粒的形式分散在體系中，形成亞 穩(wěn)態(tài)凝膠。2005年到2009年期間，長慶安塞油田長2區(qū)塊使用酚醛聚丙烯酰胺堵劑進行 10多井次的油井堵水試驗，平均單井增油提高30%，平均綜合含水降低20%，但酰胺鍵在 水中低溫水解，遇鹽收縮的特點導致施工在低滲油藏有效期不足3個月。而高溫粘度銳減、 加速水解，實質上抑制了該體系在90°C以上高溫、高鹽、含人工或天然裂縫的低滲油藏封堵 使用。

【發(fā)明內容】

[0005] 為解決上述技術問題，本發(fā)明的目的在于提供一種適用于中高溫、高鹽、低滲油藏 的地下成膠封堵劑及其制備方法。該封堵劑耐溫、抗鹽、抗水解、封堵強度可調。
[0006] 為達到上述目的，本發(fā)明提供了一種適用于中高溫、高鹽、低滲油藏的地下成膠封 堵劑，以所述封堵劑的總重量為基準，其原料組成包括：水溶性酚醛樹脂1% _4%、穩(wěn)定劑 0. 5% -2%、增韌劑0-10%以及水余量。
[0007] 根據本發(fā)明的【具體實施方式】，優(yōu)選地，所述封堵劑的原料組成包括增韌劑 0.1-10%。
[0008] 在上述的封堵劑中，優(yōu)選地，所述水溶性酚醛樹脂的pH值大于11、固含量大于 40wt% (以所述水溶性酚醛樹脂的總重量為基準計算的）。
[0009] 在上述的封堵劑中，優(yōu)選地，所述水溶性酚醛樹脂是以摩爾比為0. 2-0. 75的苯酚 和甲醛為原料制備得到的。該水溶性酚醛樹脂，又稱甲階酚醛預聚體，是一種聚合度很低的 強堿性粘稠水溶液。
[0010] 在上述的封堵劑中，優(yōu)選地，所述穩(wěn)定劑包括對甲基苯磺酰肼和/或對甲基苯磺 酰氨基脲等偶氮類中高溫發(fā)泡劑，其低溫化學性質穩(wěn)定、易溶于水溶性酚醛樹脂水溶液，能 夠在一定溫度下分解釋放出磺酸、氮氣和水。
[0011] 在上述的封堵劑中，優(yōu)選地，所述增韌劑包括聚丙烯酰胺（包括水解聚丙烯酰 胺）、聚乙二醇、聚乙烯醇縮醛、水性丁腈膠乳，羧基丁苯膠乳、短毛纖維和粉煤灰等中的一 種或幾種的組合。更優(yōu)選地，所述聚丙烯酰胺為分子量2648萬，水解度28%的聚丙烯酰胺； 所述聚乙二醇為聚乙二醇400 ;所述聚乙烯醇縮醛為聚乙烯醇縮甲醛。這些物質的化學性 質為惰性，且電性與水溶性酚醛樹脂相容。這類物質互穿填充于酚醛樹脂中，能夠通過形變 吸收作用于酚醛樹脂的沖擊力。
[0012] 在上述的封堵劑中，優(yōu)選地，所述水為礦化度低于500mg/L的水。所述的水可以為 清水和/或自來水等。
[0013] 本發(fā)明提供的地下成膠封堵劑在注入過程中為澄清、透明、低粘度水溶液，在地層 溫度下穩(wěn)定劑釋放出酸，中和催化水溶性酚醛樹脂固化，形成不溶不熔、永久失去加工能力 的熱固性酚醛樹脂，包被增韌劑和水形成凝膠。該凝膠封堵劑能夠適用于70-350°C中高溫、 高鹽、低滲油藏，可地下成膠，解決了現有封堵劑注入性差，與井下液體水解、鹽敏、有效期 短、高溫封堵強度銳減等問題。
[0014] 在本發(fā)明中所涉及的反應機理主要包括：
[0015] (1)苯酚和甲醛在堿性條件下加成縮合，生成水溶性酚醛樹脂，反應式如下：
[0016]
[0017] (2)在一定溫度下，穩(wěn)定劑磺酰肼類化合物水解，釋放出酸，反應式如下：
[0018]
[0019] (3)在酸的作用下，水溶性酚醛樹脂轉變成不溶不熔的熱固性酚醛樹脂，反應式如 下：
[0020]
[0021] 本發(fā)明提供的封堵劑主要具有以下特點：
[0022] (1)未成膠的封堵劑為清澈透明水溶液，粘度近似于水，注入過程中地層對封堵劑 不存在剪切、吸附、色譜分離等問題，封堵劑的配比和濃度不發(fā)生變化；
[0023] (2)延緩縮聚固化能力強，在地層深度水流優(yōu)勢通道可形成大段有效封堵；
[0024] (3)成膠后的封堵劑是以亞甲基鍵或亞甲基醚鍵相互連接形成空間網狀結構，增 韌劑被包被填充于四面體型結構中；
[0025] (4)化學鍵鍵能高，具有極強的熱穩(wěn)定性；
[0026] (5)亞甲基鍵或亞甲基醚鍵都不是親水鍵，高溫條件抗鹽、抗水解能力強；
[0027] (6)化學鍵的鍵角使凝膠流變性質不隨溫度升高而變化，永久失去可加工能力；
[0028] (7)四面體型結構為包被增韌劑提供空間，可明顯提高封堵劑的耐沖擊能力，使其 適用于富含裂縫（人工或天然）的低滲油藏。
[0029] 本發(fā)明還提供了上述的適用于中高溫、高鹽、低滲油藏的地下成膠封堵劑的制備 方法，其包括以下步驟：按照配比選取各原料，混合均勻后，得到所述的適用于中高溫、高 鹽、低滲油藏的地下成膠封堵劑；若所述增韌劑包括水解聚丙烯酰胺，則所述制備方法還包 括常溫熟化4-6小時的步驟。
[0030] 在本發(fā)明的上述制備方法中，若所述增韌劑包括水解聚丙烯酰胺，可以將水解聚 丙烯酰胺與水混合后，先進行常溫熟化，再與其他原料混合，也可以全部原料一起混合均勻 后再進行常溫熟化。
[0031] 在上述的制備方法，本領域技術人員可以對加料順序進行常規(guī)的調節(jié)，對制備得 到的封堵劑的性能無影響。
[0032] 本發(fā)明提供了具有耐溫、抗鹽、抗水解、封堵強度可調等特點的封堵劑，其能夠適 用于70-350°C中高溫、礦化度超過lOOOOOppm高鹽、含人工裂縫或天然裂縫、滲透率相差較 大的低滲油藏。該封堵劑成膠前為均相、透明、低粘水溶液，在配制和井筒注入過程不發(fā)生 固化，化學性質穩(wěn)定；可選擇性注入到地層高滲通道（深部水流優(yōu)勢通道），地層對封堵劑 的剪切、吸附和色譜分離可忽略不計，深部放置不影響封堵劑濃度配比，注入過程中地層不 影響堵劑的可成膠性；在地層深部高溫延緩縮聚，形成的凝膠具有封堵率高，封堵強度大， 抗水流沖擊，耐高溫抗水解能力強等優(yōu)點，且形成凝膠段塞的封堵強度與封堵層滲透率相 匹配，高溫粘度不發(fā)生變化。通過降低高滲層的滲透率，迫使注入水轉向驅替原先波及程度 低、水洗程度差的油藏低滲透部位，以改善高含水油藏開發(fā)效果；凝膠與井下液體不反應， 可避免重復施工。
【附圖說明】
[0033] 圖1是實施例2采用的突破真空壓力法測量裝置的結構示意圖；
[0034] 圖2是實施例3采用的現有驅替實驗裝置的結構示意圖；
[0035] 圖3是實施例2中不同水溶性酚醛樹脂含量對應凝膠封堵強度由突破真空壓力法 表征圖；
[0036] 圖4是實施例1的凝膠封堵劑在3500倍放大率所得到的掃描電鏡圖；
[0037] 圖5是實施例3的封堵劑的熱重分析圖。
[0038] 主要組件符號說明：
[0039] 1、耐溫玻璃管，2、中間瓶，3、抽濾瓶，4、真空表，5、真空泵，6、平流泵，7、中間容器， 8、六通閥，9、精密壓力表，10、帶電熱夾套的填砂管，11、油水分離管。
【具體實施方式】
[0040] 為了對本發(fā)明的技術特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，現對本發(fā)明的技 術方案進行以下詳細說明，但不能理解為對本發(fā)明的可實施范圍的限定。
[0041] 實施例1
[0042] 本實施例提供一種封堵劑，其適用于中溫油藏深部封堵，以該封堵劑的總重量為 基準，其原料組成為：聚丙烯酰胺KYPAM(分子量為2648萬，水解度為28% )0. 1%，水溶性 酚醛樹脂（pH值大于11、固含量大于40wt% ) 2%，對甲基苯磺酰肼1%，余量為水。
[0043] 該封堵劑的是通過以下方法制備得到的：按照配比選取各原料，將KYPAM加入到 適量水中攪拌均勻，配成溶液，然后在常溫下熟化5h，再加入