一种耐温触变凝胶及其制备方法和应用

文档序号:35146136发布日期:2023-08-18 03:25阅读:54来源:国知局

本发明涉及油田化学,尤其是涉及一种耐温触变凝胶及其制备方法和应用。


背景技术:

1、水平井已成为石油开发过程中加快产能建设速度、提高采油效率、增加可采储量的重要技术手段,但出水问题严重影响了其整体开发效果。机械管柱堵水、化学剂笼统注入堵水、化学环空封隔堵水是目前水平井堵水的主要方法。然而,井身结构变形、施工药剂成本问题限制了分别机械管柱堵水、化学剂笼统注入堵水两种方法的应用。

2、目前化学环空封隔堵水是水平井堵水的新兴技术,该技术借助连续油管和跨式封隔器,在筛管与井壁之间的环空注入触变凝胶形成高强度阻流环,可达到隔离环空区域的目的,然后配合管内封隔器,对出水点进行定向封堵,是有效封隔筛管水平井水平段环空的工艺手段。该技术的关键是注入的凝胶具有高触变性,即凝胶具有较强的剪切变稀、恢复增稠的能力。中国发明专利200910085750.2公开了一种水平井堵水用环空化学封隔触变材料,该材料是一种具有高触变特性、胶凝可控且工艺安全的非牛顿体系,该体系性能不受矿化度限制,适用于温度40℃-90℃的油藏条件。中国发明专利201610288395.9公开了一种高强度高触变水平井环空化学封隔器材料,该材料强度高,胶凝前材料的持压强度最高达到2467pa,胶凝后材料的封堵强度最高达到82320pa;成胶时间1-6h可控;使用温度范围为40℃-70℃。

3、由此看出,目前堵水用触变凝胶的耐温上限是90℃。然而,越来越多的高温(>120℃)水平井亟需进行化学环空封隔堵水作业,因此需要研发一种耐温触变凝胶。


技术实现思路

1、本发明的目的在于克服上述技术不足,提出一种耐温触变凝胶及其制备方法和应用,解决现有技术中堵水用触变凝胶的耐温不超过120℃的技术问题。

2、第一方面,本发明提供一种耐温触变凝胶,由以下重量份的原料组成:海藻酸钠1~3份、羧甲基淀粉钠7~10份、丙烯酰胺/丙烯酰吗啉/乙烯吡咯烷酮三元共聚物0.5~1份、丙烯酰胺5~8份、丙烯酸0.5~0.8份、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸0.5~0.8份、偶氮二异丁基脒盐酸钠0.01~0.03份、聚乙二醇二丙烯酸酯0.1~0.5份、n,n'-亚甲基双丙烯酰胺0.01~0.05份、四烯丙基氯化铵0.1~0.3份、水溶性酚醛树脂0.01~0.05份,余量为水,上述组分的重量份之和为100。

3、第二方面,本发明提供一种耐温触变凝胶的制备方法,包括以下步骤:

4、将丙烯酰胺/丙烯酰吗啉/乙烯吡咯烷酮三元共聚物、丙烯酰胺、丙烯酸、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、偶氮二异丁基脒盐酸钠、聚乙二醇二丙烯酸酯、n,n'-亚甲基双丙烯酰胺、四烯丙基氯化铵、水溶性酚醛树脂、海藻酸钠、羧甲基淀粉钠和水混合均匀,经成胶后得到耐温触变凝胶。

5、第三方面,本发明提供上述耐温触变凝胶的应用,上述耐温触变凝胶应用于高温水平井化学环空封隔堵水。

6、与现有技术相比,本发明的有益效果包括:

7、本发明的耐温触变凝胶耐温可达150℃,成胶后凝胶强度在8mpa以上,老化200天脱水率小于10%,剪切后结构恢复时间小于30s,呈现出优异的耐温性和触变性。



技术特征:

1.一种耐温触变凝胶,其特征在于,由以下重量份的原料组成:海藻酸钠1~3份、羧甲基淀粉钠7~10份、丙烯酰胺/丙烯酰吗啉/乙烯吡咯烷酮三元共聚物0.5~1份、丙烯酰胺5~8份、丙烯酸0.5~0.8份、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸0.5~0.8份、偶氮二异丁基脒盐酸钠0.01~0.03份、聚乙二醇二丙烯酸酯0.1~0.5份、n,n'-亚甲基双丙烯酰胺0.01~0.05份、四烯丙基氯化铵0.1~0.3份、水溶性酚醛树脂0.01~0.05份,余量为水,上述组分的重量份之和为100。

2.根据权利要求1所述耐温触变凝胶,其特征在于,所述丙烯酰胺/丙烯酰吗啉/乙烯吡咯烷酮三元共聚物通过将丙烯酰胺、丙烯酰吗啉与乙烯吡咯烷酮混合,并在引发剂的存在下反应得到。

3.根据权利要求2所述耐温触变凝胶,其特征在于,所述丙烯酰胺与丙烯酰吗啉、乙烯吡咯烷酮的质量比为1:(0.5~1.5):(0.5~1.5)。

4.根据权利要求2所述耐温触变凝胶,其特征在于,所述引发剂为过硫酸铵,且所述引发剂的加入量为单体总质量的0.05%~1%;反应温度为40~60℃,反应时间为1~3h。

5.根据权利要求1所述耐温触变凝胶,其特征在于,所述海藻酸钠与羧甲基淀粉钠的质量比为1:(3~7)。

6.根据权利要求1所述耐温触变凝胶,其特征在于,所述聚乙二醇二丙烯酸酯与n,n'-亚甲基双丙烯酰胺、四烯丙基氯化铵、水溶性酚醛树脂的质量比为1:(0.05~0.2):(0.2~3):(0.05~0.2)。

7.根据权利要求1所述耐温触变凝胶,其特征在于,所述耐温触变凝胶由以下重量份的原料组成:海藻酸钠1~3份、羧甲基淀粉钠7~10份、丙烯酰胺/丙烯酰吗啉/乙烯吡咯烷酮三元共聚物0.7~1份、丙烯酰胺7~8份、丙烯酸0.7~0.8份、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸0.7~0.8份、偶氮二异丁基脒盐酸钠0.02~0.03份、聚乙二醇二丙烯酸酯0.3~0.5份、n,n'-亚甲基双丙烯酰胺0.03~0.05份、四烯丙基氯化铵0.1~0.2份、水溶性酚醛树脂0.03~0.05份,余量为水,上述组分的重量份之和为100。

8.一种如权利要求1~7中任一项所述耐温触变凝胶的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

9.根据权利要求8所述耐温触变凝胶的制备方法,其特征在于,所述成胶的温度为120℃~150℃,所述成胶的时间为1h~12h。

10.如权利要求1~7中任一项所述耐温触变凝胶的应用,其特征在于,所述耐温触变凝胶应用于高温水平井化学环空封隔堵水。


技术总结
本发明公开一种耐温触变凝胶及其制备方法和应用。该耐温触变凝胶由以下原料组成:海藻酸钠、羧甲基淀粉钠、丙烯酰胺/丙烯酰吗啉/乙烯吡咯烷酮三元共聚物、丙烯酰胺、丙烯酸、2‑丙烯酰胺‑2‑甲基丙磺酸、偶氮二异丁基脒盐酸钠、聚乙二醇二丙烯酸酯、N,N'‑亚甲基双丙烯酰胺、四烯丙基氯化铵、水溶性酚醛树脂,余量为水。本发明的耐温触变凝胶耐温可达150℃,成胶后凝胶强度在8MPa以上,老化200天脱水率小于10%,剪切后结构恢复时间小于30s,呈现出优异的耐温性和触变性。

技术研发人员:陈立峰,黄飞扬,盛威威,张兆年,陆炫峰,王秀云,宋嫒
受保护的技术使用者:长江大学
技术研发日:
技术公布日:2024/1/14
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