一种预交联体膨型调剖剂、制备方法及应用

文档序号:10644617阅读:427来源:国知局
一种预交联体膨型调剖剂、制备方法及应用
【专利摘要】本发明公开了一种预交联体膨型调剖剂、制备方法及应用,属于油田化学技术领域。以质量份数计,预交联体膨型调剖剂的原料包括:混合单体20~40份,交联剂0.01~0.05份,增强剂3~8份,引发剂0.01~0.04份;所述混合单体由质量比为1.5~2.2:1.5~2.5:7.5~8.5的丙烯酰胺、丙烯酸和2?丙烯酰胺基?2?甲基丙磺酸组成;所述增强剂为钠基膨润土。该调剖剂具有以下特点:1)较高的吸水膨胀倍数,能满足对水窜大孔道的有效封堵;2)较低的吸水膨胀速度,能满足地层深部注入要求;3)吸水膨胀后具有较高的强度和良好的柔韧性;4)耐温、耐盐性能好;能有效封堵聚驱转水驱油藏的窜流通道,改善吸水剖面,促使后续注入水深部转向,扩大波及体积并提高后续水驱效率。
【专利说明】
-种预交联体膨型调剖剂、制备方法及应用
技术领域
[0001] 本发明设及一种预交联体膨型调剖剂,同时还设及该调剖剂的制备方法及应用, 属于油田化学技术领域。
【背景技术】
[0002] 调剖技术是注水开发油田的一种控水稳产、增产的技术。调剖的主要作用是封堵 水窜优势通道,扩大注入水波及体积,改善水驱开发效果。对于注水开发油田来说,由于油 藏存在着非均质性,加之持续注水开发,导致窜流优势通道的形成,注入水快速向油井方向 窜进,造成油井水淹、产量下降、含水升高,开发效果变差。而对于聚驱开发油藏,因聚驱开 发的特点致使转水驱开发后更易形成优势通道,调剖难度更大。
[0003] 目前,在聚驱转水驱区块研究应用的调剖剂主要有聚合物冻胶类、无机颗粒类、聚 合物凝胶颗粒类。聚合物冻胶类调剖剂主要适用于中低孔渗油藏的调剖,其强度可调,能注 入地层深部,但是也存在地层交联稳定性差,对地层大孔道封堵能力弱的问题。同时由于聚 合物冻胶地层成胶后不可再次运移,易对剩余油形成圈闭。无机颗粒类调剖剂适用于中高 孔渗油藏的调剖,具有强度高、耐溫性好等优点,但是其地层运移性能差,易在近井地带形 成堵塞,无法达到深部调剖的目的。而聚合物凝胶颗粒类调剖剂在地面进行交联聚合,能够 解决聚合物凝胶在地层交联不稳定的问题。同时聚合物凝胶颗粒类调剖剂具有一定的柔初 性和强度,能够实现"注得进、堵得住、能移动"的封堵效果,即能够注入地层深部,封堵地层 孔隙喉道,并引起柔性变形,在后续注水压力提升后还能再次移动。虽然聚合物凝胶颗粒类 调剖剂具有诸多优点,并在现场应用中取得了一定的增油、降水效果,但是目前现场适用的 聚合物凝胶颗粒类调剖剂普遍存在耐溫性能差、吸水膨胀后强度低、成本高、现场推广应用 效果不理想等问题。
[0004] 公布号CN104513341A的发明专利公开了一种缓膨吸水及抗盐的凝胶颗粒,由W下 质量百分数的原料制成:丙締酷胺10%~15%,丙締酸3%~5%,交联剂(甲叉基双丙締酷 胺)0.02%~0.1%,抗盐交联剂(2-丙締酷胺-2-甲基丙横酸钢和/或苯乙締横酸钢)0.03% ~0.5%,引发剂(过硫酸锭或过硫酸钟)0.02%~0.05%,增强剂(粘±、改性淀粉、粉煤灰 中的一种或多种)20%~30%,碱性抑调节剂(氨氧化钢或碳酸钢)4%~10%,起泡剂(表面 活性剂如十二烷基苯横酸钢)0.04%~1%,余量为水。该调剖剂具有缓膨和强吸水等特点, 注入后凝胶缓慢吸水,体积膨胀较小,待运移到地层深部后吸水膨胀,封堵裂缝和大孔道。 但是该凝胶颗粒吸水后膨胀速度较大,膨胀倍数、强度及柔初性还有待进一步提高。

【发明内容】

[0005] 本发明的目的是提供一种预交联体膨型调剖剂,该调剖剂具有较高的吸水膨胀倍 数和较低的膨胀速度,吸胀后强度高、柔初性好。
[0006] 同时,本发明还提供一种预交联体膨型调剖剂的制备方法。
[0007] 最后,本发明再提供一种预交联体膨型调剖剂在聚驱转水驱油藏调剖中的应用。
[0008] 为了实现W上目的,本发明所采用的技术方案是:
[0009] -种预交联体膨型调剖剂,包括W下质量份数的原料:混合单体20~40份,交联剂 0.01~0.05份,增强剂3~8份,引发剂0.01~0.04份;所述混合单体由质量比为1.5~2.2: 1.5~2.5 :7.5~8.5的丙締酷胺、丙締酸和2-丙締酷胺基-2-甲基丙横酸组成;所述增强剂 为钢基膨润上。
[0010] 所述交联剂为N,N-亚甲基双丙締酷胺。
[0011] 所述引发剂为过硫酸锭和/或过硫酸钟。
[0012] -种预交联体膨型调剖剂的制备方法,包括W下步骤:
[oou] 1)将丙締酸加入水中,并调节溶液抑值为8~10,得到丙締酸溶液;
[0014] 将增强剂加入水中,静置,得到增强剂浆液;
[0015] 2)向丙締酸溶液中加入丙締酷胺、2-丙締酷胺基-2-甲基丙横酸、增强剂浆液和交 联剂,混匀,得到混合物;
[0016] 3)惰性气氛中,向混合物中加入引发剂,于溫度40~60°C下聚合反应2~地,反应 完毕,于溫度40~50°C下熟化3~地,干燥、粉碎,即得。
[0017] 步骤1)中丙締酸溶液的质量浓度为2%~20%。
[0018] 步骤1)中增强剂浆液的质量浓度为5%~20%。
[0019] 步骤1)中静置的时间为20~2她,优选为2地。通过对增强剂进行预水化处理,能实 现增强剂在聚合反应过程中的稳定,使增强剂均匀分布在凝胶微观网络结构中,并与共聚 物分子中的官能团结合,提高调剖剂吸水膨胀后的强度和柔初性。
[0020] 步骤3)中惰性气氛可采用氮气气氛等。
[0021] 步骤3)中在加入引发剂前,可先将引发剂配成浓度0.1%~1%的水溶液,W水溶 液形式滴加,使引发剂在聚合反应体系中均匀分布,避免局部聚合反应过快形成分子短链 而影响产品性能。
[0022] 聚合反应的反应式如下式1所示:
[0023]
[0024] 式中:a:b:c = 2.2~3.3:2.3~3.7:3.6~4.9。聚合反应为无规共聚,不限定各单 元的连接顺序。
[0025] -种预交联体膨型调剖剂的应用,具体为在聚驱转水驱油藏调剖中的应用,步骤 包括:将预交联体膨型调剖剂、聚丙締酷胺加入水中制成悬浮分散液,注入地层即可。
[00%]所述悬浮分散液中预交联体膨型调剖剂的质量浓度为5%~20%,聚丙締酷胺的 质量浓度为0.01 %~0.05%。
[0027] 本发明的有益效果:
[0028] 本发明中预交联体膨型调剖剂主要W丙締酷胺、丙締酸、2-丙締酷胺基-2-甲基丙 横酸为原料共聚制成,具有W下特点:1)较高的吸水膨胀倍数,能满足对水窜大孔道的有效 封堵;2)较低的吸水膨胀速度,能满足地层深部注入要求,如果调剖剂的膨胀速度过高,容 易在近井筒地带形成堵塞,难W满足深部调剖的要求;3)吸水膨胀后具有较高的强度和良 好的柔初性,一定压差条件下不会破碎;4)耐溫、耐盐性能好;能够达到"注得进、堵得住、能 移动"的封堵效果。
[0029] 本发明从共聚物分子设计出发,通过优化各单体用量及聚合工艺,使得多元共聚 物中各官能团的分布更加合理,在质量浓度为2%的氯化钢溶液中的吸水膨胀倍数在60倍 W上,完全吸水膨胀时间在24小时W上,吸水膨胀后经高溫处理,强度和柔初性保持良好, 不易破碎。并且,该体膨型调剖剂的制备工艺简单,操作简便,适于大规模工业化生产应用。 将预交联体膨型调剖剂与聚合物按一定配比制成悬浮分散液并注入地层中,能有效封堵聚 驱转水驱油藏的窜流通道,改善吸水剖面,促使后续注入水深部转向,扩大波及体积并提高 后续水驱效率。
【具体实施方式】
[0030] 下述实施例仅对本发明作进一步详细说明,但不构成对本发明的任何限制。
[0031] 实施例1
[0032] W质量份数计,预交联体膨型调剖剂的原料包括:混合单体(质量比1.5:2.4:8的 丙締酷胺、丙締酸和2-丙締酷胺基-2-甲基丙横酸)20份,交联剂(N,N 亚甲基双丙締酷胺) 0.01份,增强剂(钢基膨润±)3份,引发剂(过硫酸锭)0.02份,氨氧化钢少量,水80份。
[0033] 预交联体膨型调剖剂的制备步骤如下:
[0034] 1)将丙締酸(AA)加入40份水中,配制成质量浓度9.2%的溶液,用氨氧化钢调节溶 液抑值为8,备用;
[0035] 将增强剂加入36份水中,配制成质量浓度7.7%的浆液,静置2地,得到预水化处理 的增强剂浆液;
[0036] 2)向丙締酸溶液中加入丙締酷胺、2-丙締酷胺基-2-甲基丙横酸、预水化处理的增 强剂浆液和交联剂,充分揽拌,得到混合物;
[0037] 3)氮气气氛中,向混合物中缓慢滴加引发剂水溶液(质量浓度0.5%),于溫度60°C 下聚合反应地,反应完毕,于溫度50°C下熟化化,干燥、粉碎、筛分,得到粒径40~50目(0.27 ~0.38mm)的调剖剂。
[0038] 取上述预交联体膨型调剖剂进行性能测试。室溫条件下(48小时),在自来水中的 吸水膨胀质量倍数为285倍;在质量浓度为2 %的氯化钢溶液中的吸水膨胀倍数为60.2倍; 2%氯化巧溶液中的吸水膨胀倍数为35.4倍;吸水膨胀后在11(TC密闭罐中恒溫24h,胶体完 整不破碎、不碳化,弹性较好。在自来水中静置24小时,测得其膨胀速度为4.1倍/小时。
[0039] 实施例2
[0040] W质量百分数计,预交联体膨型调剖剂的原料包括:混合单体(质量比2.1:2:7.5 的丙締酷胺、丙締酸和2-丙締酷胺基-2-甲基丙横酸)40份,交联剂(N,N'-亚甲基双丙締酷 胺)0.05份,增强剂(钢基膨润±)5份,引发剂(过硫酸钟)0.01份,氨氧化钢少量,水160份。 [0041 ]预交联体膨型调剖剂的制备步骤如下:
[0042] 1)将丙締酸(AA)加入100份水中,配制成质量浓度为6.45%的溶液,用氨氧化钢调 节溶液抑值为9,备用;
[0043] 将增强剂加入55份水中,配制成质量浓度为8.3%的浆液,静置2地,得到预水化处 理的增强剂浆液;
[0044] 2)向丙締酸溶液中加入丙締酷胺、2-丙締酷胺基-2-甲基丙横酸、预水化处理的增 强剂浆液和交联剂,充分揽拌,得到混合物;
[0045] 3)氮气气氛中,向混合物中缓慢滴加引发剂水溶液(质量浓度0.2%),于溫度40°C 下聚合反应化,反应完毕,于溫度40°C下熟化地,干燥、粉碎、筛分,得到粒径40~50目(0.27 ~0.38mm)的调剖剂。
[0046] 取上述预交联体膨型调剖剂进行性能测试。室溫条件下(48小时),在自来水中的 吸水膨胀质量倍数为300倍;在质量浓度为2 %的氯化钢溶液中的吸水膨胀倍数为76.5倍; 2%氯化巧溶液中的吸水膨胀倍数为38.2倍;吸水膨胀后在11(TC密闭罐中恒溫24h,胶体完 整不破碎、不碳化。
[0047] 实施例3
[0048] W质量百分数计,预交联体膨型调剖剂的原料包括:混合单体(质量比1.8:1.5: 7.9的丙締酷胺、丙締酸和2-丙締酷胺基-2-甲基丙横酸)30份,交联剂(N,N'-亚甲基双丙締 酷胺)0.04份,增强剂(钢基膨润±)8份,引发剂(过硫酸锭)0.04份,氨氧化钢少量,水120 份。
[0049] 预交联体膨型调剖剂的制备步骤如下:
[0050] 1)将丙締酸(AA)加入60份水中,配制成质量浓度为6.27%的溶液,用氨氧化钢调 节溶液抑值为9,备用;
[0051] 将增强剂加入56份水中,配制成质量浓度为12.5%的浆液,静置24h,得到预水化 处理的增强剂浆液;
[0052] 2)向丙締酸溶液中加入丙締酷胺、2-丙締酷胺基-2-甲基丙横酸、预水化处理的增 强剂浆液和交联剂,充分揽拌,得到混合物;
[0053] 3)氮气气氛中,向混合物中缓慢滴加引发剂水溶液(质量浓度1 % ),于溫度40°C下 聚合反应化,反应完毕,于溫度50°C下熟化地,干燥、粉碎、筛分,得到粒径40~50目(0.27~ 0.38mm)的调剖剂。
[0054] 取上述预交联体膨型调剖剂进行性能测试。室溫条件下(48小时),在自来水中的 吸水膨胀质量倍数为276倍;在质量浓度为2 %的氯化钢溶液中的吸水膨胀倍数为90倍;2 % 氯化巧溶液中的吸水膨胀倍数为54倍;吸水膨胀后在11(TC密闭罐中恒溫2地,胶体完整不 破碎、不碳化。
[00对对比例
[0056]参照专利(公布号CN104513341A)制备缓膨型强吸水凝胶,反应完毕,取产物干燥、 粉碎、筛分,得到粒径40~50目(0.27~0.38mm)的调剖剂。取该调剖剂进行性能测试。室溫 条件下,在自来水中的吸水膨胀质量倍数为140倍;在质量浓度为2%的氯化钢溶液中的吸 水膨胀倍数为40倍;2%氯化巧溶液中的吸水膨胀倍数为15倍;吸水膨胀后在11(TC密闭罐 中恒溫24h,胶体较脆,易破碎。在自来水中静置24小时,测得其膨胀速度为5.8倍/小时。
【主权项】
1. 一种预交联体膨型调剖剂,其特征在于:包括以下质量份数的原料:混合单体20~40 份,交联剂〇.〇 1~〇.05份,增强剂3~8份,引发剂0.01~0.04份;所述混合单体由质量比为 1.5~2.2:1.5~2.5:7.5~8.5的丙烯酰胺、丙烯酸和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸组成;所 述增强剂为钠基膨润土。2. 根据权利要求1所述的调剖剂,其特征在于:所述交联剂为N,N-亚甲基双丙烯酰胺。3. 根据权利要求1所述的调剖剂,其特征在于:所述引发剂为过硫酸铵和/或过硫酸钾。4. 如权利要求1~3中任一项所述调剖剂的制备方法,其特征在于:包括以下步骤: 1) 将丙烯酸加入水中,并调节溶液pH值为8~10,得到丙烯酸溶液; 将增强剂加入水中,静置,得到增强剂浆液; 2) 向丙烯酸溶液中加入丙烯酰胺、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、增强剂浆液和交联 剂,混匀,得到混合物; 3) 惰性气氛中,向混合物中加入引发剂,于温度40~60°C下聚合反应2~4h,反应完毕, 于温度40~50 °C下熟化3~4h,干燥、粉碎,即得。5. 根据权利要求4所述的制备方法,其特征在于:步骤1)中丙烯酸溶液的质量浓度为 2% ~20%〇6. 根据权利要求4所述的制备方法,其特征在于:步骤1)中增强剂浆液的质量浓度为 5% ~20%〇7. 根据权利要求4所述的制备方法,其特征在于:步骤1)中静置的时间为20~28h。8. 如权利要求1~3中任一项所述调剖剂在聚驱转水驱油藏调剖中的应用。9. 根据权利要求8所述的应用,其特征在于:步骤包括:将预交联体膨型调剖剂、聚丙烯 酰胺加入水中制成悬浮分散液,注入地层即可。10. 根据权利要求9所述的应用,其特征在于:所述悬浮分散液中预交联体膨型调剖剂 的质量浓度为5%~20%,聚丙烯酰胺的质量浓度为0.01 %~0.05%。
【文档编号】C09K8/512GK106010491SQ201610324359
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年5月16日
【发明人】李飞鹏, 郭晶晶, 邢德刚, 王孟江, 燕收广, 耿超, 杜雪花
【申请人】中国石油化工股份有限公司, 中国石油化工股份有限公司河南油田分公司石油工程技术研究院
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