一种用于裂缝性中低温低渗透油藏的自适应调驱剂及制备方法与流程

本发明涉及一种用于裂缝性中低温低渗透油藏的自适应调驱剂及制备方法，旨在解决裂缝性低渗透油藏开发中后期，注入水水窜造成的油井水淹的问题，属于采油调驱技术领域。

背景技术：

随着我国低渗透勘探开发的深入，老油区比例逐年增加，水窜水淹问题已成为低渗透老油区水驱开发中迫切需要解决的任务。调驱调剖是国内外在治理水窜水淹的问题上采取的主要方法。典型裂缝性低渗透油藏如长庆油田与延长油田鄂尔多斯盆地的三叠系延长组与延安组的部分油区。这些油区由于埋藏较浅，加之储层内部天然裂缝广泛发发育，压裂投产后初期产量较高，但产能递减迅速，造成部分地区的油井在投产后十年内已经全部水淹，采出程度不足10％，剩余油挖潜力大。由于裂缝性低渗透油藏复杂窜流通道的特殊性，导致了常规凝胶类、颗粒类等深部调驱调剖剂由于的初始粘度较高，注入性能较差、在裂缝中运移能力困难等特点，难以对渗透率不同的复杂窜流通道进行有效的深部封堵，造成了传统的调剖调驱的作业后的失败率较高，存在“要么注不进、要么堵不住、要么油水全堵死”等问题。

中国专利文件CN102533240A(申请号：201110336846.9)公开了一种高温油藏深部复合调驱剂，包括聚合物聚丙烯酰胺和交联剂，其中聚丙烯酰胺与交联剂的重量份配比为1-6∶1，主要针对高温油藏(70～125℃)研制开发，主要用于深部调剖和流体深部转向技术。但是，该专利文件提到的聚丙烯酰胺调驱剂体系基液初始粘度较高，因为所用聚合物相对分子质量高，对于低渗透油藏深部调驱而言，地层内部流动性，即深部运移能力较差。

中国专利文件CN 104371692A(申请号：201410674346.X)公开了一种采油用深部涂层复合凝胶调驱剂，由复合聚合物、交联剂、pH调节剂、水制备而成；各组分的重量百分比为：复合聚合物0.5～5％、交联剂0.1～5％、pH调节剂0.05～2％、余量水，将复合聚合物溶于水后，加入交联剂，混合后加热65～80度，反应40～60min，加入pH调节剂调节pH至4～7。但是，该专利文件提及的一种采油用深部涂层复合凝胶调驱剂成胶时间约为24h，成胶速率较快，不适合低渗透油藏深部调剖。

中国专利文件CN 104877653A(申请号：201510232844.3)公开了一种用于低温油藏快速成胶的酚醛弱凝胶调驱剂，由以下组分按质量百分比组成：主剂0.05～0.5％、促凝剂0.04～1％、交联剂0.05～0.5％、多元酚0.01～0.05％，其余为清水或盐水。所述主剂为聚丙烯酰胺HPAM或丙烯酰胺共聚物，所述丙烯酰胺共聚物为梳形抗盐聚合物KYPAM、丙烯酸-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸共聚物AM/AMPS或丙烯酸-丙烯酰胺-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸共聚物AM/AA/AMPS。但是，该专利文件提及的一种用于低温油藏快速成胶的酚醛弱凝胶调驱剂成胶时间约为5～24h，成胶速率较快，同样不适合低渗透油藏深部调剖。

因此，对于裂缝性低渗透油藏复杂窜流通道的有效深部封堵而言，研发出初始粘度较低、运移阻力较小且封堵性能高的调驱剂就显得尤为重要。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本发明提供一种用于裂缝性中低温低渗透油藏的自适应调驱剂及制备方法。

本发明的技术方案如下：

一种用于裂缝性中低温低渗透油藏的自适应调驱剂，由有机二元酸和有机多元胺反应后，再与交联剂反应得到。

根据本发明，优选的，所述的有机二元酸为戊二酸或丁二酸。

根据本发明，优选的，所述的有机多元胺为三乙烯四胺或三乙烯二胺。

根据本发明，优选的，所述的交联剂为环氧有机交联剂，进一步优选环氧氯丙烷或环氧硅烷。

根据本发明，优选的，所述的有机二元酸和有机多元胺的摩尔比为(0.8～1.1)：1。

根据本发明，优选的，有机二元酸和有机多元胺的反应产物与交联剂的摩尔比为1：(1～1.5)。

根据本发明，有机二元酸、有机多元胺以及交联剂的反应过程在水溶液中进行，反应过程中通过pH调节剂进行调节反应体系的pH。优选的，pH调节剂为盐酸和氢氧化钠。

根据本发明，上述用于裂缝性中低温低渗透油藏的自适应调驱剂的制备方法，包括步骤如下：

(1)在水溶液体系中，按摩尔比将有机二元酸与有机多元胺搅拌混合，逐渐升温至90～170℃，聚合反应100～180min，得自适应凝胶基液；

(2)向步骤(1)得到的自适应凝胶基液中加入交联剂，调节pH至5.5～6.5，于60～80℃，反应时间40～70min；

(3)将步骤(2)得到的反应产物，在30～60℃条件下,调节pH至7.5～8.5，恒温15～100h，即得自适应调驱剂。

根据本发明的制备方法，优选的，步骤(1)中的聚合反应温度为120～160℃。

根据本发明的制备方法，优选的，步骤(3)中的恒温时间为40～90h。

根据本发明自适应调驱剂的制备方法，一个优选的实施方案，包括步骤如下：

(1)向四口瓶中加入132g戊二酸和160.6g三乙烯四胺，加20mL水后升温至170℃下反应2h，得自适应凝胶基液；

(2)将138g环氧氯丙烷加入水中制成11wt％浓度的水溶液，缓慢滴加至步骤(1)得到的自适应凝胶基液中，调节溶液的pH值为6.0，80℃下反应1h；

(3)将步骤(2)得到的反应产物，在30～60℃条件下,调节pH至7.5～8.5，恒温40～90h，即得自适应调驱剂。

根据本发明，所述的自适应调剖剂的水溶液为无色或淡黄色均相体系。

本发明自适应调剖剂制备过程中的反应原理：将有机二元酸和多元胺通过聚合反应得到未交联的自适应凝胶基液，加入交联剂，调节pH值，最终制得自适应调剖剂。

以戊二酸、三乙烯四胺和环氧氯丙烷反应为例，反应原理如下：

1、戊二酸与三乙烯四胺聚合反应

2、未交联的自适应凝胶基液与交联剂反应

本发明的有益效果如下：

1、本发明提供的一种裂缝性中低温低渗透油藏的自适应调驱剂，对于中低温裂缝性低渗透油藏高含水期的水窜治理具有较好的应用前景。解决了现有低渗透油藏高含水期的调驱施工时，常规药剂“要么注不进，要么堵不住，要么油水全堵死”等问题。

2、本发明提供的裂缝性中低温低渗透油藏的自适应调驱剂，具有初始粘度低(7.5mPa·s)、注入性能好，成胶时间与强度可控，适用温度为30～60℃，矿化度为20000～120000mg/L的裂缝性低渗透储层。

附图说明

图1为本发明试验例1中自适应调驱剂60℃条件下成胶时间与粘度变化曲线图。

图2为本发明试验例2中物理模拟实验装置的主体结构示意图。

图3为本发明试验例2中不同开度的可视化裂缝物理模型图。

图4为本发明试验例2中不同微裂缝开度与注入压力的关系曲线图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作详细说明，但本发明不限于下列的实施例。

实施例1、

一种用于裂缝性中低温低渗透油藏的自适应调驱剂的制备方法，包括步骤如下：

(1)向四口瓶中加入132g的戊二酸和160.6g的三乙烯四胺，加水20mL后升温至170℃下反应2h，得自适应凝胶基液；

(2)将138g环氧氯丙烷加入水中制成11wt％浓度的水溶液，缓慢滴加至步骤(1)得到的自适应凝胶基液中，调节溶液的pH值为6.0，80℃下反应1h；

(3)将步骤(2)得到的反应产物，在50℃条件下,调节pH至8.0，恒温90h，即得自适应调驱剂。

试验例1、自适应调驱剂静态性能测试

将实施例1中制得的自适应调驱剂加水稀释至10wt％，测试温度为60℃，实验使用Brookfield旋转粘度计测量不同时间下自适应调驱剂溶液的粘度，实验中粘度计转速为6r/min，考察自适应调驱剂粘度随时间变化情况。完全成胶后将自适应调驱剂放入自制矿化度12×10⁴mg/L的盐水中后搁置于60℃的恒温箱中考察其稳定性能，实验结果见表1、图1。

由表1可知本发明所提供的自适应调驱剂具有极低的初始粘度与较长的成胶时间。

表1自适应调驱剂在60℃下粘度变化测试结果表

由图1可知，本发明所提供的自适应调驱剂注入初期较长时间内粘度较低，确保了自适应调驱剂具有良好的注入性，使自适应调驱剂能够随着注入水到达到渗透率不同的复杂窜流通道的深部。由表1可知：在60℃经过矿化度为8×10⁴mg/L的盐水浸泡100天后，自适应调驱剂粘度可保持成胶粘度的90％，为实现窜流通道的长期封堵打下基础。

试验例2、自适应调驱剂注入性能测试

如图2所示，采用物理模拟实验装置测试自适应调驱剂注入性能，其中的可视化微裂缝物理模型采用两块单面毛玻璃制成，通过在玻璃缝内边缘嵌入不同直径的铜丝或其他丝状物控制裂缝宽度，并用透明环氧树脂进行封装，承受压力梯度最高可达1400kPa/m。可视化微裂缝物理模型的裂缝宽度可控，而且其具有可视化的特点。

将实施例1中制得的自适应调驱剂加水稀释至10wt％，充分搅拌溶解后，利用物理模拟实验装置开展3次封堵实验，测试自适应调驱剂在不同开度微裂缝的注入能力。如图3所示，实验所用的3个可视化微裂缝物理模型开度分别为32μm、86μm、138μm、裂缝模型尺寸均为500mm*35mm。

图4为不同微裂缝开度与注入压力的关系曲线，由图4可知，本发明中所提供的自适应调驱剂进入不同开度裂缝的注入压力较低，说明本发明中所提供的自适应调驱剂具有很好的注入性。

试验例3、自适应调驱剂封堵性能测试

在60℃条件下，存放8d后，分别测试自适应调驱剂封堵前后开度为32μm、86μm与138μm三个可视化微裂缝物理模型渗透率变化，验证其对于不同开度微裂缝物理模型封堵能力。

表2为自适应调驱剂封堵不同开度微裂缝物理模型的结果，由表2可知，自适应调驱剂对于封堵不同开度的微裂缝体系的封堵率均超过90％以上，说明其具有较好的封堵能力。

表2自适应调驱剂封堵不同开度微裂缝物理模型结果

实施例2、

一种用于裂缝性中低温低渗透油藏的自适应调驱剂的制备方法，包括步骤如下：

(1)向四口瓶中加入132g的戊二酸和146.2g的三乙烯四胺，加水20mL后升温至130℃下反应150min，得自适应凝胶基液；

(2)将92.5g环氧氯丙烷加入水中制成11wt％浓度的水溶液，缓慢滴加至步骤(1)得到的自适应凝胶基液中，调节溶液的pH值为5.5，70℃下反应70min；

(3)将步骤(2)得到的反应产物，在50℃条件下,调节pH至7.5，恒温90h，即得自适应调驱剂。

实施例3、

一种用于裂缝性中低温低渗透油藏的自适应调驱剂的制备方法，包括步骤如下：

(1)向四口瓶中加入132g的戊二酸和117g的三乙烯四胺，加水20mL后升温至110℃下反应180min，得自适应凝胶基液；

(2)将120g环氧氯丙烷加入水中制成11wt％浓度的水溶液，缓慢滴加至步骤(1)得到的自适应凝胶基液中，调节溶液的pH值为6.5，80℃下反应60min；

(3)将步骤(2)得到的反应产物，在50℃条件下,调节pH至8.5，恒温50h，即得自适应调驱剂。

实施例4、

一种用于裂缝性中低温低渗透油藏的自适应调驱剂的制备方法，包括步骤如下：

(1)向四口瓶中加入118g丁二酸和117g的三乙烯四胺，加水20mL后升温至110℃下反应180min，得自适应凝胶基液；

(2)将120g环氧氯丙烷入水中制成11wt％浓度的水溶液，缓慢滴加至步骤(1)得到的自适应凝胶基液中，调节溶液的pH值为6.5，80℃下反应60min；

(3)将步骤(2)得到的反应产物，在60℃条件下,调节pH至8.5，恒温70h，即得自适应调驱剂。

实施例5、

一种用于裂缝性中低温低渗透油藏的自适应调驱剂的制备方法，包括步骤如下：

(1)向四口瓶中加入132g的戊二酸和100g的三乙烯二胺，加水20mL后升温至130℃下反应150min，得自适应凝胶基液；

(2)将92.5g环氧氯丙烷加入水中制成11wt％浓度的水溶液，缓慢滴加至步骤(1)得到的自适应凝胶基液中，调节溶液的pH值为5.5，70℃下反应70min；

(3)将步骤(2)得到的反应产物，在50℃条件下,调节pH至8.5，恒温40h，即得自适应调驱剂。