[發明專利]一種深部調驅凝膠及其制備方法

有效

• 申請號: 202111148446.5
• 申請日: 2021-09-27
• 公開（公告）號: CN113736109B
• 公開（公告）日: 2022-12-09
• 發明（設計）人: 侯勝珍;張健;王秀軍;王姍姍;華朝;趙春花;孫哲;李仕超;陳翔宇
• 申請（專利權）人: 中國海洋石油集團有限公司;中海油研究總院有限責任公司
• 主分類號: C08J3/24
• 分類號: C08J3/24;C08L33/26;C08F220/56;C08F220/58;C08F220/14;C08F8/32;C09K8/516;C09K8/508
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 王春霞

本發明公開了一種新型深部調驅凝膠及其制備方法。所述深部調驅凝膠由酮類聚合物和酰肼類聚合物在礦化水中經交聯得到；酮類聚合物的結構式如式Ⅰ所示，酰肼類聚合物的結構式如式Ⅱ所示，酮類聚合物中，雙丙酮丙烯酰胺結構單元的摩爾含量為2～20％；酰肼類聚合物中，丙烯酰肼結構單元的摩爾含量為2～20％。本發明利用動態酰腙鍵憑借其特殊的性質—兼有化學鍵的穩定性和物理相互作用的可逆性，有望解決通過化學反應、物理相互作用增粘存在的問題，為聚合物驅及深部調剖的發展帶來新突破。

技術領域

本發明涉及一種新型深部調剖凝膠及其制備方法，屬于深部調驅技術領域。

背景技術

油田開發中后期主要使用部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)及其衍生物為主的EOR技術，世界范圍內的油田在半個多世紀的聚合物驅應用中取得了巨大成果和效益。理論上HPAM分子量越高、粘度越大，調節水油流度比的能力越強，為此，從實驗室到工廠，科研人員付出了大量的努力將聚合物的分子量提高至1000萬以上。但超高分子量的聚合物在海上油田應用時存在三大問題：一、聚合物溶解速度慢，所需配注設備體積大，海上平臺空間狹小，無法為聚合物提供充足的熟化時間；二、海上油田井距大、分大段開采、入井液排量大，聚合物注入能力受限；三、聚合物在溶解、泵送及注入地層流經孔隙構造過程中剪切降解嚴重，粘度損失大，地層有效粘度低，驅油效果受到影響。

通過注入易溶解的、具有反應活性的低分子量聚合物作為前驅體，前驅體在地層原位進一步反應來制備驅油聚合物，實現保粘、增粘、調剖，可以解決現存聚驅存在的問題。前驅體在地層原位發生的反應類型選擇是關鍵，化學反應(例如聚丙烯酰胺、酚、醛交聯反應)可控性差，反應過度會導致地層堵塞，同時化學鍵斷裂不可逆轉；物理相互作用(例如疏水相互作用、主客體相互作用)具有較強的濃度依賴性，經地層水稀釋后，在較低的聚合物濃度下，交聯點密度低，體系的增粘效果較差。

動態共價化學反應兼有化學鍵的穩定性和物理相互作用的可逆性，現已廣泛應用在刺激響應形材料、自愈合材料、可回收熱固性材料、形狀記憶材料等?，F已報道的動態共價鍵包括亞胺鍵、酰腙鍵、腙鍵、肟鍵、D-A反應產物、二硫鍵、硼酸酯鍵等。根據油田生產實際情況，選擇的動態共價反應應具有反應可在中性、微堿性條件下進行，反應物便宜易得等特點。如此即可實現地面配注時前驅體聚合物粘度低，聚合物中具有反應活性的官能團在地下通過動態共價鍵鍵合后體系增粘的目的。因此有必要提供一種基于動態共價化學反應的驅油聚合物。

發明內容

本發明的目的是提供一種新型深部調驅凝膠，其基于酮類和酰肼類反應活性前驅體之間的動態酰腙鍵形成，將其用于油藏深部調剖時，可將酮類與酰肼類反應活性前驅體在油藏地帶通過動態酰腙鍵反應進行原位制備。

本發明所提供的新型深部調驅凝膠，由酮類聚合物和酰肼類聚合物在礦化水中經交聯得到；

所述酮類聚合物的結構式如式Ⅰ所示：

式Ⅰ中，m和n表示結構單元的數量；

所述酮類聚合物的數均分子量為1×10⁶～3×10⁶g/mol，重均分子量為2×10⁶～5×10⁶g/mol；

所述酰肼類聚合物的結構式如式Ⅱ所示：

式Ⅱ中，o和p表示結構單元的數量；

所述酰肼類聚合物的數均分子量為1×10⁵～1×10⁶g/mol，重均分子量為3×10⁵～2×10⁶g/mol。

所述酮類聚合物可按照下述反應方程式進行制備：

具體步驟為：