CN101880522A

CN101880522A - 一种新型采油用无机-有机三元复合堵剂及制备方法

Info

Publication number: CN101880522A
Application number: CN 201010207914
Authority: CN
Inventors: 李文江; 何婷婷; 孔瑛
Original assignee: China University of Petroleum East China
Current assignee: China University of Petroleum East China
Priority date: 2010-06-12
Filing date: 2010-06-12
Publication date: 2010-11-10
Anticipated expiration: 2030-06-12
Also published as: CN101880522B

Abstract

本发明涉及一种新型采油用无机-有机三元复合堵剂及制备方法。其技术方案是：由水玻璃、聚丙烯酰胺、水溶性酚醛树脂、磷酸和水混合而成，各组分的含量分别是：8％～12％的水玻璃，其模数为3.3、0.1％～0.3％的聚丙烯酰胺、0.3％～0.8％的水溶性酚醛树脂，磷酸用于调节pH值。在克服无机硅酸凝胶时间短、凝胶强度相对较弱的情况下，提供一种在70℃以下凝胶时间相对较长、凝胶强度较大，且凝胶具有一定韧性，不易开裂的无机有机复合凝胶，适用于不同的地层环境。

Description

一种新型采油用无机-有机三元复合堵剂及制备方法

一、技术领域：

本发明涉及一种新型采油用无机-有机三元复合堵剂及制备方法。

二、背景技术：

目前，国内的大部分油田已进入了高含水或特高含水期开发阶段：产液量增加，产油量减少，含水量超过80％，甚至高达90％以上，产液量的增加直接导致地层能量降低，抽油井泵效降低，管线和设备腐蚀和结垢加重，水处理量成本增加，投资费用增大，直接影响原油的产量并导致油层最终采收率的降低。

油井出水是注水(或注蒸汽)开发油田存在的一个普遍问题。在油田开发过程中，当油层原始能量开始降低后，需要人工向地层补注能量，即向油层注水，以提高原油采收率。但是由于地层的非均质性和流体流度的不同以及开采方式不当，导致注入水沿高渗透层或高渗透区不均匀地推进，引起水锥、水窜、水指进等现象的出现，使一些油井过早见水或水淹。尤其是油田开采进入中晚期后，油层出水已成为越来越严重的问题，油藏的层间和层内矛盾突出，已严重制约油田开发，社会经济效益也显著降低。为了有效地封堵高渗透层，调整好吸水剖面和产液剖面，改善水的波及体积，降低油井产水，提高原油的采收率，油井堵水、注水井调剖已成为提高原油采收率的重要措施。堵水调剖技术一直是油田改善注水开发效果、实现油藏稳产的有效手段。

交联聚合物弱凝胶是目前国内外应用最广泛的深部调剖改善水驱技术，但影响其性能的因素多，针对性强，且多不抗盐。硅酸盐类堵剂由于具有低粘度、良好的化学稳定性、优良的耐温和抗机械性能、地面处理工艺简单、成本低以及对环境友好等优点，早在20世纪70年代就开始在国内外的油井堵水、调剖，抑制气锥，稳定油藏基岩以及稳定粘土等方面得到大量应用。但硅酸盐类堵剂也具有一些缺点：胶凝时间短，形成的凝胶较硬易于破裂，易于脱水收缩和由收缩引起堵剂性能随时间改变等等。本文发明的堵剂由硅酸凝胶与改性树脂交联的聚合物冻胶形成，有机冻胶和无机凝胶的网络互相交织、穿插，提高了堵剂的粘弹性。交联剂为改性树脂具有多个活性反应点，与聚丙烯酰胺反应时生成多个放射状的共价交联键，交联点具有柔性而且较强；硅酸钠(水玻璃)沉积在交联聚合物网络内，在沉积过程中可吸附在聚合物分子链上，将分子链包埋，使整个网络得到加强；网络内的硅酸钠凝胶吸附、包裹水分子，从而减少游离水的含量，提高网络结构的强度和稳定性。

三、发明内容：

本发明的目的就是针对现有技术存在的上述缺陷，提供一种新型采油用无机-有机三元复合堵剂及制备方法，在克服无机硅酸凝胶时间短、凝胶强度相对较弱的情况下，提供一种在70℃以下凝胶时间相对较长(在6～8h)、凝胶强度较大，且凝胶具有一定韧性，不易开裂的无机有机复合凝胶。

一种新型采油用无机-有机三元复合堵剂，其技术方案是：由水玻璃、聚丙烯酰胺、水溶性酚醛树脂、磷酸和水混合而成，其质量百分比含量分别是：8％～12％的水玻璃，其模数为3.3、0.1％～0.3％的聚丙烯酰胺、0.3％～0.8％的水溶性酚醛树脂，磷酸用于调节pH值。

上述的酸采用磷酸，其水溶液浓度为5％～8％；当然也可以采用盐酸、硫酸或柠檬酸。

另外，上述的调节pH值包括两种情况，一种为碱性凝胶：pH值在10.5左右；一种为酸性凝胶：pH值在3左右。

一种新型采油用无机-有机三元复合堵剂的制备方法，具体是将聚丙烯酰胺和酚醛树脂按比例混合，配制成一定量的水溶液，经搅拌使其溶解后加入一定量的水玻璃，混合均匀后放入干燥箱加热2～3h后加入5％～8％的磷酸调节pH值至10.5，制成碱性凝胶。

一种新型采油用无机-有机三元复合堵剂的制备方法，将聚丙烯酰胺和酚醛树脂按比例混合，配制成一定量的水溶液，经搅拌使其溶解后加入一定量的磷酸，混合均匀后放入干燥箱加热2～3h后加入稀释2倍后的水玻璃调节pH值至3，制成酸性凝胶。

本发明所提供的堵剂与现有技术相比具有以下优点：

与传统的无机硅酸凝胶相比，其凝胶时间大大延长，在温度80℃以下可达8小时；与传统的无机硅酸凝胶相比，其凝胶强度也明显增大，且具有一定的粘弹性，不易破胶；因为堵剂的主体是无机材料，其成本较低廉；另外本发明的堵剂具有良好的热稳定性，固化后在60℃放置两个月，只有少量水析出，且强度无明显变化；由于硅酸凝胶本身碱性太强，所以本文通过酸调节其pH值，且制备pH值在10.5附近的碱性凝胶和pH值在3左右的酸性凝胶，因此适用于不同的地层环境。

四、具体实施方式：

实施例1：首先称取0.1g的聚丙烯酰胺、0.5g酚醛树脂，配制成100ml的水溶液，经搅拌溶解后加入10ml的水玻璃，在60℃下加热2～3h后在搅拌条件下加入18ml 5％的磷酸溶液，即得pH值为10.5的碱性凝胶。

实施例2：首先称取0.1g的聚丙烯酰胺、0.5g酚醛树脂，配制成100ml的水溶液，经搅拌溶解后加入10ml的水玻璃，在60℃下加热2～3h后在搅拌条件下加入28ml 85％的柠檬酸溶液，即得pH值为10.0的碱性凝胶。

实施例3：首先称取0.2g的聚丙烯酰胺、0.8g酚醛树脂，配制成100ml的水溶液，经搅拌溶解后加入12ml的水玻璃，在60℃下加热2～3h后在搅拌条件下加入18ml 5％的磷酸溶液，即得pH值为10.5的碱性凝胶。

实施例4：首先称取0.1g的聚丙烯酰胺、0.5g酚醛树脂、3ml磷酸，配制成100ml的水溶液，经搅拌溶解后在60℃下加热2～3h，之在搅拌条件下加入18ml稀释2倍的水玻璃，即得pH值为3的酸性凝胶。

实施例5：首先称取0.1g的聚丙烯酰胺、0.5g酚醛树脂、5ml磷酸，配制成100ml的水溶液，经搅拌溶解后在60℃下加热2～3h，之在搅拌条件下加入35ml稀释2倍的水玻璃，即得pH值为3的酸性凝胶。

上述实施例与传统的无机硅酸凝胶相比，其凝胶时间大大延长，在温度80℃以下可达8小时；与传统的无机硅酸凝胶相比，其凝胶强度也明显增大，且具有一定的粘弹性，不易破胶；因为堵剂的主体是无机材料，其成本较低廉；另外本发明的堵剂具有良好的热稳定性，固化后在60℃放置两个月，只有少量水析出，且强度无明显变化；由于硅酸凝胶本身碱性太强，所以本文通过酸调节其pH值，且制备pH值在10.5附近的碱性凝胶和pH值在3左右的酸性凝胶，因此适用于不同的地层环境。

Claims

1.一种新型采油用无机-有机三元复合堵剂，其特征是：由水玻璃、聚丙烯酰胺、水溶性酚醛树脂、磷酸和水混合而成，各组分的质量百分比含量分别是：8％～12％的水玻璃，采用的水玻璃模数为3.3、0.1％～0.3％的聚丙烯酰胺、0.3％～0.8％的水溶性酚醛树脂，磷酸用于调节pH值。

2.根据权利要求1所述的新型采油用无机-有机三元复合堵剂，其特征是：所述的酸是磷酸，其水溶液浓度为5％～8％。

3.根据权利要求1所述的新型采油用无机-有机三元复合堵剂，其特征是：所述的酸可以采用盐酸、硫酸或柠檬酸。

4.根据权利要求1、2或3所述的新型采油用无机-有机三元复合堵剂，其特征是：所述的调节pH值包括两种情况，一种为碱性凝胶：pH值在10.5左右；一种为酸性凝胶：pH值在3左右。

5.一种新型采油用无机-有机三元复合堵剂的制备方法，其特征是：将聚丙烯酰胺和酚醛树脂按比例混合，配制成一定量的水溶液，经搅拌使其溶解后加入一定量的水玻璃，混合均匀后放入干燥箱加热2～3h后加入5％～8％的磷酸调节pH值至10.5，制成碱性凝胶。

6.根据权利要求5所述的新型采油用无机-有机三元复合堵剂的制备方法，其特征是：将0.1％～0.3％的聚丙烯酰胺、0.5％～0.8％的水溶性酚醛树脂配制成一定量的水溶液，搅拌使其溶解后加入8％～12％的水玻璃，其模数为3.3，在50℃～80℃条件下加热2～3h，搅拌均条件下加入3％～8％的磷酸调节pH值至10.5，制成碱性凝胶，以上均采用质量百分比。

7.一种新型采油用无机-有机三元复合堵剂的制备方法，其特征是：将聚丙烯酰胺和酚醛树脂按比例混合，配制成一定量的水溶液，经搅拌使其溶解后加入一定量的磷酸，混合均匀后放入干燥箱加热2～3h后加入稀释2倍后的水玻璃调节pH值至3，制成酸性凝胶。

8.根据权利要求7所述的新型采油用无机-有机三元复合堵剂的制备方法，其特征是：将0.1％～0.3％的聚丙烯酰胺、0.5％～0.8％的水溶性酚醛树脂，配制成一定量的水溶液，搅拌使其溶解后加入3％～8％的磷酸，其模数为3.3，在50℃～80℃条件下加热2～3h，之后加入稀释二倍的水玻璃调节pH值至3，制成酸性凝胶，以上均采用质量百分比。