暂堵转向酸化用水溶性酚醛树脂交联剂的制备方法与流程

文档序号:11125403阅读:650来源:国知局

本发明涉及一种油田化学用剂,尤其是酸化添加剂的制备方法。



背景技术:

酸化能够有效地解除近井地带油层的污染和堵塞,提高井筒与近井地带储层的连通性,增加油井产能。酸液的流动遵循最低阻力原理,在酸化过程中酸液优先进入渗透性较好的储层。在非均质性较强的储层中,大部分酸液进入中、高渗透层、只有少部分酸液甚至没有酸液进入低渗透层,这不但难以实现对储层均匀酸化、增加油井产能的目的,反而会使储层的非均质性进一步增强,加大开采难度。因此,采用酸液转向技术实现均匀酸化储层、改善酸化剖面,对油气井增产具有重要意义。

根据转向机理,酸液转向技术一般分为机械转向和化学转向。机械转向主要包括封隔器转向和颗粒转向,机械转向技术较为成熟,但是操作复杂、价格昂贵,在对含有许多小薄层和裂缝的储层进行转向酸化时,酸液的转向效果较差。相比机械转向技术,化学转向技术具有施工方便、风险低的特点。化学转向技术主要包括微粒转向、泡沫转向、聚合物转向和表面活性剂转向,微粒转向技术易对储层造成二次伤害;泡沫转向技术转向能力有限,在高渗储层中易造成滤失;聚合物暂堵转向技术在返排后尽管仍有大量聚合物残留在储层中,但聚合物暂堵转向仍不失为一种行之有效的广泛应用的酸化转向技术,只要暂堵体系合理优化,就可以尽可能减少对储层的二次伤害。

根据暂堵剂在地层中的状态,可将其分成五类:冻胶型、树脂型、凝胶型、沉淀型和分散体型。现在应用较多的是含有有机合成高分子的冻胶或颗粒暂堵剂。

酸化暂堵体系中所用的无机交联剂如重铬酸钾、柠檬酸铝、各种铬盐等对环境都有一定的污染,常用的有机交联剂如有机铬交联剂、有机铝交联剂、有机醛交联剂、有机硼交联剂、有机锆交联剂等。酚醛树脂就是聚合物冻胶类暂堵剂中广泛应用的一种有机醛类交联剂,可与聚丙烯酰胺类聚合物分子发生交联反应形成冻胶。



技术实现要素:

本发明目在于提供一种能克服现有技术缺陷的暂堵转向酸化用水溶性酚醛树脂交联剂的制备方法。

本发明技术方案是:将苯酚加热至熔融后加入NaOH水溶液,升温至60℃后再加入甲醛,搅拌条件下进行第一次碱催化反应,然后再次加入NaOH水溶液,经升温至85℃后,加入甲醛进行第二次碱催化反应,待第二次碱催化反应结束后,取得水溶性酚醛树脂。

本发明以氢氧化钠为催化剂,用苯酚和甲醛通过两步碱催化法合成水溶性酚醛树脂,实现了苯酚苯环上的多元羟甲基化反应,使产品具备较强的脱水缩合反应能力;有利于甲醛参加苯酚的羟甲基化反应,残留甲醛量远小于一步碱催化法产品残留的甲醛量。

本发明所述的碱催化反应采用两步法的出发点是在60℃下第一次碱催化可以实现催化剂和投料的充分均匀混合及初步融合反应得到半透亮的半成品母料,为第二次提温至85℃下充分碱催化融合反应打下基础,经多次试验对比,只有二步法得出的酚醛树脂交联剂才具有颜色透亮,水溶性好效果。

由本发明制备的水溶性酚醛树脂交联剂颜色透亮,水溶性很好。水溶性酚醛树脂为交联剂的暂堵体系成冻时间在4~72h可调,破胶返排时间在48~150h可调,成冻强度为-0.03MPa~-0.09MPa,所成冻胶在70℃下放置20h,体系脱水,强度明显降低,利于残酸的彻底返排。

本发明方法制备的水溶性酚醛树脂交联剂,适合于油田转向酸化技术中化学转向所依赖一种化学交联暂堵剂,该方法制备的化学交联暂堵剂具有颜色透亮,水溶性很好特点。具有暂堵转向能力强,转向效果好,且不易对储层造成二次伤害技术优点,可广泛用于油田油水井酸化措施上。

进一步地,在所述第一次碱催化反应时,苯酚与甲醛的投料摩尔比为1∶3。

在所述第二次碱催化反应时,苯酚与甲醛的投料摩尔比为1∶3。

采用以上投料比可确保节省原料,并完全反应,无过量原料剩余。

具体实施方式

一、原料准备:

1、取氢氧化钠0.04mol,加入水,配成120mL的NaOH水溶液,并将其分成两份,一份为90mL,另一份为30mL,待用。

2、称取18.8g(0.2mol)苯酚。

3、取纯甲醛18g,加入27g水,制成质量百分数为40%的甲醛水溶液45g,并将其分成两份,一份为36g(其中甲醛为14.4g),另一份为9g(其中甲醛为3.6g),待用。

二、制备工艺:

将18.8g(0.2mol)苯酚加入到三口烧瓶中,加热到50℃,使其熔融成液体,并加入90mLNaOH水溶液,持续搅拌20min后,加热至60℃,再加入36g甲醛水溶液,持续搅拌进行第一次碱催化反应。

经过60min后,加入30mLNaOH水溶液,升温至85℃,加入9g甲醛水溶液,分别进行第二次碱催化反应30min、60min、90min、(120min)取样,至最终得到的产物为透亮棕红色、完全溶于水的胶液,即交联剂产品。

三、应用:

采用本发明制成的交联剂产品应用于暂堵转向酸化中,增效液配制所需要的主要成分,所述增效液配方为:0.4%羟丙基瓜胶、0.1%杀菌剂、1%氯化钾、0.2%助排剂、1%以上工艺制成的交联剂产品和0.08%破胶剂,其余为水,合计质量为100%。其作用是增效液进入高渗储层后在地层条件下发生交联交联,其粘度大幅增加,从而实现对高渗储层的进一步暂堵,增加转向酸化的效果。

如在某井上应用,日增油达到4t/d,产量增幅达260%。

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