CN101481604B

CN101481604B - 凝胶泡沫选择性堵水剂及其应用

Info

Publication number: CN101481604B
Application number: CN2009100136640A
Authority: CN
Inventors: 王彦玲; 赵修太; 邱广敏; 刘德新; 胡娟; 倪洁; 郑晶晶; 李海涛
Original assignee: China University of Petroleum East China
Current assignee: China University of Petroleum East China
Priority date: 2009-01-19
Filing date: 2009-01-19
Publication date: 2010-11-03
Anticipated expiration: 2029-01-19
Also published as: CN101481604A

Abstract

本发明涉及凝胶泡沫选择性堵水剂及其应用，属于油田化学技术领域。堵水剂组分如下：聚丙烯酰胺30-50％，六次甲基四胺20-40％，酚5-15％，四乙烯五胺5-15％，起泡剂5-15％。现场配成质量比0.5-2％的水溶液，溶解均匀后，注入井下，用于90-150℃的油井堵水。本发明堵水剂在高温下由有机交联剂交联聚合物所形成的凝胶泡沫稳定性好、可耐90-150℃高温，堵水有效期长。

Description

凝胶泡沫选择性堵水剂及其应用

(一)技术领域

本发明涉及高温凝胶泡沫堵水剂，具体涉及可用于油田高温井选择性堵水的凝胶泡沫的制备，属于油田化学技术领域。

(二)背景技术

随着油田开发进入中后期，油井出水情况日益严重。油井出水后，使非胶结性油层或胶结疏松的砂岩层受到破坏，造成油井出砂，降低了油井的生产能力；出砂严重的埋死油层，或使油层塌陷，导致油井停产。油井过早见水，将会导致在地下形成一些死油区，因此大大降低了油藏的采收率；油井大量出水，增加了地面水源、注水设施及电能等的消耗；同时产出液中含大量的水，使油气集输和原油脱水工作更加繁重和复杂。

为了调整出油量，需要在油井上采取堵水措施，封堵高含水层，改善产液剖面，降低生产压差，提高产油量。

现有的堵水剂中，泡沫是一种很好的选择性堵水剂。泡沫以水作外相，它可优先进入出水层，并在出水层中稳定存在，通过叠加的Jamin效应，封堵来水；而在油层，按界面能趋于减少的规律，稳定泡沫的表面活性剂将大量移至油水界面而引起泡沫破坏，所以进入油层的泡沫不堵塞油层。因此，泡沫具有很好的选择性，可以达到堵水不堵油的目的。但是泡沫半衰期较短，难以形成有效封堵。

2000年，尚志国等人在“油田化学”第23卷第1期第70-71页上发表了名为“泡沫凝胶选择性堵水剂的研究与应用”的文章，报道了一种在50℃成胶的泡沫凝胶，指出泡沫凝胶是一种很好的选择性堵水剂。

2007年，戴彩丽等人在“石油天然气学报”第29卷第1期第129-132页上发表了名为“冻胶泡沫在火烧山裂缝性油藏油井堵水中的应用”的文章，报道了一种用交联聚合物稳定的泡沫进行油井堵水的方法：起泡剂为YG240，用量为0.3％；稳泡剂为HPAM，用量为0.2％～0.4％；交联剂为0.09％重铬酸钠+0.16％亚硫酸钠；气体为氮气；成胶温度为55℃。

交联聚合物稳定的泡沫液膜具有很好的稳定性，同时在起泡剂的协同作用下，增加了液膜的抗冲击能力，使泡沫更加稳定。而且，起泡剂是一种表面活性剂，能降低油水界面张力，提高驱油效率，在含油饱和度高的油层部位，起泡剂易溶于油，不起泡，也不堵塞孔隙孔道，能提高堵水的选择性。

现有技术能够形成由高强度的聚合物网状结构稳定的泡沫，但是在高温下这种聚合物凝胶易于降解，无法应用于高温油井。

(三)发明内容

针对现有技术的不足，本发明提出一种适合高温油井堵水的凝胶泡沫选择性堵水剂，所得凝胶泡沫可用于90-150℃的油井堵水。

本发明的凝胶泡沫选择性堵水剂，按质量百分比组分如下：

聚丙烯酰胺30-50％，六次甲基四胺20-40％，酚5-15％，四乙烯五胺5-15％，起泡剂5-15％。

所述的聚丙烯酰胺为水解度不高于30％，分子量在600-1500万之间。进一步优选的，所述的聚丙烯酰胺水解度不高于10％，分子量在800-1000万之间。

所述的酚为苯酚、对苯二酚或间苯二酚。

所述的起泡剂为十二烷基苯磺酸钠(ABS)、α-烯烃磺酸钠(AOS)、十二烷基磺酸钠(AS)或烷基酚聚氧乙烯醚(OP10或OP20)。

本发明的凝胶泡沫选择性堵水剂的应用，用于90-150℃的油井堵水。具体方法如下：

将堵水剂现场配成质量比0.5-2％的水溶液，溶解均匀后，注入井下，然后注入氮气。

本发明的凝胶泡沫选择性堵水剂在高温90-150℃条件下，在有机交联剂的作用下形成凝胶状交联聚合物，凝胶强度达到F级或G级，凝胶泡沫放置1d，泡沫体积观察不到变化，突破压力0.05-0.08MPa。

本发明的凝胶的形成及抗温机理如下：

六次甲基四胺在较高温度下分解，释放出甲醛，甲醛与酚生成的酚醛树脂可将聚合物交联，形成体型网状结构的凝胶，具有较高的强度。由于六次甲基四胺的分解需要较高的温度，因而本发明的凝胶适用于高温井。

本发明具有以下优点：

1、本发明堵水剂在高温下由有机交联剂交联聚合物形成凝胶泡沫，稳定性好，可耐90-150℃高温，堵水有效期长，适用于高温井。

2、所形成的泡沫稳定性好，泡沫以高强度的凝胶为外相，增大了液膜的强度，降低了液膜的排液速度，同时在起泡剂的协同作用下，增加了液膜的抗冲击能力，使泡沫更加稳定。

3、本发明堵水选择性高。起泡剂易溶于油，不起泡，也不堵塞孔隙喉道，能提高堵水的选择性；起泡剂有利于聚合物的溶解。

4、起泡剂是一种表面活性剂，能降低油水界面张力，提高洗油效率，提高原油采收率。

5、本发明的凝胶泡沫堵水剂可配成水溶液后一次注入地下，工艺简单，施工方便。

6、本发明的凝胶泡沫还可应用到压裂、酸化、调剖、驱油等方面。

(四)具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步说明，但并不限制本发明。各实施例中的百分比均为质量百分比，所使用的化学品均为工业品。

【实施例1】

聚丙烯酰胺(水解度5.3％，分子量800万)35％，六次甲基四胺31％，苯酚12％，四乙烯五胺12％，ABS 10％。

配成1.0％水溶液，120℃条件下，72hr成胶，凝胶强度达到F级。凝胶泡沫放置1d，泡沫体积观察不到变化，突破压力0.054MPa。

【实施例2】

聚丙烯酰胺(水解度5.3％，分子量800万)30％，六次甲基四胺30％，苯酚10％，四乙烯五胺10％，AOS 20％。

配成1.0％水溶液，120℃条件下，48hr成胶，凝胶强度达到F级。凝胶泡沫放置1d，泡沫体积观察不到变化。突破压力0.064MPa。

【实施例3】

如实施例1所述，不同的是起泡剂为AOS。

配成1.0％水溶液，120℃条件下，20hr成胶，凝胶强度达到F级。凝胶泡沫放置1d，泡沫体积观察不到变化。突破压力0.065MPa。

【实施例4】

如实施例1所述，不同的是起泡剂为AS。

配成1.5％水溶液，120℃条件下，72hr成胶，凝胶强度达到F级。凝胶泡沫放置1d，泡沫体积观察不到变化。

【实施例5】

如实施例1所述，不同的是起泡剂为OP20。

配成1.0％水溶液，120℃条件下，16hr成胶，凝胶强度达到G级。突破压力0.073MPa。

【实施例6】

如实施例2所述，不同的是起泡剂为OP20。

配成1.0％水溶液，120℃条件下，8hr成胶，凝胶强度达到F级。凝胶泡沫放置1d，泡沫体积观察不到变化。突破压力0.073MPa。

【实施例7】

如实施例1所述，不同的是起泡剂为OP10。

配成1.0％水溶液，120℃条件下，16hr成胶，凝胶强度达到F级。

【实施例8】

如实施例2所述，不同的是起泡剂为OP10。

配成1.0％水溶液，120℃条件下，8hr成胶，凝胶强度达到F级。

【实施例9】

如实施例2所述，不同的是酚为间苯二酚。

配成1.0％水溶液，120℃条件下，24hr成胶，凝胶强度达到F级。

Claims

1.一种凝胶泡沫选择性堵水剂，其特征在于按质量百分比组分如下：

聚丙烯酰胺30-50％，六次甲基四胺20-40％，酚5-15％，四乙烯五胺5-15％，起泡剂5-15％；

所述的聚丙烯酰胺为水解度不高于30％，分子量在600-1500万之间。

2.如权利要求1所述的堵水剂，其特征在于所述的聚丙烯酰胺水解度不高于10％，分子量在800-1000万之间。

3.如权利要求1所述的堵水剂，其特征在于所述的酚为苯酚、对苯二酚或间苯二酚。

4.如权利要求1所述的堵水剂，其特征在于所述的起泡剂为十二烷基苯磺酸钠、α-烯烃磺酸钠、十二烷基磺酸钠或烷基酚聚氧乙烯醚。

5.权利要求1所述的堵水剂的应用，用于90-150℃的油井堵水。

6.如权利要求5所述的堵水剂的应用，其特征在于将堵水剂现场配成质量比0.5-2％的水溶液，溶解均匀后，注入井下，然后注入氮气。