用于高含水油田深部调驱的强度可控式冻胶调驱剂及其制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种用于高含水油田深部调驱的强度可控式冻胶调驱剂及其制备方法。所述可控式冻胶调驱剂由聚合物、有机交联剂、助剂和强度调节剂和水制成，所述助剂为pH值调节剂；调驱剂中，聚合物、有机交联剂、助剂和强度调节剂的浓度依次为1500～2000mg/L、750～1250mg/L、1000～1500mg/L和100～300mg/L。本发明提供的用于海上油田深部调驱的强度可控式冻胶调驱剂，随着老化时间的延长和强度调节剂浓度的增加，强度可控式冻胶调驱剂强度逐渐降低。不同老化时间扫描电镜分析冻胶微观结构，相对于不加强度调节剂的冻胶调驱体系而言，老化30d后，强度可控式冻胶的三维空间网络结构破坏严重。本发明的冻胶调驱剂适用于注入井的深部调驱作业处理，在高含水油田后期开发稳油控水提高原油采收率方面具有良好的应用前景。
【专利说明】用于高含水油田深部调驱的强度可控式冻胶调驱剂及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于高含水油田深部调驱的强度可控式冻胶调驱剂及其制备方法。
【背景技术】
[0002]随着油田进入中高含水开发阶段，油井过量产水严重影响了油藏开发效果，如何稳油、控水、改善油藏开发效果成为一个亟需解决的技术难题，因此，深部调驱技术作为一项改善高含水油田开发效果、控水稳油实现油藏稳产的重要技术措施得到了提出和应用。聚合物冻胶被用于海上油田深部调驱处理，已取得明显增油降水效果。常用的聚合物冻胶主要有无机铬冻胶、有机铬冻胶和酚醛树脂冻胶体系，但为了实现油藏深部调驱目的，应针对性研究一种具有长成冻时间和较高强度的冻胶体系。由于海上油田区块具有厚油层、多层系、强非均质性和大井距等特点，针对常规的深部调驱体系存在用量大，成本高等缺点，因此，开发一种适合于海上油藏特点的强度可控冻胶深部调驱体系，为海上聚合物驱油田高效开发提供技术保障。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是提供一种用于高含水油田深部调驱的强度可控式冻胶调驱剂及其制备方法，本发明提供的冻胶调节剂的强度在强度调节剂和油藏温度综合作用下逐渐降低，在后续水驱(或聚合物驱)的驱动下，产生动态运移，当调驱剂的突破压力梯度与地层压力梯度相等时，就会停留在地层深部，实现深部液流转向；当经过一段时间后其强度再次降低时，在后续水驱(或聚合物驱)的驱动下，向地层深部运移，再次停留在其突破压力梯度与地层压力梯度相等的位置，实现更深部地层的液流转向。相对于常规调驱体系，能够更好的达到深部调驱的目的。
[0004]本发明所提供的一种用于高含水油田深部调驱的强度可控式冻胶调驱剂，由聚合物、有机交联剂、助剂和强度调节剂和水制成，所述助剂为1)?值调节剂；
[0005]所述调驱剂中，所述聚合物、所述有机交联剂、所述助剂和所述强度调节剂的浓度依次为 1500 ?2000呢凡、750 ?1250^/1,1000 ?1500呢/1 和 100 ?300呢/1。
[0006]上述的冻胶调驱剂中，所述聚合物、所述有机交联剂、所述助剂和所述强度调节剂的浓度依次可为2000呢凡、1250呢/1^12501118/1和200呢/1。
[0007]上述的冻胶调驱剂中，所述聚合物可为阴离子聚合物，如阴离子聚丙烯酰胺，其分子量可为1000万?2200万。
[0008]上述的冻胶调驱剂中，所述有机交联剂可为有机酚醛交联剂。
[0009]上述的冻胶调驱剂中，所述有机酚醛交联剂是按照包括如下步骤的方法制备的:在所述助剂存在的条件下，六亚甲基四胺分解生成甲醛；所述甲醛与间苯二酚进行反应即得；
[0010]所述六亚甲基四胺与间苯二酚的质量份数比可为2?4:1，如4:1 ；
[0011]所述反应的温度可为351?451，时间可为300111?600111，如在401下反应
[0012]上述的冻胶调驱剂中，所述助剂可为乙酸、草酸或氯化铵。
[0013]上述的冻胶调驱剂中，所述强度调节剂可为叔丁基过氧化氢或过氧化氢，为具有较长半衰期的弱氧化性物质。
[0014]本发明提供的所述强度可控式冻胶调驱剂，其适应地层温度为55?901，地层水矿化度? 20000呢/1。
[0015]本发明还提供了所述冻胶调驱剂的制备方法，包括如下步骤:
[0016]将所述聚合物、所述有机交联剂、所述助剂、所述强度调节剂和所述水混合均匀，然后经交联反应即得所述冻胶调节剂。
[0017]上述的制备方法中，所述交联反应的温度可为551?901，时间可为12小时?36小时，如在701下反应24小时。
[0018]本发明提供的一种用于海上油田深部调驱的强度可控式冻胶调驱剂，随着老化时间的延长和强度调节剂浓度的增加，强度可控式冻胶调驱剂强度逐渐降低。不同老化时间扫描电镜分析冻胶微观结构，相对于不加强度调节剂的冻胶调驱体系而言，老化30(1后，强度可控式冻胶的三维空间网络结构破坏严重。强度可控式冻胶调驱剂在多孔介质中静态成胶老化30(1后水驱，能够在多孔介质中发生运移。本发明的冻胶调驱剂适用于注入井的深部调驱作业处理，在高含水油田后期开发稳油控水提高原油采收率方面具有良好的应用前旦
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【专利附图】
【附图说明】
[0019]图1是强度调节剂浓度对成胶时间和成胶强度影响。
[0020]图2是强度可控式冻胶调驱剂强度随调节剂浓度和老化时间的变化关系。
[0021]图3是强度可控式冻胶调驱体系的微观结构随老化时间的变化关系。
[0022]图4是实施例6中多孔测压渗流装置的结构示意图，图中各标记如下:1平流泵、2六通阀、3盐水罐、4药剂罐、5精密测压表、6，7各测压口精密测压表、8填砂管、9量筒。
[0023]图5是强度可控式冻胶调驱剂在多孔介质中运移性能研究。
【具体实施方式】
[0024]下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。
[0025]下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
[0026]下述实施例中聚合物为阴离子聚丙烯酰胺，分子量为2200X 104，水解度为24.25%，有机交联剂为酚醛树脂预聚体或有机酚醛交联剂，有机酚醛交联剂由六亚甲基四胺和间苯二酚制成(其中，六亚甲基四胺和间苯二酚比例控制在4:1，反应温度为401，反应时间为4501=),助剂为乙酸，强度调节剂为叔丁基过氧化氢。
[0027]实施例1、制备强度可控式冻胶调剂
[0028]配方组成:2000呢? 171聚合物+125011? ? 171酹醒类交联剂+125011? ? 171助剂乙酸+2001118 # [—1叔丁基过氧化氢。
[0029]将部分水解聚丙烯酰胺粉末加入到适量水中，搅拌溶解均匀，配制好500008 - [―1的聚合物母液，20000呢-171的六亚甲基四胺溶液，10000^ - 171的间苯二酚溶液、10000^ - 171的乙酸溶液，10000^ - 171的叔丁基过氧化氢溶液。
[0030]配制758强度可控式冻胶调驱体系待成胶液，则称308聚合物溶液，3.758六亚甲基四胺溶液，1.8758间苯二酚，9.3758乙酸溶液和1.58叔丁基过氧化氢溶液，加水至758，搅拌均匀后经交联反应即得到强度可控式冻胶调驱剂，其中交联反应的温度为701，时间为 2411。
[0031]实施例2、强度可控式冻胶调驱剂的交联及强度变化机理
[0032]如实施例1制备的强度可控式冻胶调驱剂为例，交联机理为:在一定温度和酸性条件下，六亚甲基四胺溶液缓慢分解产生甲醛，然后产生的甲醛与间苯二酚反应生成羟甲基间苯二酹，甲醒、生成的羟甲基间苯二酚与聚合物的酰胺基团一⑶呢发交联生反应，形成具有三维网络结构弹性冻胶，从而使冻胶强度增强。
[0033]如实施例1中的强度可控式冻胶调驱剂的强度变化机理为:
[0034]①冻胶强度调节剂叔丁基过氧化氢在油藏温度条件下受热自发分解产生自由基
[0035](0?) #00? — (0?) #0.+110
[0036]②叔丁基过氧化氢产生的自由基攻击聚合物链，破坏聚丙烯酰胺和酚醛树脂交联形成的空间网状结构，冻胶表现为强度逐渐变弱。
[0037]实施例3、强度调节剂质量浓度对成胶时间和成胶强度影响
[0038]如实施例1为例，改变强度可控式冻胶调驱剂中的叔丁基过氧化氢质量浓度，分析强度调节剂质量浓度对其成胶时间和强度影响，结果如附图1所示。
[0039]由图1可得知，强度调节剂质量浓度对该冻胶调驱剂成胶时间和成胶强度基本没
[0040]实施例4、强度可控式冻胶调驱剂强度随强度调节剂浓度和老化时间的变化
[0041]填制系列渗透率为2.0^ V左右的填砂管，分别注入2.0？7的不同强度调节浓度的聚合物待成胶液浓度体系，放置油藏温度571条件下静态成胶，每隔一段时间取出测定调驱体系的突破压力梯度，结果如附图2所示。
[0042]随着老化时间的延长和强度调节剂浓度的增加，在强度调节剂和油藏温度作用下，强度可控式冻胶调驱体系强度逐渐降低。
[0043]实施例5、强度可控式冻胶调驱剂的微观结构
[0044]如实施例1，利用扫描电镜分析不同老化时间条件下的强度可控式冻胶剂的微观结构，其中扫描电镜实验制样步骤如下:首先用导电胶将干净的毛玻璃片固定在冷冻台上，然后滴入少量的聚合物冻胶。灌注液氮抽真空将样品中的水分子升华除去，得到干样；将制得的干样置于一定真空度的高压电场中，高压电场使空气电离，然后在干样表面镀上一层可以导电的金属膜，喷金粉两次进行，每次308 ；将样品从冷冻室中取出直接移入3-4800冷场发射扫描电镜，并在321的样品室进行观察，选取图片，进行结构分析。测试结果如图3所示(图3匕)表示老化3(1后的形貌，图3 (10表示老化30(1后的形貌兄
[0045]对于强度可控式冻胶调驱剂，其老化30(1后，冻胶的三维空间网络结构破坏严重，导致了冻胶强度的降低。
[0046]实施例6、强度可控式冻胶调驱体系在多孔介质中的运移性能
[0047]采用多孔渗流测压装置来评价强度可控式冻胶调驱剂的运移性能，其中多孔测压填砂管直径2.5^,长100^，其上装有2个测压点(如图4所示),测定不同位置处压力随老化时间的变化关系，从而判断强度可控式冻胶调驱体系在填砂管中运移性能。以1此1的速度注入0.3仆的2000呢? 171聚合物+1250^ ? 171酚醛交联剂(1000呢? 1-1六亚甲基四胺与2501118.1-1间苯二酹)+12501118.[—1助剂乙酸+20011? ? 171强度调节剂叔丁基过氧化氢待成胶液至填砂管中，其中填砂管水测渗透率为0.619 9 V，油藏温度571条件下，恒温72卜后静置成胶后，测定不同老化时间以1此.01^1的速度水驱，测定不同位置处压力随老化时间的变化关系(如图5所示，其中，图5 (￡1)为老化3(1后的运移性能，图5 (10为老化30天后的运移性能),分析其在多孔介质中的运移性能。
[0048]分析可知:对于强度可控式冻胶调驱体系而言，当调驱体系静态成胶老化3(1后，注入端压力升高，测压点1 (图4中标记6处的压力表示数)和测压点2 (图4中标记7处的压力表示数)压力基本不升高，表明冻胶调驱体系不发生运移；当调驱体系静态成胶老化30(1后，注入端压力略有降低，测压点1和测压点2压力升高，表明冻胶调驱体系在多孔介质中发生了运移。
【权利要求】
1.一种用于高含水油田深部调驱的强度可控式冻胶调驱剂，其特征在于: 所述调驱剂由聚合物、有机交联剂、助剂和强度调节剂和水制成，所述助剂为PH值调节剂； 所述调驱剂中，所述聚合物、所述有机交联剂、所述助剂和所述强度调节剂的浓度依次为 1500 ?2000mg/L、750 ?1250mg/L、1000 ?1500mg/L 和 100 ?300mg/L。
2.根据权利要求1所述的调驱剂，其特征在于:所述聚合物为阴离子聚合物。
3.根据权利要求1或2所述的调驱剂，其特征在于:所述有机交联剂为有机酚醛交联剂。
4.根据权利要求3所述的调驱剂，其特征在于:所述有机酚醛交联剂是按照包括如下步骤的方法制备的:在所述助剂存在的条件下，六亚甲基四胺分解生成甲醛；所述甲醛与间苯二酚进行反应即得； 所述六亚甲基四胺与间苯二酚的质量份数比为2?4:1 ; 所述反应的温度为35°C?45°C，时间为30min?60min。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的调驱剂，其特征在于:所述助剂为乙酸、草酸或氯化铵。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的调驱剂，其特征在于:所述强度调节剂为叔丁基过氧化氢或过氧化氢。
7.权利要求1-6中任一项所述冻胶调驱剂的制备方法，包括如下步骤: 将所述聚合物、所述有机交联剂、所述助剂、所述强度调节剂和所述水混合均匀，然后经交联反应即得所述冻胶调节剂。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于:所述交联反应的温度为55°C?90°C，时间为12小时?36小时。
【文档编号】C08J3/24GK104342099SQ201310314280
【公开日】2015年2月11日 申请日期:2013年7月24日 优先权日:2013年7月24日
【发明者】王业飞, 何宏, 姜维东, 张健, 徐晓丽 申请人:中国海洋石油总公司, 中海油研究总院, 中国石油大学(华东)