强度可控型调剖堵水剂及制备方法、强度识别方法和应用与流程

本发明属于油田化学，具体涉及一种强度可控型调剖堵水剂及制备方法、强度识别方法和应用。

背景技术：

1、随着渤海油田逐步进入中高含水或特高含水开发阶段，部分油井含水上升，水驱效果逐渐变差，油田控水稳油、改善水驱开发效果的形式日益严峻。高分子聚合物凝胶是含有大量水的三维聚合物网络，渤海油田运用聚合物调驱工艺可以在一定程度起到调整吸水剖面、改善水驱效果的作用，取得显著的稳油控水的效果。同时，渤海油田常用的聚合物微球调驱体系，具有注入性好，可运移至地层深部的特点，也取得了明显的改善水驱效果的应用效果。但是，由于渤海油田水驱开发特征所限，以往单一微球体系或微球-聚合物凝胶复合体系存在以下问题：(1)聚合物微球调驱剂可以真正进入地层深部发挥作用，对于弱水窜突进程度、中等渗透率条件的地层适应性较好，但对于水窜速度超过5m/d，渗透率超过5000md的地层作用效果有限；(2)研究发现，聚合物凝胶具有较高的封堵强度，但进入地层深部的能力有限，因此对地层深部的强水窜通道，不能实现有效的封堵，并且聚合物、交联剂、促交剂体系分段塞注入油藏中，存在色谱分离现象，削弱了调剖调驱体系在地层深部发挥作用的强度；(3)海上注水开发油田采用强注强采的开发模式，聚合物凝胶体系在高剪切条件下，强度下降明显，封堵强度不够。尤其针对海上潜山裂缝储层的堵控水需求，有别于“海绵”状砂岩，海上潜山裂缝油藏裂缝较为发育，具有宏观裂缝空间分布非均质性强、空间结构复杂、裂缝发育不规则、基质渗透率低等特征，油藏开发面临巨大挑战，单一网络结构的凝胶段塞窜流损失严重、封堵不足、在裂缝中的滞留能力不够的问题，无法有效动用基质及微小裂缝中原油，严重制约海上潜山裂缝储层的调剖堵水效果。

技术实现思路

1、本发明的目的是针对现有技术的缺陷，提供了一种强度可控型调剖堵水剂及制备方法、强度识别方法和应用。

2、具体的，本发明提供的强度可控型调剖堵水剂的制备方法，包括：

3、(1)按配比将多羟基有机物、丙烯酰胺、丙烯酸、氯化钾、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、再交联剂溶于水中，搅拌均匀后，在搅拌的条件下依次加入硼砂或其替代物、n,n-亚甲基双丙烯酰胺、聚乙二醇二丙烯酸酯及引发剂，升温加热，进行反应；

4、(2)反应结束后，使用真空干燥箱对胶体进行冷却干燥；

5、(3)经机械研磨，得到强度可控型调剖堵水剂。

6、上述的强度可控型调剖堵水剂的制备方法，多羟基有机物、丙烯酰胺、丙烯酸、氯化钾、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、再交联剂、硼砂或其替代物、n,n-亚甲基双丙烯酰胺、聚乙二醇二丙烯酸酯及引发剂的重量配比为(0.05-5)：(10-25)：(3-10)：(0.15-0.3)：(0.1-2)：(0.05-2)：(0.2-0.4)：(0.01-1)：(0.01-1)：(0.01-0.2)。

7、上述的强度可控型调剖堵水剂的制备方法，所述多羟基有机物为聚乙烯醇、海藻酸钠、纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基甲基纤维素、木质素磺酸钠中的一种或多种。

8、上述的强度可控型调剖堵水剂的制备方法，所述硼砂替代物为硼酸或者四硼酸钠中的至少一种。

9、上述的强度可控型调剖堵水剂的制备方法，所述引发剂为硫酸铵、过硫酸钾、偶氮二异丁基脒盐酸盐、偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐、偶氮二氰基戊酸、偶氮二异丙基咪唑啉中的一种或多种。

10、上述的强度可控型调剖堵水剂的制备方法，当所述多羟基有机物为聚乙烯醇时，还包括：将聚乙烯醇分散于常温的水后，于加热、搅拌的条件下使其充分溶胀、溶解。

11、上述的强度可控型调剖堵水剂的制备方法，所述加热的温度为60℃-75℃，反应的时长为4-6小时。

12、上述的强度可控型调剖堵水剂的制备方法，所述再交联剂为包覆氯化铝再交联剂、包覆氧氯化锆再交联剂中的一种或多种。

13、上述的强度可控型调剖堵水剂的制备方法，所述包覆氯化铝再交联剂通过以下方法制备获得：

14、(1)将氯化铝溶于水中至饱和；

15、(2)以溶液的质量比计，加入10％-25％质量比的丙烯酰胺，0.01％-1％的交联剂n，n-亚甲基双丙烯酰胺，0.05％-0.2％质量比的k2o8s2与亚硫酸氢钠按1:1.2质量比的混合物，加热至48-52℃，反应4-6h得到交联剂胶块；

16、(3)对所述交联剂胶块依次进行烘干、造粒，得到包覆氯化铝再交联剂。

17、上述的强度可控型调剖堵水剂的制备方法，所述包覆氧氯化锆再交联剂通过以下方法制备获得：

18、(1)将氧氯化锆溶于水中至饱和；

19、(2)以溶液的质量比计，加入10％-25％质量比的丙烯酰胺，0-1％的交联剂n，n-亚甲基双丙烯酰胺；

20、(3)按照质量比为1:1.2的比例称取0.05％-0.2％质量比的k2o8s2与亚硫酸氢钠，将k2o8s2与亚硫酸氢钠分别用水稀释成液体，按照先加入k2o8s2后加入亚硫酸氢钠的顺序添加至混合溶液中；

21、(4)对混合溶液升温至48-52℃，并测试聚合温度，反应4-6h得到交联剂胶块；

22、(5)对所述交联剂胶块依次进行烘干、造粒，得到包覆氧氯化锆再交联剂。

23、另一方面，本发明提供了一种强度可控型调剖堵水剂，其采用上述的制备方法获得。

24、又一方面，本发明还提供了上述的强度可控型调剖堵水剂的使用方法，包括：

25、(1)将调剖堵水剂用清水稀释至质量浓度为30％-60％的原液，储存于储液罐内；

26、(2)通过计量泵将调剖堵水剂原液打入到在线注水管线中，实现调剖堵水剂在注水管线中与注入水在线混合，注入井口，到达地层。

27、又一方面，本发明还提供了上述的强度可控型调剖堵水剂的强度识别方法，包括：

28、(1)使用模拟地层矿化度的模拟水，配制指定浓度的调剖堵水剂水溶液，将溶液搅拌分散均匀；

29、(2)密封调剖堵水剂溶液，放置于模拟地层温度下的恒温箱，持续加热至完全成胶；

30、(3)使用流变仪，采用振荡测试模块，测试调剖堵水剂水溶液成胶后的弹性模量g’；

31、(4)使用突破真空度法测定装置，通过突破真空度实验测试凝胶突破真空度；

32、(5)建立弹性模量g’和凝胶突破真空度之间的定量关系；

33、(6)在平时的现场调剖堵水剂的强度识别时，只需要通过简易的突破真空度装置，测得突破真空度值，就可以换算得到凝胶的强度g’，进而得到调剖堵水剂强度的快速测试结果。

34、上述的强度可控型调剖堵水剂的强度识别方法，还包括：基于室内及现场应用的反馈结果，进行强度可控型调剖堵水剂的强度识别方法的测试和完善。

35、再一方面，本发明还提供了上述的强度可控型调剖堵水剂在油藏开采中的应用。

36、本发明的技术方案具有如下的有益效果：

37、(1)本发明的强度可控型调剖堵水剂，不同于传统的单一功能微凝胶颗粒堵剂，除了颗粒自身体积吸水膨胀产生封堵外，微凝胶颗粒之间，微凝胶与注水优势通道内的砂岩表面可以产生相互作用，实现地层滞留协同封堵；

38、(2)本发明的强度可控型调剖堵水剂，在微裂缝或水窜通道等注水速度相对较快的油藏地质条件下，改变传统微凝胶与砂岩表面的“点”接触方式为“线”和“面”接触，增加了相互作用力，避免了在大水流强注入的条件下，微凝胶颗粒停不住、堵不牢、易被驱出的问题，使其可以在地层中产生有效滞留，从而补充地层能量，提高水驱效率；

39、(3)本发明借助离子键合、超分子、自修复作用有效解决了堵水剂注入性和封堵性的矛盾，通过制备工艺上的创新优化，采用再交联剂实现了注入时无胶结，到达油藏深部再交联剂释放后产生自胶结的相互作用，并可以获得相对较高的封堵强度；通过使用可产生自愈合或自修复功能的单体，使颗粒在地层条件下成胶后，当受到强水冲刷或其他机械剪切作用导致强度下降后，具有自修复功能，从而保证调剖堵水剂的封堵效果；

40、(4)本发明通过调节堵水剂的组分，可以实现自胶结的速度可控，从而满足油田现场不同应用场景的封堵需要；

41、(5)本发明的强度可控型调剖堵水剂的强度识别方法，创新建立“凝胶强度流变参数”和“凝胶突破真空度”之间的定量关系，形成调剖堵水颗粒成胶后的凝胶强度快速识别图版，用于快速识别现场作业条件的调剖堵水颗粒形成凝胶后的凝胶强度，提升施工作业质量和安全。