[發(fā)明專利]耐高溫高強度凝膠調(diào)堵體系及其制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711015186.8
• 申請日: 2017-10-25
• 公開（公告）號: CN107699219A
• 公開（公告）日: 2018-02-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 汪廬山;靳彥欣;李榮強;辛愛淵;楊建清;陳雷;郭宏偉;王昊;郭娜;江匯
• 申請（專利權(quán)）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勝利油田分公司石油工程技術(shù)研究院
• 主分類號: C09K8/512
• 分類號: C09K8/512;C09K8/516
• 代理公司: 北京中政聯(lián)科專利代理事務(wù)所(普通合伙)11489
• 代理人: 陳超

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種耐高溫高強度凝膠調(diào)堵體系及其制備方法。

背景技術(shù)

三次采油是目前國內(nèi)各油田提高采收率的有效措施之一，聚合物驅(qū)或注聚后續(xù)水驅(qū)過程中，地層的非均質(zhì)性使驅(qū)替溶液沿高滲透層不均勻推進，中滲透層波及程度低，驅(qū)油效果差，這嚴(yán)重影響了水驅(qū)或聚合物驅(qū)的開發(fā)效果。其中的凝膠調(diào)堵技術(shù)因施工工藝簡單、施工方便，在改善吸水剖面得到廣泛應(yīng)用。目前常用的調(diào)堵劑有無機類和有機類，無機類調(diào)堵劑耐溫性好，強度高，但存在反應(yīng)速度過快或顆粒大注不進地層的問題；有機類調(diào)堵劑成膠時間可控，但耐溫性能和化學(xué)穩(wěn)定性較弱。

因此，仍然需要研發(fā)新型的調(diào)堵體系，以提高油田采收率。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種耐高溫高強度凝膠調(diào)堵體系，其包含以下質(zhì)量百分?jǐn)?shù)的各組分，各組分總計100％：

(1)聚丙烯酰胺(HPAM)，0.2％-2.0％；

(2)酚醛樹脂，0.1％-1.0％；

(3)增強劑，0.1％-0.8％；

(4)穩(wěn)定劑，0.01％-0.8％；

(5)pH調(diào)節(jié)劑，0.02％-0.6％；以及

(6)余量為水。

本發(fā)明還涉及所述的耐高溫高強度凝膠調(diào)堵體系的制備方法，其包含以下步驟：

(1)將水加入到容器中，然后在攪拌下，例如500r/min-800r/min，將聚丙烯酰胺加入，攪拌均勻；

(2)邊攪拌邊依次將增強劑、pH調(diào)節(jié)劑、穩(wěn)定劑及酚醛樹脂加入步驟(1)的容器中，持續(xù)攪拌，例如攪拌速度為500r/min-800r/min下攪拌2-3h，得到均勻混合物；

(3)加熱，例如100℃-130℃，優(yōu)選100℃-120℃下，使步驟(2)中的混合物進行反應(yīng)，例如8小時以上，生成凝固狀的復(fù)合礦物凝膠。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點：

1.本發(fā)明采用聚丙烯酰胺與酚醛樹脂為主劑，通過加入增強劑、pH調(diào)節(jié)劑和穩(wěn)定劑，形成了具有較高強度的耐高溫凝膠，該體系成膠前粘度較低可運移至地層深部，在目標(biāo)位置形成強度高、有效期長的穩(wěn)定封堵，封堵體系中同時具有彈性凝膠體和固體微粒，對竄流通道具有良好封堵效果，室內(nèi)實驗的巖心封堵率可達95％，優(yōu)選達98％以上；

2.酚醛樹脂交聯(lián)劑在溶液中發(fā)生多重反應(yīng)：首先酚醛樹脂微溶于溶液中，酚醛樹脂緩慢釋放羥基，與聚丙烯酰胺上的酰胺基作用形成三維網(wǎng)狀交聯(lián)體，由于引入苯環(huán)，大幅提高了體系的熱穩(wěn)定性；另外通過調(diào)節(jié)增強劑及pH調(diào)節(jié)劑濃度促使酚醛樹脂之間發(fā)生縮聚反應(yīng)，進一步提高凝膠強度；最后未參與交聯(lián)反應(yīng)的酚醛樹脂顆粒均勻分散于三維網(wǎng)狀交聯(lián)結(jié)構(gòu)中，增強交聯(lián)后強度和化學(xué)穩(wěn)定性；體系中添加高溫穩(wěn)定劑的組分，確保體系在高溫條件形成穩(wěn)定的高強度交聯(lián)凝膠；

3.本發(fā)明耐溫效果顯著，可在油藏溫度100℃-130℃條件下使用，具有良好的熱穩(wěn)定性，穩(wěn)定時間在180天以上。

本發(fā)明的高溫顆粒凝膠體系耐溫性能好、封堵強度高、化學(xué)穩(wěn)定性強，使聚丙烯酰胺與酚醛樹脂交聯(lián)體系在高溫100℃-130℃，優(yōu)選100℃-120℃下交聯(lián)形成穩(wěn)定的高強度凝膠。

具體實施方式

本發(fā)明提供一種耐高溫高強度凝膠調(diào)堵體系，其包含以下質(zhì)量百分?jǐn)?shù)的各組分，各組分總計100％：

(1)聚丙烯酰胺(HPAM)，0.2％-2.0％；

(2)酚醛樹脂，0.1％-1.0％；

(3)增強劑，0.1％-0.8％；

(4)穩(wěn)定劑，0.01％-0.8％；

(5)pH調(diào)節(jié)劑，0.02％-0.6％；以及

(6)余量為水。

在本發(fā)明的一個實施方案中，耐高溫高強度凝膠調(diào)堵體系，其特征在于

(1)聚丙烯酰胺，0.3％-1.5％，優(yōu)選0.4％-1.0％；

(2)酚醛樹脂，0.2％-0.8％，優(yōu)選0.2％-0.4％；

(3)增強劑，0.1％-0.5％，優(yōu)選0.1％-0.2％；

(4)穩(wěn)定劑，0.03％-0.6％，優(yōu)選0.05％-0.2％；

(5)pH調(diào)節(jié)劑，0.03％-0.3％，優(yōu)選0.05％-0.15％；以及

(6)余量為水。

在本發(fā)明的一個實施方案中，所述增強劑選自銨鹽，例如氯化銨或硝酸銨、硫酸銨。

在本發(fā)明的一個實施方案中，pH調(diào)節(jié)劑選自無機酸或有機酸，例如磷酸或草酸。

在本發(fā)明的一個實施方案中，穩(wěn)定劑選自硫脲、硫代硫酸鈉或尿素。