CN102766449A - 聚丙烯酰胺与水溶性酚醛树脂的低温促交剂 - Google Patents
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Abstract
聚丙烯酰胺与水溶性酚醛树脂的低温促交剂，应用于油田三次采油技术领域。各组份重量百分比为：氯化铵：20～25%；间苯二酚：2～3%；草酸：0～2%；硫代硫酸钠：1～2%，其余为清水。效果是：在清水配液条件下聚合物800～3000mg/L，交联剂水溶性酚醛树脂600～1200mg/L，加入该促交剂浓度2000～3000mg/L，在30～60℃温度条件下，交联时间30～8h并可调，凝胶粘度800～6000mPa·s，考察150天凝胶性能稳定。采用含有微生物矿化度低于50000mg/L的油田回注污水配液，在低温条件下同样形成稳定的凝胶，克服了低温常用铬、铝交联体系必须使用清水配液的缺陷，能够满足现场采用油田回注污水配液的需要。
Description
技术领域
本发明涉及油田三次采油技术领域，特别涉及一种油田交联聚合物可动凝胶调驱，是一种聚丙烯酰胺与水溶性酚醛树脂交联体系使用的低温促交剂。
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，其中的可动凝胶调驱因施工工艺简单、施工方便，应用范围广，在国内各油田得到广泛推广应用。
目前，国内各油田常用的交联聚合物可动凝胶体系主要为聚丙烯酰胺与有机铬、铝交联体系和聚丙烯酰胺与水溶性酚醛树脂交联体系。据《石油地质与工程》2010.5（3）P73-75“可动凝胶体系发展现状及调驱机理分析”介绍，铬、铝等金属离子交联体系主要用于中、低温油藏（<70℃）；并且必须用清水配制。据《精细石油化工》2003.4（8）P30-32“深部调剖驱油剂的研究”介绍，聚丙烯酰胺与水溶性酚醛树脂交联体系低温下不成胶（交联），主要用于高温油藏。
聚丙烯酰胺与水溶性酚醛树脂在中高温条件下交联形成稳定的凝胶，已有大量室内实验和现场应用的报道。水溶性酚醛树脂属于酚醛树脂的甲阶段产品，其分子结构含有羟甲基官能团或二亚甲基醚键结构，由于苯环上的羟甲基官能团具有很强的活性，在一定条件下（特别是高温）可与酰胺基团发生缩合反应。但如何使水溶性酚醛树脂与聚丙烯酰胺在低温下交联形成凝胶？对此进行调研和实验研究，通过调研，要使聚丙烯酰胺酚醛树脂交联体系在低温条件下交联，必须加入促使其低温交联的促交剂，截至本研究之前，未见有关聚丙烯酰胺—水溶性酚醛树脂交联体系低温促交剂的报道。通过实验研究，发明一种使聚丙烯酰胺酚醛树脂交联体系在低温下交联形成凝胶的低温促交剂配方和使用方法，扩大聚丙烯酰胺与水溶性酚醛树脂交联体系可动凝胶调驱的应用范围，同时克服聚丙烯酰胺与有机铬、铝交联体系必须采用清水配液的缺点，满足现场采用油田回注污水配液的需要。
发明内容
本发明的目的是：提供一种聚丙烯酰胺与水溶性酚醛树脂的低温促交剂，使聚丙烯酰胺与水溶性酚醛树脂交联体系在低温（30～60℃）下交联形成凝胶，扩大使聚丙烯酰胺与水溶性酚醛树脂可动凝胶交联体系在油田三次采油中的应用范围，同时使其适合油田回注污水配液，节约清水水源。
本发明采用的技术方案是：聚丙烯酰胺与水溶性酚醛树脂的低温促交剂，其特征在于：各组份重量百分比为：
氯化铵：20～25%；
间苯二酚：2～3%；
硫代硫酸钠：1～2%；
其余为清水。
各组分中还可以有草酸：0～2%。
制备方法分为以下步骤完成：使用的设备：不锈钢或陶瓷反应釜，25kg塑料桶。
1）向带加热和搅拌设备的反应釜中加入定量清水，并预热至40～50℃开动搅拌器；
2）向反应釜中缓慢加入20～25%的氯化铵，搅拌使其完全溶解；
3）缓慢加入1～2%的硫代硫酸钠，恒温搅拌5～10min，使其形成还原环境；
4）加入2～3%的间苯二酚，搅拌使其溶解；
5）恒温20～40min，冷却至室温，得到聚丙烯酰胺与水溶性酚醛树脂的低温促交剂，放出保存备用。
在步骤4中可以加入草酸0～2%。
促交剂制备方法：将聚丙烯酰胺溶于水中（清水或回注污水）搅拌使其充分溶胀均匀，然后边搅拌边缓慢加入水溶性树脂交联剂，最后加入该促交剂搅拌均匀，放入密封瓶，放在模拟储层温度的烘箱内，观察形成凝胶的时间，测定凝胶粘度。由于可动凝胶调驱目的是用于现场施工。现场使用步骤：
1）在配液池先配制一定浓度的聚丙烯酰胺溶液，搅拌使其充分溶胀，然后边搅拌边缓慢加入水溶性酚醛树脂交联剂，最后加入该促交剂，搅拌均匀；
2）用调驱泵井口注入加入该促交剂的聚丙烯酰胺—水溶性酚醛树脂交联体系可动凝胶溶液和顶替液；
3）关井候凝3～5天，然后恢复注水。
使用条件：适用于储层温度30～60℃的低温油藏聚丙烯酰胺与水溶性酚醛树脂可动凝胶调驱，除采用清水配液外还可采用矿化度低于50000mg/L的油田回注污水配液。
根据石油工业出版社出版的《采油技术手册》（十）P82-83酚醛树脂堵水技术中介绍，在水溶性酚醛树脂中加入氯化铵、盐酸或草酸，可使酚醛树脂快速凝固；同时根据有机化学知识，苯环上羟基的反应活性，间苯二酚高于苯酚。因此，设计实验方案在聚丙烯酰胺—水溶性酚醛树脂可动凝胶交联体系中加入一种由氯化铵、盐酸、草酸、间苯二酚等或其复配合成产物的促交剂使其在低温下交联形成稳定的凝胶，满足低温油田使用酚醛树脂交联可动凝胶调驱的需要，据此提供一种用于聚丙烯酰胺与水溶性酚醛树脂在低温下交联形成可动凝胶的促交剂配方、制作和使用方法。经室内实验验证，通过氯化铵、间苯二酚、草酸等常用化工原料的复配形成的促交剂可促使聚丙烯酰胺与水溶性酚醛树脂在30～60℃温度范围内形成稳定的凝胶，不但采用清水配液，而且在油田回注污水配液条件下通过调整可动凝胶原料的配比同样形成稳定的凝胶，扩大聚丙烯酰胺—水溶性酚醛树脂体系可动凝胶的应用油藏温度范围，同时克服常用有机铬、铝交联体系必须使用清水配液的缺点，满足现场采用油田回注污水配液的需要。
本发明的有益效果：本发明聚丙烯酰胺与水溶性酚醛树脂的低温促交剂，室内实验表明，在清水配液条件下聚合物800～3000mg/L，交联剂水溶性酚醛树脂600～1200mg/L，加入该促交剂浓度2000～3000mg/L，在30～60℃温度条件下，交联时间30～8h并可调，凝胶粘度800～6000mPa·s，考察150天凝胶性能稳定。加入该促交剂的聚丙烯酰胺—水溶系酚醛树脂交联体系不但适用于清水配液，采用含有微生物矿化度低于50000mg/L的油田回注污水配液，在低温条件下同样形成稳定的凝胶，克服了低温常用铬、铝交联体系必须使用清水配液的缺陷，能够满足现场采用油田回注污水配液的需要。
具体实施方式
实施例1：聚丙烯酰胺与水溶性酚醛树脂的低温促交剂，各组份重量百分比为：氯化铵：20％；间苯二酚：2％；草酸：1％；硫代硫酸钠：1％；其余为水。
制备方法：将装有磁力搅拌、回流冷凝装置和温度计的250ml三口烧瓶至于磁力搅拌控温电热套上，向烧瓶中加入清水114ml，预热至40℃并搅拌，缓慢加入氯化铵30g、硫代硫酸钠1.5g，恒温搅拌10min，然后加入草酸1.5g、间苯二酚3g，恒温搅拌40min，冷却至室温，得到聚丙烯酰胺与水溶性酚醛树脂的低温促交剂，放出备用。
实施例2：一种促使聚丙烯酰胺与水溶性酚醛树脂低温交联的促交剂，各组份重量百分比为：氯化铵：25%；间苯二酚：3%；草酸：2%；硫代硫酸钠：2%；其余为水。
制备方法：向反应釜中加入清水1360L，预热至40℃开动搅拌器，缓慢加入氯化铵500kg、硫代硫酸钠40kg，恒温搅拌10min，草酸40kg、间苯二酚60kg，恒温搅拌40min，冷却至室温，得到聚丙烯酰胺与水溶性酚醛树脂的低温促交剂，放出备用。
实施例3：一种促使聚丙烯酰胺与水溶性酚醛树脂低温交联的促交剂，各组份重量百分比为：氯化铵：22%；间苯二酚：2%；硫代硫酸钠：1%；其余为水。
制备方法：向反应釜中加入清水1500L，预热至50℃开动搅拌器，缓慢加入氯化铵440kg、硫代硫酸钠20kg，恒温搅拌5min，间苯二酚40kg，恒温搅拌40min，冷却至室温，得到聚丙烯酰胺与水溶性酚醛树脂的低温促交剂，放出备用。
Claims (3)
1.一种聚丙烯酰胺与水溶性酚醛树脂的低温促交剂，其特征是：各组份重量百分比为：
氯化铵：20～25%；
间苯二酚：2～3%；
硫代硫酸钠：1～2%；
其余为清水。
2.根据权利要求1所述聚丙烯酰胺与水溶性酚醛树脂的低温促交剂，其特征是：制备方法是：向反应釜中加入定量清水，并预热至40～50℃开动搅拌器，缓慢加入氯化铵20～25%、硫代硫酸钠1～2%，恒温搅拌5～10min，间苯二酚2～3%，恒温20～40min，放出冷却至室温，得到聚丙烯酰胺与水溶性酚醛树脂的低温促交剂。
3.根据权利要求1所述聚丙烯酰胺与水溶性酚醛树脂的低温促交剂，其特征是：各组分中有草酸：0～2%。
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