[發明專利]一種堵水調剖用有機凝膠堵劑及其制備方法與應用

有效

• 申請號: 201010520299.5
• 申請日: 2010-10-22
• 公開（公告）號: CN102453473A
• 公開（公告）日: 2012-05-16
• 發明（設計）人: 趙夢云
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司石油勘探開發研究院
• 主分類號: C09K8/42
• 分類號: C09K8/42
• 代理公司: 北京思創畢升專利事務所 11218
• 代理人: 韋慶文

技術領域

本發明涉及一種油田用的堵劑，特別是一種油田用的新型的有機凝膠堵劑、及其制備方法與應用。

背景技術

我國陸上油田大部分已進入高含水開發階段，油井采出液綜合含水往往在90％以上，注水驅油效率很低。同時，分離處理采出液中的水會產生巨大的經濟成本。據統計，世界石油工業每年處理過量產水的費用約為4.5×10¹⁰美元。因此，為了提高油的產出、減少水的產出，堵水調剖技術就應運而生。

目前油田最常用的堵水調剖技術是化學堵水調剖技術，通過將化學調堵劑注入地下儲層，在高滲層或水流通道區域形成非流動性的凝膠體，阻止水流入油井，或迫使水流進入原油含量高的地帶，提高驅油效率，以達到增油降水的效果。化學堵水調剖技術經過幾十年的發展，已形成了包括無機凝膠堵劑、天然高分子堵劑、聚合物類凝膠堵劑等很多種類，其中最廣泛應用的堵劑是聚合物類凝膠堵劑，按成膠機理可以分為兩種：

一種是金屬離子交聯聚合物凝膠，由鉻、鋁、鋯等金屬離子交聯劑與聚丙烯酰胺類稠化劑組成。這種體系的施工成功率高并且價格相對較低，所以得到廣泛使用^[3]。中國專利CN?1003048B提供了一種鋯凍膠堵水劑，由成膠劑聚丙烯酰胺或甲叉基聚丙烯酰胺0.2％～2.0％，交聯劑無機鋯化合物(氧氯化鋯、四氯化鋯、硫酸鋯、硝酸鋯)0.01％～4.0％組成，該堵劑既可用于油井進行選擇性堵水，又可用于注水井調整吸水剖面。另一中國專利CN?1046151C提供了一種鉻交聯聚丙烯酰胺凝膠堵水劑，由非離子聚丙烯酰胺0.4％～0.7％、重鉻酸鉀/重鉻酸鈉0.02％～0.5％、二氧化硫脲0.02％～1.0％和0.02％～0.08％緩凝劑組成，該堵水劑成膠時間短，對鈣鎂離子不敏感。

另一種是有機交聯凝膠，由酚類、酚醛樹脂低聚物和部分胺類組成的交聯劑與聚丙烯酰胺類稠化劑組成。中國專利CN?1069914C提供了一種由木素磺酸鈉、酚醛和聚合物組成的油藏堵水調剖用膠凝劑，由木素磺酸鹽2％～5％、酚0.1％～0.5％、醛0.2％～0.8％、聚丙烯酰胺或甲叉基聚丙烯酰胺0.2％～0.6％，以及磺化縮合栲膠、氧化鋅組成，膠凝液可用于封堵油層出水或調整注水井周圍的吸水剖面。

現有這兩類聚合物凝膠堵劑體系與油田現場的應用要求還有較大差距：金屬離子交聯凝膠在高溫下的膠凝時間短，熱穩定性較差，其應用范圍局限于低溫至中等溫度油藏。有機交聯凝膠的成膠時間過長，往往導致在地下成膠不徹底，影響封堵的效果，同時酚醛低聚物的生物毒性較大，在地面配液時容易自發聚合，導致施工成功率較低。并且這兩類聚合物凝膠的熱穩定性和抗鹽性能與現場應用的要求差距較大，無法滿足油田提出的高溫深井堵水調剖要求，因此油田開發工作需要具有更好調堵性能和環保性能的新型聚合物堵劑體系。

發明內容

為了解決現有技術中存在的問題，本發明提供了一種堵水調剖用有機凝膠堵劑。使用一種高分子有機交聯劑，采用羧酸化技術對交聯劑進行化學改性，制備出能在高溫下具有良好延緩成膠性能的高分子改性交聯劑。這種高分子改性交聯劑與優選的聚合物稠化劑組成有機凝膠堵劑能在地下儲層中形成耐溫120℃，耐礦化度5萬ppm，有效期半年以上的高強度凝膠體，有效封堵儲層中水的滲流孔道，起到阻止油井產水、調整注水井吸水剖面，從而提高油田開發的效率和效益。

本發明目的之一的堵水調剖用有機凝膠堵劑，由以下物質組成：

聚合物稠化劑0.2～1.5wt％，優選0.3～1.2wt％；高分子改性交聯劑0.2～3.0wt％，優選0.4～2.5wt％；pH調節劑0.2～1.5wt％，優選0.2～0.8wt％；余量為水。

本發明中，所述的聚合物稠化劑是一種可交聯水溶性聚合物，可以是均聚物或共聚物，所述的共聚物包括有序、自由和接枝共聚物。更為具體的，該聚合物稠化劑選自乙烯類不飽和極性單體的均聚物、或其與乙烯類不飽和酯的共聚物；優選自可交聯的水溶性的乙烯類不飽和極性單體的均聚物、或其與乙烯類不飽和酯的共聚物。該聚合物的分子量為5.0×10⁵～1.5×10⁷；優選為5.0×10⁵～1.0×10⁷。