CN115612469B - 一种温度和矿化度响应型低初始粘度弱凝胶体系及其制备方法 - Google Patents

一种温度和矿化度响应型低初始粘度弱凝胶体系及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种温度和矿化度响应型低初始粘度弱凝胶体系及制备方法。其特征在于：各组分及配比按重量百分比如下：主剂为0.05‑0.15%，交联剂为0.1‑0.5%，调节剂为0.05‑0.2%，稳定剂为0.01‑0.04%，余量为水。其制备方法为：（1）将一定量水，倒入容器中；（2）称取0.01‑0.05%的稳定剂，加入到水中；（3）称取0.05‑0.15%的主剂，加入到步骤（2）中的溶液中；（4）称取0.1‑0.5%的交联剂，加入到步骤（3）中的溶液中；（5）称取0.05‑0.2%的调节剂，加入到步骤（4）中的溶液中，搅拌溶解，得到弱凝胶体系。该温度和矿化度响应型低初始粘度弱凝胶体系，具有成胶温度低、成胶时间长、初始粘度低和终凝粘度高等特点，可以较大幅度的提高原油的采收率和开发效益。

Description

一种温度和矿化度响应型低初始粘度弱凝胶体系及其制备 方法
技术领域：
本发明涉及三次采油技术领域，特别涉及一种温度和矿化度响应型低初始粘度弱凝胶体系及制备方法。
背景技术：
目前，我国大多数油田采用注水开发，由于油层的非均质性，注入油层的水，通常有80％～90％被高渗透层所吸收，致使注水剖面很不均匀。为了发挥中低渗透层的作用，提高注入水的波及系数，就必须对高渗透层进行一定程度的堵塞，使后续的注入水进入中低渗透层，通常向注水井注入的化学药剂称为调剖剂，目前，调剖剂主要有无机材料、有机材料、生物材料、复合材料和新型材料五类，其中有机材料中的聚合物凝胶类是目前国内外应用最为广泛的一类化学调剖剂堵水材料。
20世纪70年代，交联聚合物开始应用于调剖堵水，聚合物凝胶降低产出水的成功应用，引起了石油工业界对这项技术的兴趣。使用聚合物凝胶处理井筒附近地层，能够有效封堵所选地层，成功降低生产井的产出水。随着技术的发展，聚合物凝胶进一步应用于深部调剖，明显提高了采收率。近年来随着认识的不断深入，提出了在注水井中注入弱凝胶的概念，国内外提出的可动胶、注交联聚合物、弱凝胶等概念可笼统的称为弱凝胶聚合物。目前，适合在低温油藏环境下使用的弱凝胶主要有以下几类：硅酸溶胶、HPAM/Cr3+弱凝胶、HPAM/Al3+弱凝胶、HPAM/Zr4+弱凝胶、HPAM/PEI弱凝胶和HPAM/酚醛树脂弱凝胶。其中硅酸溶胶、HPAM/Zr4+弱凝胶和HPAM/酚醛树脂在室温至45℃环境下的成胶时间过快，难以进入高渗区，达到封堵的目的。而HPAM/Cr3+弱凝胶、HPAM/Al3+弱凝胶和HPAM/PEI弱凝胶在室温至45℃环境下的成胶时间可达两天左右，但要使弱凝胶体系进入油层深部，成胶时间还是较快，同时矿化度也会降低凝胶体系粘度。为了解决油层深部调剖问题，需要在一种温度和矿化度响应型的低初始粘度弱凝胶体系，即温度和矿化度越高，弱凝胶体系的初始粘度越低，但最终成胶粘度越高的弱凝胶体系。
发明内容：
本发明在于克服背景技术中存在的问题，而提供一种温度和矿化度响应型低初始粘度弱凝胶体系，该温度和矿化度响应型低初始粘度弱凝胶体系，具有成胶温度低、成胶时间长、初始粘度低和终凝粘度高的特点。本发明还提供一种温度和矿化度响应型低初始粘度弱凝胶体系的制备方法。
本发明解决其问题可通过如下技术方案来达到：一种温度和矿化度响应型低初始粘度弱凝胶体系，各组分及配比按重量百分比如下：
主剂为0.05-0.15％，交联剂为0.1-0.5％，调节剂为0.05-0.2％，稳定剂为0.01-0.04％，余量为水。
优选的，主剂为聚丙烯酰胺和/或丙烯酰胺共聚物；
优选的，调节剂由间苯二酚、促凝剂和酸组成；间苯二酚、促凝剂和酸的重量百分比为：间苯二酚为0.01-0.03％，促凝剂为20-23％，酸为0.01-0.02％。
优选的，聚丙烯酰胺为部分水解聚丙烯酰胺，丙烯酰胺共聚物为2-丙烯酰胺基-甲基丙磺酸/丙烯酰胺/马来酸酐共聚物、丙烯酰胺/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸/N，N二乙基丙烯酰胺基共聚物和丙烯酰胺/2-丙烯酰胺基-甲基丙磺酸/乙烯基吡咯烷酮共聚物中的一种或几种。
优选的，稳定剂为硫脲、异抗坏血酸、亚硫酸钠和亚硫酸氢钠中的一种或几种；水为含氯化钠、硫酸钠、碳酸钠、碳酸氢钠、氯化钙、硫酸钙、氯化镁和硫酸镁一种或几种的盐水，水还可以为油田注入污水。
优选的，交联剂的制备方法包括以下步骤：
(1)将重量百分比为20-25％的苯酚加入到反应釜中，升温至40-50℃；
(2)将重量百分比为15-20％的碱加入反应釜中，碱的浓度为5-10％，恒温40-50℃搅拌20-30min；
(3)反应釜升温至60℃，逐渐加入重量百分比为24-45％的醛水溶液，醛水溶液的浓度为30-40％，加入醛过程时间为5-15min，醛水溶液加入完成后，温度控制在55-65℃，恒温反应30-120min；
(4)再次加入重量百分比为5-8％的碱，碱的浓度为5-10％，升温至70-80℃；
(5)再次逐渐加入重量百分比为8-12％的醛水溶液，醛水溶液的浓度为30-40％，加入醛过程时间为5-15min，醛水溶液加入完成后，温度控制在80-85℃，恒温反应20-60min；
(6)反应釜降温至20-30℃，得到交联剂。
优选的，醛可以为甲醛、多聚甲醛和三聚甲醛中的一种或几种；碱可以为氢氧化钠、氢氧化钾、氨水、碳酸氢钠和碳酸钠中的一种或几种；苯酚还可以为对甲酚或邻甲酚。
优选的，调节剂的制备方法包括以下步骤：
(1)反应釜中加入重量百分比为70-80％的水，升温到35-45℃；
(2)反应釜中加入重量百分比为20-23％的促凝剂，恒温35-45℃搅拌10-20min，充分溶解；
(3)反应釜中再加入重量百分比为0.01-0.03％的间苯二酚和重量百分比为0.01-0.02％的酸，恒温35-45℃搅拌30-60min，充分溶解；
(4)反应釜降温至20-30℃，得到调节剂。
优选的，促凝剂为氯化铵、硫酸铵、碳酸铵、磷酸铵、硫代硫酸钠、硫脲、亚硫酸钠中的一种或几种；酸为草酸、盐酸和柠檬酸中的一种或几种；间苯二酚还可以为3,5-二甲酚或间甲酚。
本发明还提供一种温度和矿化度响应型低初始粘度弱凝胶体系的制备方法，包括以下步骤：
(1)将一定量水，倒入容器中；
(2称取重量百分比为0.01-0.05％的稳定剂，加入到水中，在一定温度下搅拌溶解；
(3)称取重量百分比为0.05-0.15％的主剂，加入到步骤(2)中的溶液中，在一定温度下搅拌溶解；
(4)称取重量百分比为0.1-0.5％的交联剂，加入到步骤(3)中的溶液中，在一定温度下，搅拌溶解；
(5)称取重量百分比为0.05-0.2％的调节剂，加入到步骤(4)中的溶液中，在一定温度下，搅拌溶解，得到弱凝胶体系。
优选的，步骤2-5中主剂、交联剂、调节剂、稳定剂和水组分混合形成弱凝胶的温度为40-50℃。
本发明与上述背景技术相比较可具有如下有益效果：本发明温度和矿化度响应型低初始粘度弱凝胶体系及制备方法具有如下特点：
(1)本发明的低初始粘度弱凝胶体系在低于40℃凝胶体系不会发生成胶增粘现象，但在40-50℃凝胶体系20天后会明显成胶增粘，70天后粘度可达500mPa·s以上，能够适应40-50℃的低温油藏调剖，能进入油藏深部形成有效封堵，但不会堵塞油藏。即本发明的低初始粘度弱凝胶体系具有成胶温度低、成胶时间长、初始粘度低和终凝粘度高等特点，可以较大幅度的提高原油的采收率和开发效益。
(2)本发明的低初始粘度弱凝胶体系无需调节使用环境的PH值，弱凝胶体系制备简单，且组分低毒、环保、成本低，适合规模化推广。
具体实施方式：
为使本发明的技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施方式作进一步地详细描述。除非另有定义，本发明实施例所用的所有技术术语均具有与本领域技术人员通常理解的相同的含义。
一种温度和矿化度响应型低初始粘度弱凝胶体系，各组分的重量百分比为：主剂为0.05-0.15％，交联剂为0.1-0.5％，调节剂为0.05-0.2％，稳定剂为0.01-0.05％，余量为水。温度和矿化度响应型低初始粘度弱凝胶体系为温度和矿化度越高，弱凝胶体系的初始粘度越低，但最终成胶粘度越高。
主剂为聚丙烯酰胺和/或丙烯酰胺共聚物，聚丙烯酰胺为部分水解聚丙烯酰胺。丙烯酰胺共聚物为2-丙烯酰胺基-甲基丙磺酸/丙烯酰胺/马来酸酐共聚物、丙烯酰胺/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸/N，N二乙基丙烯酰胺基共聚物和丙烯酰胺/2-丙烯酰胺基-甲基丙磺酸/乙烯基吡咯烷酮共聚物中的一种或几种。
稳定剂为硫脲、异抗坏血酸、亚硫酸钠和亚硫酸氢钠中的一种或几种。
水为含氯化钠、硫酸钠、碳酸钠、碳酸氢钠、氯化钙、硫酸钙、氯化镁和硫酸镁一种或几种的盐水，所述水还可以为油田注入污水。
交联剂的制备方法包括以下步骤：
(1)将重量百分比为20-25％的苯酚加入到反应釜中，升温至40-50℃；
(2)将重量百分比为15-20％的碱加入反应釜中，碱的浓度为5-10％，恒温40-50℃搅拌20-30min；
(3)反应釜升温至60℃，逐渐加入重量百分比为24-45％的醛水溶液，醛水溶液的浓度为30-40％，加入醛过程时间为5-15min，醛水溶液加入完成后，温度控制在55-65℃，恒温反应30-120min；
(4)再次加入重量百分比为5-8％的碱，碱的浓度为5-10％，升温至70-80℃；
(5)再次逐渐加入重量百分比为8-12％的醛水溶液，醛水溶液的浓度为30-40％，加入醛过程时间为5-15min，醛水溶液加入完成后，温度控制在80-85℃，恒温反应20-60min；
(6)反应釜降温至20-30℃，得到交联剂。
交联剂中的醛可以为甲醛、多聚甲醛和三聚甲醛中的一种或几种；交联剂中的碱可以为氢氧化钠、氢氧化钾、氨水、碳酸氢钠和碳酸钠中的一种或几种；苯酚还可以为对甲酚或邻甲酚。
调节剂的制备方法包括以下步骤：
(1)反应釜中加入重量百分比为70-80％的水，升温到35-45℃；
(2)反应釜中加入重量百分比为20-23％的促凝剂，恒温35-45℃搅拌10-20min，充分溶解；
(3)反应釜中再加入重量百分比为0.01-0.03％的间苯二酚和重量百分比为0.01-0.02％的酸，恒温35-45℃搅拌30-60min，充分溶解；
(4)反应釜降温至20-30℃，得到调节剂。
调节剂中的促凝剂为氯化铵、硫酸铵、碳酸铵、磷酸铵、硫代硫酸钠、硫脲、亚硫酸钠中的一种或几种；调节剂中的酸为草酸、盐酸和柠檬酸中的一种或几种；调节剂中的间苯二酚还可以为3,5-二甲酚或间甲酚。
一种温度和矿化度响应型低初始粘度弱凝胶体系的制备方法，包括以下步骤：
(1)将一定量水，倒入容器中；
(2)称取重量百分比为0.01-0.05％的稳定剂，加入到水中，在温度40-50℃，搅拌溶解；
(3)称取重量百分比为0.05-0.15％的主剂，加入到步骤(2)中的溶液中，在温度40-50℃，搅拌溶解；
(4)称取重量百分比为0.1-0.5％的交联剂，加入到步骤(3)中的溶液中，在温度40-50℃，搅拌溶解；
(5)称取重量百分比为0.05-0.2％的调节剂，加入到步骤(4)中的溶液中，在温度40-50℃，搅拌溶解，得到弱凝胶体系。
通过以上方法制备得到的低初始粘度弱凝胶体系，初始粘度低，且处于低粘度时间可达20-30天，这可以使低初始粘度弱凝胶体系充分进入油藏深部。低初始粘度弱凝胶体系在20-30天后体系粘度快速升高，最高可达750mPa·s，这有利于低初始粘度弱凝胶体系在油藏深部有效封堵中高渗透层，且不会使油层堵死，可以大幅提高低渗透油层的采收率。
制备用于下述实施例中低初始粘度弱凝胶体系使用的交联剂C，包括以下步骤：
(1)将221g苯酚加入到反应釜中，再升温至50℃；
(2)将189.5g浓度为7.4％的氢氧化钠加入反应釜中，再恒温50℃搅拌20min；碱的加入主要是用来调整pH值，满足碱性条件。
(3)随后升温至60℃，再逐渐加420g甲醛水溶液，甲醛水溶液的浓度为30-40％，加入甲醛过程时间为10min，甲醛水溶液加入完成后，温度控制在60℃，恒温反应50min；
(4)加入浓度为7.4％的氢氧化钠63.5g，再升温至80℃；在强碱氢氧化钠的催化下，采用两次强碱氢氧化钠投料法,可降低反应热和游离的甲醛含量，提高羟甲基化程度，反应易于控制。
(5)再逐渐加入106g甲醛水溶液，甲醛水溶液的浓度为30-40％，加入甲醛过程时间为5min，甲醛水溶液加入完成后，温度控制在80-85℃，恒温反应45min；第二次加入甲醛可控制羟甲基化后苯酚的缩合反应，提高体系内羟甲基的含量，并保障体系的水溶性。
(6)反应完成后，降温至30℃，得到交联剂C。
交联剂制备过程中不同步骤控制反应温度不同，第一次升温至50℃，可使苯酚溶解的更好；然后升温至60℃一段时间后再升温至80-85℃，可控制反应速度，提高反应程度；最后降温至30℃，可终止反应。酚醛树脂的合成反应初期升温慢，当温度升到50～60℃时反应放热温度会自行上升，如果升温过快或过高，会出现缩聚反应剧烈而导致游离苯酚的量增加，反应程度降低，产率减少。
制备用于下述实施例中低初始粘度弱凝胶体系使用的调节剂T，包括以下步骤：
(1)向反应釜中加入760g纯水，升温到40℃；
(2)依次加入200g氯化铵和10g硫代硫酸钠，恒温40℃搅拌10min，充分溶解；氯化铵具有pH值调节功能，同时氯化铵中氯离子能够催化间苯二酚与聚合物之间的交联反应，有利于体系内活泼氢的离去。
(3)再依次加入20g间苯二酚和10g草酸，恒温40℃搅拌40min，充分溶解；间苯二酚可以在低温快速生成酚醛树脂与聚合物发生交联反应，起到稳定体系粘度的作用。
(4)反应釜降温至20-30℃，得到调节剂T。
调节剂制备温度控制40℃，可使间苯二酚处于高活性状态，易被氧化，提高反应程度，同时有利于体系组分的充分溶解，提高产率。
实施例1
一种温度和矿化度响应型低初始粘度弱凝胶体系由以下步骤制备得到：
(1)将500mL水、2.25g氯化钠和0.03g氯化钙倒入容器中，在温度45℃下，搅拌溶解；
(2)称取重量百分比为0.02％的稳定剂，稳定剂为硫脲，加入到步骤(1)中的水中，在温度45℃，搅拌溶解；
(3)称取重量百分比为0.1％的主剂，主剂为聚丙烯酰胺分子量为2500万，加入到步骤(2)中的溶液中，在温度45℃，搅拌溶解；
(4)称取重量百分比分别为0.1％、0.2％、0.3％、0.4％、0.5％的交联剂，加入到步骤(3)中的溶液中，在温度45℃，搅拌溶解。其中交联剂为交联剂C。
(5)称取重量百分比分别为0.05％、0.1％、0.15％的调节剂，加入到步骤(4)中的溶液中，在温度45℃，搅拌溶解，得到低初始粘度弱凝胶；其中调节剂为调节剂T。
将低初始粘度弱凝胶体系密封，放入45℃恒温箱中。应用MCR-302流变仪(AntonPaar，奥地利公司生产)在剪切速率为10s-1，温度为45℃条件，测量低初始粘度弱凝胶体系的初始粘度和20天、30天、55天和70天的粘度。主剂0.1％的低初始粘度弱凝胶体系粘度性能如表1所示。
表1
由表1可知，在45℃条件下，不同低初始粘度弱凝胶体系的初始粘度仅为18mPa·s左右。20天后低初始粘度弱凝胶体系的粘度略有增加，除1号和3号体系粘度较高外，其余体系的粘度均在28-37mPa·s之间。30天后低初始粘度弱凝胶体系的粘度明显增加，粘度均在115-175mPa·s之间。55天后低初始粘度弱凝胶体系的粘度继续明显增加，粘度均在200-599mPa·s之间。70天后低初始粘度弱凝胶体系的粘度继续明显增加，体系的粘度均在300-750mPa·s之间。不同低初始粘度弱凝胶体系的初始粘度较低，且20天内粘度仅略有增加，但20天后低初始粘度弱凝胶体系成胶性能增强，粘度快速增加，最终粘度可达300mPa·s以上，甚至最高可达750mPa·s。
实施例2
一种温度和矿化度响应型低初始粘度弱凝胶体系由以下步骤制备得到：
(1)将500mL水、2.25g氯化钠和0.03g氯化钙倒入容器中，在温度45℃，搅拌溶解；
(2)称取重量百分比为0.02％的稳定剂，稳定剂为硫脲，加入到步骤(1)中的水中，在温度45℃，搅拌溶解；
(3)称取重量百分比为0.06％的主剂，主剂为聚丙烯酰胺分子量为2500万，加入到步骤(2)中的溶液中，在温度45℃，搅拌溶解；
(4)称取重量百分比分别为0.1％、0.2％、0.3％、0.4％、0.5％的交联剂，加入到步骤(3)中的溶液中，在温度45℃，搅拌溶解。其中交联剂为交联剂C。
(5)称取重量百分比分别为0.05％、0.1％、0.15％的调节剂，加入到步骤(4)中的溶液中，在温度45℃，搅拌溶解，得到弱凝胶体系。其中调节剂为调节剂T。
将低初始粘度弱凝胶体系密封，放入45℃恒温箱中。应用MCR-302流变仪(AntonPaar，奥地利公司生产)在剪切速率为10s-1，温度为45℃条件，测量低初始粘度弱凝胶体系的初始粘度和20天、30天、55天和70天的粘度。主剂0.06％的低初始粘度弱凝胶体系粘度性能如表2所示。
表2
由表2可知，在45℃条件下，不同低初始粘度弱凝胶体系的初始粘度仅为8-9mPa·s左右。20天后低初始粘度弱凝胶体系的粘度略有增加，粘度均在8.8-18.5mPa·s之间。30天后低初始粘度弱凝胶体系的粘度同样略有增加，粘度均在16-51.7mPa·s之间。55天后低初始粘度弱凝胶体系的粘度明显增加，粘度均在143-202mPa·s之间。70天后低初始粘度弱凝胶体系的粘度继续明显增加，体系的粘度均在223-516mPa·s之间。不同低初始粘度弱凝胶体系的初始粘度较低，且30天内粘度仅略有增加，但30天后低初始粘度弱凝胶体系成胶性能明显增强，粘度快速增加，最终粘度可达223mPa·s以上，甚至最高可达516mPa·s。
实施例3
一种温度和矿化度响应型低初始粘度弱凝胶体系由以下步骤制备得到：
(1)将500mL水、2.25g氯化钠和0.03g氯化钙倒入容器中，在温度45℃，搅拌溶解；
(2)称取重量百分比为0.02％的稳定剂，稳定剂为硫脲，加入到步骤(1)中的水中，在温度45℃，搅拌溶解；
(3)称取重量百分比为0.08％的主剂，主剂为聚丙烯酰胺分子量为1200万，加入到步骤(2)中的溶液中，在温度45℃，搅拌溶解；
(4)称取重量百分比分别为0.15％、0.3％、0.45％的交联剂，加入到步骤(3)中的溶液中，在温度45℃，搅拌溶解。其中交联剂为交联剂C。
(5)称取重量百分比为0.15的调节剂，加入到步骤(4)中的溶液中，在温度45℃，搅拌溶解，得到弱凝胶体系。其中调节剂为调节剂T。
将低初始粘度弱凝胶体系密封，放入45℃恒温箱中。应用MCR-302流变仪(AntonPaar，奥地利公司生产)在剪切速率为10s-1，温度为45℃条件，测量低初始粘度弱凝胶体系的初始粘度和20天、30天、55天和70天的粘度。主剂0.08％的低初始粘度弱凝胶体系粘度性能如表3所示。
表3
由表3可知，在45℃条件下，不同低初始粘度弱凝胶体系的初始粘度仅为8mPa·s左右。20天后低初始粘度弱凝胶体系的粘度略有增加，粘度均在13.9-20.3mPa·s之间。30天后低初始粘度弱凝胶体系的粘度明显增加，粘度均在55.5-66.6mPa·s之间。55天后低初始粘度弱凝胶体系的粘度明显增加，粘度均在130-151mPa·s之间。70天后低初始粘度弱凝胶体系的粘度继续明显增加，粘度均在215-383mPa·s之间。不同低初始粘度弱凝胶体系的初始粘度较低，且20天内粘度仅略有增加，但20天后低初始粘度弱凝胶体系成胶性能增强，粘度逐渐快速增加，最终粘度可达215mPa·s以上。
实施例4
一种温度和矿化度响应型低初始粘度弱凝胶体系由以下步骤制备得到：
(1)量取500mL大庆油田现场注入水倒入容器中；
(2)称取重量百分比为0.01％的稳定剂，稳定剂为硫脲，加入到步骤(1)中的水中，在温度45℃，搅拌溶解；
(3)称取重量百分比为0.08％的主剂，主剂为聚丙烯酰胺分子量为1200万，加入到步骤(2)中的溶液中，在温度45℃，搅拌溶解；
(4)称取重量百分比为0.45％的交联剂，加入到步骤(3)中的溶液中，在温度45℃，搅拌溶解。其中交联剂为交联剂C。
(5)称取重量百分比为0.15％的调节剂，加入到步骤(4)中的溶液中，在温度45℃，搅拌溶解，得到弱凝胶体系。其中调节剂为调节剂T。
将低初始粘度弱凝胶体系密封，放入45℃恒温箱中。应用MCR-302流变仪(AntonPaar，奥地利公司生产)在剪切速率为10s-1，温度为45℃条件，测量低初始粘度弱凝胶体系的初始粘度和20天、30天、55天和70天的粘度。低初始粘度弱凝胶体系粘度性能如表4所示。
表4
时间(天) 0 20 30 55 70
粘度(mPa·s) 7.8 9.9 12.5 110 371
由表4可知，在45℃大庆油田现场注入水条件下，低初始粘度弱凝胶体系的初始粘度较低，且30天内粘度仅略有增加，但30天后低初始粘度弱凝胶体系成胶性能增强，粘度逐渐快速增加，最终粘度可达371mPa·s以上。
实施例5
一种温度和矿化度响应型低初始粘度弱凝胶体系由以下步骤制备得到：
(1)量取500mL大庆油田现场注入水倒入容器中；
(2)称取重量百分比为0.05％的稳定剂，稳定剂为亚硫酸钠，加入到步骤(1)中的水中，在温度45℃，搅拌溶解；
(3)称取重量百分比为0.055％的主剂，主剂为聚丙烯酰胺分子量为2500万，加入到步骤(2)中的溶液中，在温度45℃，搅拌溶解；
(4)称取重量百分比为0.45％的交联剂，加入到步骤(3)中的溶液中，在温度45℃，搅拌溶解。其中交联剂为交联剂C。
(5)称取重量百分比为0.15％的调节剂，加入到步骤(4)中的溶液中，在温度45℃，搅拌溶解，得到弱凝胶体系。其中调节剂为调节剂T。
将低初始粘度弱凝胶体系密封，放入45℃恒温箱中。应用MCR-302流变仪(AntonPaar，奥地利公司生产)在剪切速率为10s-1，温度为45℃条件，测量低初始粘度弱凝胶体系的初始粘度和20天、30天、55天和70天的粘度。低初始粘度弱凝胶体系粘度性能如表5所示。
表5
时间(天) 0 30 55 70
粘度(mPa·s) 8.1 11.5 79 235
由表5可知，在45℃大庆油田现场注入水条件下，低初始粘度弱凝胶体系的初始粘度较低，且30天内粘度仅略有增加，但30天后低初始粘度弱凝胶体系成胶性能增强，粘度逐渐快速增加，最终粘度可达235mPa·s以上。
实施例6
一种温度和矿化度响应型低初始粘度弱凝胶体系由以下步骤制备得到：
(1)将500mL水、2.25g氯化钠和0.03g氯化钙倒入容器中，在温度30℃，搅拌溶解；
(2)称取重量百分比为0.02％的稳定剂，稳定剂为硫脲，加入到步骤(1)中的水中，在温度30℃，搅拌溶解；
(3)称取重量百分比为0.1％的主剂，主剂为聚丙烯酰胺分子量为2500万，加入到步骤(2)中的溶液中，在温度30℃，搅拌溶解；
(4)称取重量百分比分别为0.1％、0.2％、0.3％、0.4％、0.5％的交联剂，加入到步骤(3)中的溶液中，在温度30℃，搅拌溶解。其中交联剂为交联剂C。
(5)称取重量百分比分别为0.05％、0.1％、0.15％的调节剂，加入到步骤(4)中的溶液中，在温度30℃，搅拌溶解，得到弱凝胶体系。其中调节剂为调节剂T。
将低初始粘度弱凝胶体系密封，放入30℃恒温箱中。应用MCR-302流变仪(AntonPaar，奥地利公司生产)在剪切速率为10s-1，温度为30℃条件，测量低初始粘度弱凝胶体系的初始粘度和20天、30天和55天的粘度。主剂0.1％、30℃的低初始粘度弱凝胶体系粘度性能如表6所示。
表6
由表6可知，与实施例1同样的低初始粘度弱凝胶体系，在30℃条件下，不同低初始粘度弱凝胶体系在55天粘度没有明显增加，但温度升高到45℃后，最终粘度可达300mPa·s以上，甚至最高可达750mPa·s。这可以实现油层深部调堵，提高驱油效率。
实施例7
一种温度和矿化度响应型低初始粘度弱凝胶体系由以下步骤制备得到：
(1)将500mL水和不同盐含量倒入容器中，在温度20℃、30℃和45℃，搅拌溶解；
(2)称取重量百分比为0.02％的稳定剂，稳定剂为硫脲，加入到步骤(1)中的水中，在温度20℃、30℃和45℃搅拌溶解；
(3)称取重量百分比为0.06％的主剂，主剂为聚丙烯酰胺分子量为2500万，加入到步骤(2)中的溶液中，在温度20℃、30℃和45℃搅拌溶解；
(4)称取重量百分比分别为0.3％和0.5％的交联剂，加入到步骤(3)中的溶液中，在温度30℃，搅拌溶解。其中交联剂为交联剂C。
(5)称取重量百分比为0.15％的调节剂，加入到步骤(4)中的溶液中，在温度20℃、30℃和45℃搅拌溶解，得到弱凝胶体系。其中调节剂为调节剂T。
将低初始粘度弱凝胶体系密封，放入20℃、30℃和45℃恒温箱中。应用MCR-302流变仪(Anton Paar，奥地利公司生产)在剪切速率为10s-1，测量低初始粘度弱凝胶体系的粘度。不同温度和盐含量的低初始粘度弱凝胶体系粘度如表7所示。
表7
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由表7可知，弱凝胶体系在温度为20℃、矿化度为950mg/L NaCl时粘度为24mPa·s。当温度升高到30℃、矿化度升高到4500mg/L NaCl和60mg/L CaCl2时弱凝胶体系初始粘度为10.4mPa·s，25天时的粘度为10.9-15.8mPa·s。当温度升高到45℃、矿化度升高到4500mg/LNaCl和60mg/L CaCl2时弱凝胶体系初始粘度为8.8mPa·s，20天时的粘度为8.8-59.8mPa·s，77天时的粘度为500mPa·s以上。弱凝胶体系具有温度和矿化度响应功能，温度和矿化度升高初始粘度降低，但最终粘度升高，有利于弱凝胶体系注入油藏深部，在油藏深部形成粘度较高的弱凝胶体系，实现油藏深部调剖作用。
以上所述仅是为了便于本领域的技术人员理解本发明的技术方案，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 (5)

1.一种温度和矿化度响应型低初始粘度弱凝胶体系，其特征在于，各组分及配比按重量百分比如下：主剂为0.05～0.15%，交联剂为0.1～0.5%，调节剂为0.05～0.2%，稳定剂为0.01～0.05%，余量为水；
所述主剂为聚丙烯酰胺；
所述稳定剂为硫脲、异抗坏血酸、亚硫酸钠和亚硫酸氢钠中的一种或几种；所述水为含氯化钠、硫酸钠、碳酸钠、碳酸氢钠、氯化钙、硫酸钙、氯化镁和硫酸镁一种或几种的盐水，所述水还可以为油田注入污水；
所述调节剂通过以下步骤制备：
1）向反应釜中加入760g纯水，升温到40℃；
2）依次加入200g 氯化铵和10g硫代硫酸钠，恒温40℃搅拌10min，充分溶解；氯化铵具有pH值调节功能，同时氯化铵中氯离子能够催化间苯二酚与聚合物之间的交联反应，有利于体系内活泼氢的离去；
3）再依次加入20g间苯二酚和10g草酸，恒温40℃搅拌40min，充分溶解；间苯二酚可以在低温快速生成酚醛树脂与聚合物发生交联反应，起到稳定体系粘度的作用；
4）反应釜降温至20～30℃，得到调节剂；
所述交联剂的制备方法包括以下步骤：
（1）将重量百分比为20～25%的苯酚加入到反应釜中，升温至40～50℃；
（2）将重量百分比为15～20%的碱加入反应釜中，碱的浓度为5～10%，恒温40～50℃搅拌20～30min；
（3）反应釜升温至60℃，逐渐加入重量百分比为24～45%的醛水溶液，醛水溶液的浓度为30～40%，加入醛过程时间为5～15min，醛水溶液加入完成后，温度控制在55～65℃，恒温反应30～120min；
（4）再次加入重量百分比为5～8%的碱，碱的浓度为5～10%，升温至70～80℃；
（5）再次逐渐加入重量百分比为8～12%的醛水溶液，醛水溶液的浓度为30～40%，加入醛过程时间为5～15min，醛水溶液加入完成后，温度控制在80-85℃，恒温反应20～60min；
（6）反应釜降温至20～30℃，得到交联剂；
所述步骤（3）～（5）的醛为甲醛。
2.根据权利要求1所述温度和矿化度响应型低初始粘度弱凝胶体系，其特征在于，所述聚丙烯酰胺为部分水解聚丙烯酰胺。
3.根据权利要求1所述温度和矿化度响应型低初始粘度弱凝胶体系，其特征在于，所述碱为氢氧化钠、氢氧化钾、氨水、碳酸氢钠和碳酸钠中的一种或几种。
4.一种权利要求1-3任一项所述温度和矿化度响应型低初始粘度弱凝胶体系的制备方法，包括以下步骤：
（1）将一定量水，倒入容器中；
（2）称取重量百分比为0.01～0.05%的稳定剂，加入到水中，在一定温度下搅拌溶解；
（3）称取重量百分比为0.05～0.15%的主剂，加入到步骤（2）中的溶液中，在一定温度下搅拌溶解；
（4）称取重量百分比为0.1～0.5%的交联剂，加入到步骤（3）中的溶液中，在一定温度下，搅拌溶解；
（5）称取重量百分比为0.05～0.2%的调节剂，加入到步骤（4）中的溶液中，在一定温度下，搅拌溶解，得到弱凝胶体系。
5.根据权利要求4所述温度和矿化度响应型低初始粘度弱凝胶体系的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）～（5）中主剂、交联剂、调节剂、稳定剂和水组分混合形成弱凝胶体系的温度为40～50℃。
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