CN110205109A - 一种耐高温高盐的低粘度凝胶堵水剂 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种耐高温高盐的低粘度凝胶堵水剂，该堵水剂由包括如下重量份的原料制成：触变性组分1‑5份，交联组分0.5‑1.5份，矿物材料10‑20份，引发剂0.5‑1.5份，水80‑90份。本发明所述的耐高温高盐的低粘度凝胶堵水剂的低粘度特性(5‑20mpa.S)，满足深部的要求，表现了较好的选择性的堵水作用。

Description

一种耐高温高盐的低粘度凝胶堵水剂
技术领域
本发明属于石油领域，尤其是涉及一种耐高温高盐的低粘度凝胶堵水剂。
背景技术
针对高温堵剂的室内研究工作已有报道，加拿大的Navratil等人用黑荆树栲胶和磺化栲胶与甲醛以及苯酚等混合制得了可以应用在高温地层堵水的凝胶。刘成杰等人利用橡惋栲胶制得了可以用于高温的堵剂。但成功的堵水调剖现场试验未见报道。法国石油研究院研制开发了一种具有高注入能力的微粒凝胶，微粒凝胶由聚合物和乳酸错组成，在固定剪切速率下，聚合物和乙成胶剂组成一个个分散的微粒凝胶。控制微粒凝胶的大小和吸附特性，但仍处于室内研究阶段。朱怀江等通过磺化反应在落叶松拷胶的单宁分子中引入磺酸基，使得改性后的拷胶具有更好的水分散性和耐盐性，配成的堵水剂溶液粘度较低。在100-140℃下成胶时间，施工时需要一个清水隔离段塞，这样不易控制。目前该技术还停留在室内研究阶段，实际矿场应用还需一个过程。另外拷胶的成本比较高，这也是一个很重要的制约因素。现有的化学堵水技术用于＞90℃的油藏时将出现化学剂的热稳定性，在笼统注入时不具备选择性堵水能力和凝胶强度不能达到长期高压冲刷所需的强度而出现堵水不住等问题。其原因可能有：油井水层压力高于油层压力，直接注入时堵剂易进入油层，造成堵油不堵水；聚合物类堵剂在温度高于120℃后不能形成稳定的凝胶；颗粒类堵剂易反排；反相凝胶类堵剂难以大剂量注入，在油砂中固化后，因油砂表面油膜的存在反相凝胶与油砂间仍存在缝隙，不能形成稳定堵水。高温高盐油藏的油井堵水将遇到如下问题，①堵剂在高温高盐环境下必需长期稳定；②油井堵水时出水层压力大于产油层压力，造成注入的堵剂大部分进入油层，造成堵油不堵水或者堵水无效现象；③即使在油井水层形成堵水，堵水层一般为强度较低的材料，无法抵抗高压地层水的长期冲刷，使堵水材料被破坏，而反吐出来。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提出一种耐高温高盐的低粘度凝胶堵水剂，大幅度提高堵水的成功率。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种耐高温高盐的低粘度凝胶堵水剂，该堵水剂由包括如下重量份的原料制成：
进一步，所述的触变性组分为丙烯酰胺初聚体、丙烯酸与丙烯酰胺共聚物初聚体、聚酯初聚体、聚乙烯初聚体或脲醛树脂初聚物中的至少一种。
进一步，所述的交联组分为二偶氮(N、N′-二亚甲基异丁酰胺)二氢氯化物、二偶氮(2-脒基丙烷)二氢氯化物、二偶氮[2-甲基-N-(2-乙二醇)丙酰胺]、偶氮化合物或偶氮聚合物中的至少一种。
进一步，所述的矿物材料由包括如下重量份的组分制成：硫铁酸盐30份，硫铝酸盐矿物粉30份，钙土粉40份。
进一步，所述的硫铁酸盐、硫铝酸盐矿物粉、钙土粉的粒径均大于等于800目。
进一步，所述的矿物材料由包括如下步骤的方法制成：将所述的硫铁酸盐、硫铝酸盐矿物粉、钙土粉均匀混合，然后研磨后即得。
进一步，所述的引发剂为过硫酸盐、过氧化物或叔丁基过氧化氢中的至少一种。
优选的，所述的引发剂为过硫酸钾过硫酸、过硫酸铵或过氧化钠中的至少一种。
所述的耐高温高盐的低粘度凝胶堵水剂的制备方法，包括如下步骤：
(1)将触变性组分与矿物材料混合均匀，然后研磨后得到第一组分；
(2)将交联组分与引发剂混合均匀得到第二组分；
(3)将第一组分、第二组分与水均匀混合后即得所述的耐高温高盐的低粘度凝胶堵水剂。
相对于现有技术，本发明所述的耐高温高盐的低粘度凝胶堵水剂具有以下优势：
(1)本发明所述的耐高温高盐的低粘度凝胶堵水剂的低粘度特性(5-20mpa.S)，满足深部的要求，表现了较好的选择性的堵水作用；堵水剂能耐高温和耐高矿化度、并具有长期热稳定性；堵水剂形成的堵水层具有耐高压地层水长期冲刷所需的强度，材料成本相对较低，从而达到降低高温高盐油藏采油后期油井的含水率，增加产油量，降低生产成本的目的。
(2)本发明所述的耐高温高盐的低粘度凝胶堵水剂在地层中能形成高触变性堵水剂体系，能实现缝洞的完全充满，避免后续堵水剂的漏失；开始时低粘度(5-20mpa.S)，易注入、满足深部调堵要求、可进入微细裂缝及孔洞，可以在地层中有较好的驻留性。堵水剂在地层温度作用下可形成高强度的凝胶体，能形成具有耐高温、热稳定性好和耐高盐的凝胶，从而获得稳定的堵水屏障。适用的温度范围为30-350℃，在多孔介质中通过驻留成胶后具有承高压的作用，可大幅度提高高温高盐油藏油井堵水的成功率。
具体实施方式
除有定义外，以下实施例中所用的技术术语具有与本发明所属领域技术人员普遍理解的相同含义。以下实施例中所用的试验试剂，如无特殊说明，均为常规生化试剂；所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法。
下面结合实施例来详细说明本发明。
实施例1
一种耐高温高盐的低粘度凝胶堵水剂，该堵水剂由包括如下重量份的原料制成：丙烯酸与丙烯酰胺共聚物初聚体1份，二偶氮[2-甲基-N-(2-乙二醇)丙酰胺]0.5份，过硫酸钾0.5份，矿物材料10份，水88份。
所述的矿物材料由包括如下重量份的组分制成：硫铁酸盐30份，硫铝酸盐矿物粉30份，钙土粉40份。
所述的丙烯酸与丙烯酰胺共聚物初聚体的制备方法，包括如下步骤：丙烯酸5份、丙烯酰胺10份、过硫酸钾1份与水84份混合后，在60℃恒温3小时得松散状凝胶体。所述的初聚体由铭浩(北京)石油技术有限责任公司提供。
所述的耐高温高盐的低粘度凝胶堵水剂的制备方法，包括如下步骤：
(1)将触变性组分与矿物材料混合均匀，然后研磨至800目后得到第一组分；
(2)将交联组分与引发剂混合均匀得到第二组分；
(3)将第一组分、第二组分与水均匀混合后即得所述的耐高温高盐的低粘度凝胶堵水剂。
室内岩心堵水试验在80℃下，将堵水剂和对胶结石英砂圆柱岩心进行了堵水试验，按堵水率测定实验方法进行实验：1、制备堵水剂；2、岩心制作：进入不同目数的砂子，填充好后测水相渗透率；3、注入堵水剂后放置密闭的80℃恒温容器中，成胶48h，测水驱渗透率；4、根据达西定律计算岩心堵水率；5、驱替液采用3％KCL。二种不同渗透率岩芯的堵塞率，突破压力测定。实验数据见下表1。
表1在80℃下堵水剂在不同渗透率充填岩心中的堵水性能评价。
在80℃下恒温3d后测得突破压力较高为2.3—3.3MPa/cm，堵水率较高大于90％，能有效堵水，大幅度地降低了岩心的渗流能力。
实施例2
一种耐高温高盐的低粘度凝胶堵水剂，该堵水剂由包括如下重量份的原料制成：丙烯酸与丙烯酰胺共聚物初聚体1份，脲醛树脂初聚体4份，二偶氮[2-甲基-N-(2-乙二醇)丙酰胺]0.5份，过硫酸钾0.5份，矿物材料12份，水82份。
所述的矿物材料由包括如下重量份的组分制成：硫铁酸盐30份，硫铝酸盐矿物粉30份，钙土粉40份。
所述的丙烯酸与丙烯酰胺共聚物初聚体的制备方法，包括如下步骤：丙烯酸5份、丙烯酰胺10份、过硫酸钾1份与水84份混合后，在60℃恒温3小时得松散状凝胶体。所述的初聚体由铭浩(北京)石油技术有限责任公司提供。
所述的脲醛树脂初聚体是由尿素70份，甲醛30份，用磷酸调整PH为3-5，加温到60度1小时，半小时升温到85度恒温半小时得初聚体经过滤干燥粉碎而得。
所述的耐高温高盐的低粘度凝胶堵水剂的制备方法，包括如下步骤：
(1)将触变性组分与矿物材料混合均匀，然后研磨至800目后得到第一组分；
(2)将交联组分与引发剂混合均匀得到第二组分；
(3)将第一组分、第二组分与水均匀混合后即得所述的耐高温高盐的低粘度凝胶堵水剂。
在胜利油田鲁明公司两口水井压裂后水窜进行过堵水现场试验，2015年12月进行了堵水的现场施工。数据见表2，两口井都取得了控水增油效果，达到了水窜通道堵水的效果，提高了注水井效果和延长了油井的开采效果。
表2在150℃下，凝胶对胶结石英砂岩心的堵水试验结果
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种耐高温高盐的低粘度凝胶堵水剂，其特征在于：该堵水剂由包括如下重量份的原料制成：
2.根据权利要求1所述的耐高温高盐的低粘度凝胶堵水剂，其特征在于：所述的触变性组分为丙烯酰胺初聚体、丙烯酸与丙烯酰胺共聚物初聚体、聚酯初聚体、聚乙烯初聚体或脲醛树脂初聚物中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的耐高温高盐的低粘度凝胶堵水剂，其特征在于：所述的交联组分为二偶氮(N、N′-二亚甲基异丁酰胺)二氢氯化物、二偶氮(2-脒基丙烷)二氢氯化物、二偶氮[2-甲基-N-(2-乙二醇)丙酰胺]、偶氮化合物或偶氮聚合物中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的耐高温高盐的低粘度凝胶堵水剂，其特征在于：所述的矿物材料由包括如下重量份的组分制成：硫铁酸盐30份，硫铝酸盐矿物粉30份，钙土粉40份。
5.根据权利要求4所述的耐高温高盐的低粘度凝胶堵水剂，其特征在于：所述的硫铁酸盐、硫铝酸盐矿物粉、钙土粉的粒径均大于等于800目。
6.根据权利要求5所述的耐高温高盐的低粘度凝胶堵水剂，其特征在于：所述的矿物材料由包括如下步骤的方法制成：将所述的硫铁酸盐、硫铝酸盐矿物粉、钙土粉均匀混合，然后研磨后即得。
7.根据权利要求1所述的耐高温高盐的低粘度凝胶堵水剂，其特征在于：所述的引发剂为过硫酸盐、过氧化物或叔丁基过氧化氢中的至少一种。
8.根据权利要求7所述的耐高温高盐的低粘度凝胶堵水剂，其特征在于：所述的引发剂为过硫酸钾过硫酸、过硫酸铵或过氧化钠中的至少一种。
9.权利要求1-8中任一项所述的耐高温高盐的低粘度凝胶堵水剂的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
(1)将触变性组分与矿物材料混合均匀，然后研磨后得到第一组分；
(2)将交联组分与引发剂混合均匀得到第二组分；
(3)将第一组分、第二组分与水均匀混合后即得所述的耐高温高盐的低粘度凝胶堵水剂。
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