本发明涉及一种耐高温高强度凝胶调堵体系及其制备方法。
背景技术：
三次采油是目前国内各油田提高采收率的有效措施之一，聚合物驱或注聚后续水驱过程中，地层的非均质性使驱替溶液沿高渗透层不均匀推进，中渗透层波及程度低，驱油效果差，这严重影响了水驱或聚合物驱的开发效果。其中的凝胶调堵技术因施工工艺简单、施工方便，在改善吸水剖面得到广泛应用。目前常用的调堵剂有无机类和有机类，无机类调堵剂耐温性好，强度高，但存在反应速度过快或颗粒大注不进地层的问题；有机类调堵剂成胶时间可控，但耐温性能和化学稳定性较弱。
因此，仍然需要研发新型的调堵体系，以提高油田采收率。
技术实现要素：
本发明提供一种耐高温高强度凝胶调堵体系，其包含以下质量百分数的各组分，各组分总计100％：
(1)聚丙烯酰胺(hpam)，0.2％-2.0％；
(2)酚醛树脂，0.1％-1.0％；
(3)增强剂，0.1％-0.8％；
(4)稳定剂，0.01％-0.8％；
(5)ph调节剂，0.02％-0.6％；以及
(6)余量为水。
本发明还涉及所述的耐高温高强度凝胶调堵体系的制备方法，其包含以下步骤：
(1)将水加入到容器中，然后在搅拌下，例如500r/min-800r/min，将聚丙烯酰胺加入，搅拌均匀；
(2)边搅拌边依次将增强剂、ph调节剂、稳定剂及酚醛树脂加入步骤(1)的容器中，持续搅拌，例如搅拌速度为500r/min-800r/min下搅拌2-3h，得到均匀混合物；
(3)加热，例如100℃-130℃，优选100℃-120℃下，使步骤(2)中的混合物进行反应，例如8小时以上，生成凝固状的复合矿物凝胶。
本发明与现有技术相比具有如下优点：
1.本发明采用聚丙烯酰胺与酚醛树脂为主剂，通过加入增强剂、ph调节剂和稳定剂，形成了具有较高强度的耐高温凝胶，该体系成胶前粘度较低可运移至地层深部，在目标位置形成强度高、有效期长的稳定封堵，封堵体系中同时具有弹性凝胶体和固体微粒，对窜流通道具有良好封堵效果，室内实验的岩心封堵率可达95％，优选达98％以上；
2.酚醛树脂交联剂在溶液中发生多重反应：首先酚醛树脂微溶于溶液中，酚醛树脂缓慢释放羟基，与聚丙烯酰胺上的酰胺基作用形成三维网状交联体，由于引入苯环，大幅提高了体系的热稳定性；另外通过调节增强剂及ph调节剂浓度促使酚醛树脂之间发生缩聚反应，进一步提高凝胶强度；最后未参与交联反应的酚醛树脂颗粒均匀分散于三维网状交联结构中，增强交联后强度和化学稳定性；体系中添加高温稳定剂的组分，确保体系在高温条件形成稳定的高强度交联凝胶；
3.本发明耐温效果显著，可在油藏温度100℃-130℃条件下使用，具有良好的热稳定性，稳定时间在180天以上。
本发明的高温颗粒凝胶体系耐温性能好、封堵强度高、化学稳定性强，使聚丙烯酰胺与酚醛树脂交联体系在高温100℃-130℃，优选100℃-120℃下交联形成稳定的高强度凝胶。
具体实施方式
本发明提供一种耐高温高强度凝胶调堵体系，其包含以下质量百分数的各组分，各组分总计100％：
(1)聚丙烯酰胺(hpam)，0.2％-2.0％；
(2)酚醛树脂，0.1％-1.0％；
(3)增强剂，0.1％-0.8％；
(4)稳定剂，0.01％-0.8％；
(5)ph调节剂，0.02％-0.6％；以及
(6)余量为水。
在本发明的一个实施方案中，耐高温高强度凝胶调堵体系，其特征在于
(1)聚丙烯酰胺，0.3％-1.5％，优选0.4％-1.0％；
(2)酚醛树脂，0.2％-0.8％，优选0.2％-0.4％；
(3)增强剂，0.1％-0.5％，优选0.1％-0.2％；
(4)稳定剂，0.03％-0.6％，优选0.05％-0.2％；
(5)ph调节剂，0.03％-0.3％，优选0.05％-0.15％；以及
(6)余量为水。
在本发明的一个实施方案中，所述增强剂选自铵盐，例如氯化铵或硝酸铵、硫酸铵。
在本发明的一个实施方案中，ph调节剂选自无机酸或有机酸，例如磷酸或草酸。
在本发明的一个实施方案中，稳定剂选自硫脲、硫代硫酸钠或尿素。
在本发明的一个实施方案中，聚丙烯酰胺的分子量为800万-2000万，水解度15％-35％，优选15％-25％。
本发明中，酚醛树脂为本领域常规使用的固体粉末状酚醛树脂，其可由市购获得。
在本发明的一个实施方案中，所述水为未矿化水或矿化水。
本发明中未矿化水意指日常中所见地下水、河水等清水，或自来水、去离子水等。
在本发明的一个实施方案中，所述水为未矿化水或矿化水，例如矿化水为5000mg/l-10000mg/l，优选6000mg/l-8500mg/l的油田注入水。
本发明还涉及耐高温高强度凝胶调堵体系的制备方法，其包含以下步骤：
(1)将水加入到容器中，然后在搅拌下，例如500r/min-800r/min，将聚丙烯酰胺加入，搅拌均匀；
(2)边搅拌边依次将增强剂、ph调节剂、稳定剂及酚醛树脂加入步骤(1)的容器中，持续搅拌，例如搅拌速度为500r/min-800r/min下搅拌2-3h，得到均匀混合物；
(3)加热，例如100℃-130℃，优选100℃-120℃下，使步骤(2)中的混合物进行反应，例如8小时以上，生成凝固状的复合矿物凝胶。
在本发明的一个实施方案中，步骤(1)的水为矿化水。
在本发明的一个实施方案中，本发明所述的耐高温高强度凝胶调堵体系的制备方法，具体如下：
(1)将矿化水加入到容器中，在550r/min-600r/min搅拌速度下，按上述质量浓度将聚丙烯酰胺缓慢加入容器中，搅拌均匀。
(2)在550r/min-600r/min搅拌速度下，按上述质量浓度依次将增强剂、ph调节剂、稳定剂及酚醛树脂缓慢加入步骤(1)的容器中，搅拌均匀，持续搅拌2h-3h，得到均匀混合物。
(3)将步骤(2)中配制好的混合物倒入具塞试管中，放入烘箱内，在100℃-120℃条件下进行反应8h-24h，生成耐温高强度凝胶调堵剂。
在本发明中，除非另外说明，否则所有份数或百分数均为重量份或重量百分数。
在本发明中，所用物质均为已知物质，可以购得或通过已知的方法合成。
在本发明中，所用装置或设备均为所述领域已知的常规装置或设备，均可购得。
下文将结合实施例具体说明本发明，但本发明并不限于以下实施例。
实施例
实施例1
将198.4g油田注入水(矿化度7674mg/l)加入到300ml的烧杯中，在600r/min搅拌速度下，将0.8ghpam缓慢加入烧杯中，搅拌均匀；然后边搅拌边依次将0.2g氯化铵、0.1g磷酸和0.1g硫脲加入到的烧杯中，溶解后边搅拌边加入0.4g酚醛树脂；调整搅拌速度到300r/min，持续搅拌2.5h，得到均匀混合物；将配制好的混合物倒入具塞试管中，放入100℃烘箱内，反应24h，生成耐温高强度凝胶调堵剂。所得调堵剂的室内实验的岩心封堵率可达98％。
实施例2
将196.3g油田注入水(矿化度8350mg/l)加入到300ml的烧杯中，在600r/min搅拌速度下，将1.2ghpam缓慢加入烧杯中，搅拌均匀；然后边搅拌边依次将0.3g氯化铵、0.2g磷酸和0.14g硫脲加入到的烧杯中，溶解后边搅拌边加入0.6g酚醛树脂；调整搅拌速度到300r/min，持续搅拌2.5h，得到均匀混合物；将配制好的混合物倒入具塞试管中，放入110℃烘箱内，反应12h，生成耐温高强度凝胶调堵剂。所得调堵剂的室内实验的岩心封堵率可达98％。
实施例3
将196.3g油田注入水(矿化度7674mg/l)加入到300ml的烧杯中，在600r/min搅拌速度下，将2.0ghpam缓慢加入烧杯中，搅拌均匀；然后边搅拌边依次将0.4g氯化铵、0.3g磷酸和0.2g硫脲加入到的烧杯中，溶解后边搅拌边加入0.8g酚醛树脂；调整搅拌速度到300r/min，持续搅拌2.5h，得到均匀混合物；将配制好的混合物倒入具塞试管中，放入120℃烘箱内，反应8h，生成耐温高强度凝胶调堵剂。所得调堵剂的室内实验的岩心封堵率可达98％。
实施例4
将197.8g油田注入水(矿化度8350mg/l)加入到300ml的烧杯中，在600r/min搅拌速度下，将1.0ghpam缓慢加入烧杯中，搅拌均匀；然后边搅拌边依次将0.2g氯化铵、0.13g磷酸和0.1g硫代硫酸钠加入到的烧杯中，溶解后边搅拌边加入0.6g酚醛树脂；调整搅拌速度到300r/min，持续搅拌2.5h，得到均匀混合物；将配制好的混合物倒入具塞试管中，放入120℃烘箱内，反应8h，生成耐温高强度凝胶调堵剂。所得调堵剂的室内实验的岩心封堵率可达98％。
实施例5
将197.2g油田注入水(矿化度7674mg/l)加入到300ml的烧杯中，在600r/min搅拌速度下，将1.5ghpam缓慢加入烧杯中，搅拌均匀；然后边搅拌边依次将0.3g硝酸铵、0.2g草酸和0.15g尿素加入到的烧杯中，溶解后边搅拌边加入0.7g酚醛树脂；调整搅拌速度到300r/min，持续搅拌2.5h，得到均匀混合物；将配制好的混合物倒入具塞试管中，放入120℃烘箱内，反应8h，生成耐温高强度凝胶调堵剂。所得调堵剂的室内实验的岩心封堵率可达98％。
应用实施例
通过将本发明实施例1的方法制备的体系应用于采油现场，将其在油藏温度100℃-120℃条件下使用，发现所述体系在地下环境中具有良好的热稳定性，稳定时间在180天以上，完全满足高温油藏堵调的需要。