[發明專利]一種柔性聚合物顆粒及其制備方法

無效

• 申請號: 200610165008.9
• 申請日: 2006-12-12
• 公開（公告）號: CN101200513A
• 公開（公告）日: 2008-06-18
• 發明（設計）人: 王平美;羅健輝;劉玉章;朱懷江;熊春明;劉強;江如意;李宜坤;張穎
• 申請（專利權）人: 中國石油天然氣股份有限公司
• 主分類號: C08F136/00
• 分類號: C08F136/00;C08J3/12
• 代理公司: 北京市中實友知識產權代理有限責任公司
• 代理人: 謝小延

技術領域

本發明涉及一種油田近井調剖、深部調剖和深部液流轉向用柔性聚合物顆粒及其制備方法，本發明柔性聚合物顆粒還可用于高溫高鹽油井堵水、聚合物驅/復合驅防竄、酸化暫堵、蒸汽吞吐或蒸汽驅深部防竄、堵漏或降濾失等領域。

背景技術

在油田高含水、特高含水開采階段，為了穩產，必須大幅度提液和大量注水。長期注水沖刷導致地層形成大孔道竄流，注入水嚴重低效循環，采油成本大幅度上升。有效注水成為高含水、特高含水油田低成本發展的重要措施之一。

從多年研究和現場試驗中認識到水驅本身可以達到很高的洗油效率，進一步改善水驅開發效果的關鍵是如何有效提高波及體積。由于油藏原始的非均質和長期注水造成的“非均質惡化”，高含水后期的主要問題是注入水無效循環。充分加密井網和大幅度提高注水強度都不現實，只有設法改變長期水驅形成定勢的流線場，使注入水轉向驅替波及程度低、水洗程度低的油藏低滲透部位，遏制大量注入水通過高滲透強水洗部位的無效循環。

由于油藏高含水后期的復雜性，特別是油藏產生了“大孔道”的情況下，研究剩余油分布對有效提高注水波及體積沒有實際的指導作用，目前的調剖技術和深部調剖技術也只能解決近井地帶的水竄問題，不能解決油藏深部的水竄問題。了解油藏目前水驅現狀和水驅流線場，著眼于研究目前水的流動方向和速度，即目前注入水在油藏中的流線場，在了解油藏水驅現狀(如流線分布)的基礎上，研究使注入水在油藏深部發生轉向的新方法和有效技術，設法改變這個流線場才能有效提高注水波及體積，關鍵是研發出優良的深部轉向劑，而不是調剖劑。

為了實現深部液流轉向，人們已做了大量研究工作。美國專利4787451和中國專利CN00103532.0披露了以丙烯酰胺聚合物材料為主的地下交聯弱凝膠體系來進行深部液流轉向，中國專利CN00100888.9披露了以丙烯酰胺聚合物材料為主的地下交聯膠態分散凝膠體系來進行深部液流轉向，中國專利CN98120664.6披露了以丙烯酰胺聚合物材料為主的預交聯體膨顆粒體系來進行深部液流轉向。盡管應用這些體系進行的深部液流轉向技術，近年來在提高注水效率方面，展示出了一定的效果，成為油田提高開采儲量和采收率的重要技術之一。但是，眾所周知，丙烯酰胺在一定溫度或酸性、堿性條件下會發生水解反應，生成丙烯酸(丙烯酸鹽)。以丙烯酰胺為主聚合制備丙烯酰胺聚合物的反應是一個放熱反應，會產生大量熱量。生成的丙烯酰胺聚合物使反應體系迅速變成膠凍狀態，反應熱無法散出，反應體系溫度迅速升高。因此，丙烯酰胺聚合物產品實際上是丙烯酰胺與丙烯酸(鹽)等的共聚物。在淡水中，由于丙烯酰胺聚合物分子內羧鈉基的電性相互排斥作用，使丙烯酰胺聚合物分子呈伸展狀態，增粘能力很強；在鹽水中，由于丙烯酰胺聚合物分子內羧鈉基的電性被屏蔽，丙烯酰胺聚合物分子呈卷曲狀態。水解度(羧鈉基含量越高)越大，丙烯酰胺聚合物在鹽水中分子卷曲越嚴重，增粘能力越差。丙烯酰胺聚合物在地層溫度下會不斷發生水解反應，當丙烯酰胺聚合物水解度≥40％時，盡管丙烯酰胺聚合物分子卷曲非常嚴重，增粘能力大大下降，但不會出現沉淀現象；在硬水(Ca²⁺、Mg²⁺含量較高時)中，當丙烯酰胺聚合物水解度≥40％時，丙烯酰胺聚合物分子與鈣、鎂等多價離子結合，會發生絮凝沉淀。上述四個專利都是以丙烯酰胺聚合物材料為主，從原料本身的性能看，就不具備長期穩定性。另外，從放置技術角度分析，采用地下交聯放置技術，由于交聯體系受地層pH、礦化度、溫度的影響，水解度不斷變化，加上地層對聚合物的吸附滯留影響聚合物的有效前沿濃度和地層對交聯體系的色譜分離等因素，造成地面設計的最佳交聯條件，在地下不能完全實現，能否有效交聯的風險很大。另外，由于無法實現長時間延緩有效交聯時間，地下交聯放置技術的有效距離受到有限。而且，地下交聯體系強度高時很難變形，強度低時又易破碎，變形能力有限，很難真正達到深部液流轉向的要求；采用地面交聯放置技術，由于吸附基團間已經發生了相互作用，造成吸附掛壁性能差，在“大孔道”中的運移阻力小，影響深部液流轉向能力。另外，地面交聯體系強度高時很難變形，強度低時剪切破壞又嚴重，變形能力有限，很難真正達到深部液流轉向的要求。因此，這些體系存在變形能力較差、不能耐溫耐鹽和長期穩定性等問題，影響了深部液流轉向技術的有效實施和經濟效益，開發變形能力強、耐溫耐鹽和長期穩定的新型深部液流轉向劑，成為充分發揮深部液流轉向技術潛能的重要課題，也是深部液流轉向劑研究發展的趨勢。

發明內容