CN114106800A - 一种双酚s和甲醛交联的耐高温凝胶堵剂 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种采用双酚S和甲醛交联的耐高温凝胶堵剂。所述耐高温凝胶堵剂的质量百分比组成如下：甲醛0.148％～0.37％；双酚S 0.4％～1.0％；聚丙烯酰胺0.4％～1.0％；稳定剂0.04％～0.10％；延缓交联剂0.04％～0.10％；余量的水。本发明耐高温凝胶堵剂在100℃～150℃的环境温度下成胶时间为4h～48h，具有初始粘度低、高温下成胶、高温下粘度稳定的特性，在高温下具有良好的封堵性，可用于热采高温油藏。
Description
技术领域
本发明涉及一种耐高温凝胶堵剂，具体涉及一种采用双酚S和甲醛交联的耐高温凝胶堵剂。。
背景技术
采用注蒸汽或火烧油层等方式进行热采的油藏，在进行调剖时也要采用耐高温堵剂。目前，研究和使用最广泛的堵剂是凝胶堵剂。凝胶堵剂通常为无机金属离子交联聚合物凝胶体系、酚醛树脂类交联聚合物凝胶体系和聚乙烯亚胺交联聚合物凝胶体系。其中，有机交联剂形成的凝胶体系耐高温性优于金属交联剂形成的凝胶体系。常规有机交联聚合物凝胶成胶温度低且在温度高于120℃时，封堵能力变差。因此，采用常规有机交联聚合物凝胶对热采高温油藏进行调堵时，因堵剂的耐温性能无法满足油气藏温度要求，造成调堵效果不理想。为克服常规凝胶堵剂耐温性差的不足，需要研究耐高温的凝胶堵剂，满足热采高温油藏的调剖要求。
发明内容
本发明的目的是提供一种耐高温凝胶堵剂，所述耐高温凝胶堵剂采用双酚S和甲醛交联，所述耐高温凝胶堵剂能够在高温条件下对油藏进行调剖或封堵，进而提高油藏开采效果。
本发明耐高温凝胶堵剂，指的是具有高温(如100℃～150℃)成胶的特性。
本发明所提供的耐高温凝胶堵剂，其质量百分比组成如下：
聚丙烯酰胺0.4％～1.0％；
甲醛0.148％～0.37％；
双酚S 0.4％～1.0％；
稳定剂0.04％～0.10％；
延缓交联剂0.04％～0.10％；
余量的水；
其中，甲醛和双酚S作为交联剂。
所述耐高温凝胶堵剂中，所述聚丙烯酰胺的分子量可为300万～2000万，水解度可为10％～15％。
所述耐高温凝胶堵剂中，所述双酚S的学名为4,4'-二羟基二苯砜。
所述耐高温凝胶堵剂中，所述甲醛可以甲醛水溶液的形式加入；如采用甲醛质量浓度为37％的甲醛水溶液。
所述耐高温凝胶堵剂中，所述稳定剂可为氯化铵和/或硫酸铵。
所述耐高温凝胶堵剂中，所述延缓交联剂可为草酸和/或磷酸钠。
本发明耐高温凝胶堵剂具体可为下述1)～9)中任一种，其中，所述甲醛溶液为甲醛质量浓度为37％的甲醛水溶液：
1)0.4％～1.0％甲醛溶液、0.4％～1.0％双酚S、0.4％～1.0％聚丙烯酰胺、0.04％～0.10％延缓交联剂、0.04％～0.10％稳定剂，余量的水；
2)0.4％～0.8％甲醛溶液、0.4％～0.8％双酚S、0.4％～0.8％聚丙烯酰胺、0.04％～0.08％延缓交联剂、0.02％～0.08％稳定剂，余量的水；
3)0.4％～0.6％甲醛溶液、0.4％～0.6％双酚S、0.4％～0.6％聚丙烯酰胺、0.04％～0.06％延缓交联剂、0.04％～0.06％稳定剂，余量的水；
5)0.4％甲醛溶液、0.4％双酚S、0.4％聚丙烯酰胺、0.04％延缓交联剂、0.04％稳定剂，余量的水；
6)0.6％甲醛溶液、0.6％双酚S、0.6％聚丙烯酰胺、0.06％延缓交联剂、0.06％稳定剂，余量的水；
7)0.8％甲醛溶液、0.8％双酚S、0.8％聚丙烯酰胺、0.08％延缓交联剂、0.08％稳定剂，余量的水；
8)1.0％甲醛溶液、1.0％双酚S、1.0％聚丙烯酰胺、0.10％延缓交联剂、0.10％稳定剂，余量的水；
本发明耐高温凝胶堵剂可按照下述方法制备：
配制所述聚丙烯酰胺水溶液，然后向所述聚丙烯酰胺水溶液中加入所述甲醛、所述双酚S、所述延缓交联剂和所述稳定剂，经搅拌即得所述耐高温凝胶堵剂。
本发明耐高温凝胶堵剂配制好后，在100℃～150℃的环境温度下恒温4h～48h后，即能形成耐高温、高调剖和封堵性能凝胶。
本发明耐高温凝胶堵剂可用于在热采高温油藏注入井调剖或采油井封堵。
具体地，本发明耐高温凝胶堵剂可用于蒸汽吞吐稠油油藏开采；
具体地，本发明耐高温凝胶堵剂可用于蒸汽驱稠油油藏开采；
具体地，本发明耐高温凝胶堵剂可用于高温热水驱稠油油藏开采；
本发明耐高温凝胶堵剂具有初始粘度低、在高温下成胶、高温下粘度稳定的特性，在高温下具有良好的封堵性，可用于高温油气藏或热采高温油藏。
附图说明
图1为本发明实施例4制备的耐高温凝胶堵剂成胶后微观扫描电镜图。
具体实施方式
下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。
下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
下述实施例中所用的聚丙烯酰胺的分子量为500万～800万，水解度为10％～15％。
下述实施例中所用的甲醛水溶液的质量百分含量为37％。
实施例1：
在98.72g水中加入0.4g聚丙烯酰胺搅拌2h后，加入0.4g甲醛水溶液、0.4双酚S、0.04g草酸和0.04g氯化铵，继续搅拌20min，形成耐温凝胶堵剂。
本实施例制备的耐高温凝胶堵剂的组分(按质量百分比)为：0.4％聚丙烯酰胺+0.148％甲醛+0.4％双酚S+0.04％草酸+0.04％氯化铵。
本实施例制备的耐高温凝胶堵剂在100℃的环境温度下成胶时间为48h；120℃的环境温度下成胶时间为26h；150℃的环境温度下成胶时间为10h。
实施例2：
在98.08g水中加入0.6g聚丙烯酰胺搅拌2h后，加入0.6g甲醛水溶液、0.6g双酚S、0.06g草酸和0.06g氯化铵，继续搅拌20min，形成耐温凝胶堵剂。
本实施例制备的耐高温凝胶堵剂的组分(按质量百分比)为：0.4％聚丙烯酰胺+0.222％甲醛+0.6％双酚S+0.06％草酸+0.06％氯化铵。
本实施例制备的耐高温凝胶堵剂在100℃的环境温度下成胶时间为40h；120℃的环境温度下成胶时间为21h；150℃的环境温度下成胶时间为8h。
实施例3：
在97.44g水中加入0.8g聚丙烯酰胺搅拌2h后，加入0.8g甲醛水溶液、0.8g双酚S、0.08g草酸和0.08g氯化铵继续搅拌20min，形成耐温凝胶堵剂。
本实施例制备的耐高温凝胶堵剂的组分(按质量百分比)为：0.8％聚丙烯酰胺+0.296％甲醛+0.8％双酚S+0.08％草酸+0.08％氯化铵。
本实施例制备的耐高温凝胶堵剂在100℃的环境温度下成胶时间为34h；120℃的环境温度下成胶时间为18h；150℃的环境温度下成胶时间为6.5h。
实施例4：
在96.8g水中加入1.0g聚丙烯酰胺搅拌2h后，加入1.0g甲醛水溶液、1.0g双酚S、0.1g草酸和0.1g氯化铵继续搅拌20min，形成耐温凝胶堵剂。
本实施例制备的耐高温凝胶堵剂的组分(按质量百分比)为：1.0％聚丙烯酰胺+0.37％甲醛+1.0％双酚S+0.1％草酸+0.1％氯化铵。
本实施例制备的耐高温凝胶堵剂在100℃的环境温度下成胶时间为26h；120℃的环境温度下成胶时间为12h；150℃的环境温度下成胶时间为4h。
实施例5：
对实施例1至4中的耐高温凝胶堵剂配方，在120℃下进行成胶实验，成胶时间以及成胶前后粘度测试结果如表1所示。由表1可以看出，实施例4中的耐高温凝胶堵剂配方，成胶后粘度最大。
对实施例4中的耐高温凝胶堵剂配方，进行扫描电镜微观实验。
对成胶后的耐高温凝胶堵剂进行取样冷冻干燥处理，进一步制样通过扫描电镜对其微观结构进行观测，结果如图1所示。由图1可见，成胶后耐高温凝胶堵剂的三维网状结构均匀稳定。
表1成胶时间(实验温度120℃)以及粘度测试结果
实施例6：
对实施例4中的耐高温凝胶堵剂配方，进行物理模拟实验。
在初始水测渗透率为K1的填砂管模型中，分别注入0.5PV的耐盐、耐高温凝胶堵剂，将填砂管模型在温度为120℃的条件下恒温18小时，保证耐盐、耐高温凝胶堵剂成胶后，再次测量水测渗透率K2以及突破压力。封堵率计算公式：F1＝(K1-K2)/K1×100％，后续水驱10PV后，再次测量水测渗透率K3，封堵率计算公式：F2＝(K1-K3)/K1×100％，结果如表2中所示。
由表2可以看出，该耐盐、耐高温凝胶堵剂具有良好的封堵能力和耐冲刷能力，该体系适用于调剖堵水工作，特别适用于高盐、高温油气藏调堵工作。
表2填砂管模型封堵实验结果
Claims (7)
1.一种耐高温凝胶堵剂，其质量百分比组成如下：
聚丙烯酰胺0.4％～1.0％；
甲醛0.148％～0.37％；
双酚S 0.4％～1.0％；
稳定剂0.04％～0.10％；
延缓交联剂0.04％～0.10％；
余量的水；
其中，甲醛和双酚S作为交联剂。
2.根据权利要求1所述的耐高温凝胶堵剂，其特征在于：所述聚丙烯酰胺的分子量为300万～2000万，水解度为10％～15％。
3.根据权利要求1或2所述的耐高温凝胶堵剂，其特征在于：所述稳定剂为氯化铵和/或硫酸铵。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的耐高温凝胶堵剂，其特征在于：所述延缓交联剂为草酸和/或磷酸钠。
5.权利要求1～4中任一项所述耐高温凝胶堵剂的制备方法，包括如下步骤：
配制所述聚丙烯酰胺的水溶液，然后向所述聚丙烯酰胺的水溶液中加入所述甲醛、所述双酚S、所述延缓交联剂和所述稳定剂，经搅拌即得所述耐高温凝胶堵剂。
6.权利要求1～4中任一项所述耐高温凝胶堵剂在埋藏深的高温油气藏注入井调剖以及采油井或采气井封堵中的应用。
7.权利要求1～4中任一项所述耐高温凝胶堵剂在下述1)-3)中任一种热采稠油油藏开采中的应用：
1)蒸汽吞吐稠油油藏；
2)蒸汽驱稠油油藏；
3)高温热水驱稠油油藏。
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