CN103483497B - 一种物理吸附型选择性堵水剂及其合成方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种物理吸附型选择性堵水剂及其合成方法，所述堵水剂由以下摩尔份数的组分组成：丙烯酰胺8份，丙烯酸1‑5份，2‑丙烯酰胺基‑2‑甲基丙磺酸0.15‑0.6份，甲基丙稀酰氧乙基三甲基氯化铵0.15‑0.6份，引发剂A和引发剂B均为四种聚合单体质量的0.1％‑0.5％。所述堵水剂可以大量的吸附在砂砾上其间胶结形成三维网络结构的固结体，能够大幅度提高抗压和堵水效果，具有较好的封堵能力、油水选择性能和耐冲刷性能。
Description
技术领域
本发明是涉及一种堵水剂及其合成方法，具体涉及一种用于石油天然气开采技术领域中的浅层油藏层内堵水剂及其合成方法。
背景技术
随着油田开发时间的延长，目前，我国大部分油田生产都进入了水驱的中后期、产量递减越来越快，但地下可采储量仍然较大，因此，如何提高油田开发中后期开采效益己成为石油工业关注的一个焦点。我国陆上石油80％以上是靠注水开发的。对于注水开发的油田，油井出水是一个普遍问题。因此，“稳油控水”是高含水后期控制油气生产成本、提高油田开发效益的必由之路。目前，油田中采用的堵水方法可分为机械堵水和化学堵水两类：机械法堵水是用分隔器将出水层在井筒内卡开，己阻止水流入井内，如中国专利公开号200710055041；化学法堵水是化学堵水剂的化学作用对出水层造成堵塞，如中国专利公开号99218298。就目前应用和发展情况来看，主要是化学堵水。现有的选择性堵水剂的不足主要表现在：
1、目前常用的聚丙烯酰胺类选择性堵水剂作用时间较短，不能在地层岩石表面长久的吸附，耐冲刷性差。
2、目前常用的选择性堵水剂的实际油水选择性较差，在堵水的同时对油也有一定的封堵性能。
3、受堵剂成本限制，堵剂用量少，调剖半径小。
发明内容
本发明的目的在于解决上述现有技术的不足，提供一种只对出水层位进行封堵，而对出油层位基本没有封堵能力的选择性堵水剂。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种物理吸附型选择性堵水剂，由以下摩尔份数的组分组成：
所述引发剂A和B组成氧化还原体系，所述引发剂A为氧化剂，优选为过硫酸铵；所述引发剂B为还原剂，优选为亚硫酸氢钠。
较佳的，所述组分的摩尔份数为：
本发明还公开了所述堵水剂的制备方法，包括以下具体步骤：
将所述组分混合后，再进行以下操作：
搅拌下将丙烯酸(AA)和2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)溶于去离子水中，继续搅拌至混合液透明。缓慢滴加NaOH水溶液调节pH至6；向混合液中加入将丙烯酰胺(AM)和甲基丙稀酰氧乙基三甲基氯化铵(DMC)水溶液。氮气保护条件下加入引发体系氧化剂((NH4)2S208)和还原剂NaHS03，45℃条件下进行聚合反应4h得到胶状产物；所得产物经剪切造粒，于70℃下烘干粉碎，即得粉末状聚合物，粘均分子量1192万。
本发明构思新颖，设计合理，易于实施，利用本发明提供的方法制备出来的物理吸附型选择性堵水剂可以大量的吸附在砂砾上其间胶结形成三维网络结构的固结体，能够大幅度提高抗压和堵水效果。具有较好的封堵能力、油水选择性能和耐冲刷性能。
附图说明
图1为聚合物的红外光谱图；
图2注堵剂前的水相压力曲线；
图3注堵剂前的水相渗透率曲线；
图4注堵剂后的水驱油驱压力曲线；
图5注堵剂后的水驱油驱渗透率曲线。
具体实施方式
实例1：按照摩尔数配比以下各物质：
按以上的比例配比混合后，通过以下步骤实现：
搅拌下将丙烯酸(AA)和2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)溶于去离子水中，继续搅拌至混合液透明。缓慢滴加NaOH水溶液调节pH至6；向混合液中加入将丙烯酰胺(AM)和甲基丙稀酰氧乙基三甲基氯化铵(DMC)水溶液。氮气保护条件下加入引发体系氧化剂((NH4)2S208)和还原剂NaHS03，45℃条件下进行聚合反应4h得到胶状产物；所得产物经剪切造粒，于70℃下烘干粉碎，即得粉末状聚合物，粘均分子量757万。
实例2：按照以下摩尔数配比以下各物质：
按以上的比例配比混合后，通过以下步骤实现：
搅拌下将丙烯酸(AA)和2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)溶于去离子水中，继续搅拌至混合液透明。缓慢滴加NaOH水溶液调节pH至6；向混合液中加入将丙烯酰胺(AM)和甲基丙稀酰氧乙基三甲基氯化铵(DMC)水溶液。氮气保护条件下加入引发体系氧化剂((NH4)2S208)和还原剂NaHS03，45℃条件下进行聚合反应4h得到胶状产物；所得产物经剪切造粒，于70℃下烘干粉碎，即得粉末状聚合物，聚合物粘均分子量1196万。
实例3：按照以下重量份配比以下各物质：
按以上的比例配比混合后，通过以下步骤实现：
搅拌下将丙烯酸(AA)和2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)溶于去离子水中，继续搅拌至混合液透明。缓慢滴加NaOH水溶液调节pH至6；向混合液中加入将丙烯酰胺(AM)和甲基丙稀酰氧乙基三甲基氯化铵(DMC)水溶液。氮气保护条件下加入引发体系氧化剂((NH4)2S208)和还原剂NaHS03，45℃条件下进行聚合反应4h得到胶状产物；所得产物经剪切造粒，于70℃下烘干粉碎，即得粉末状聚合物，粘均分子量800万。
性能测试：
如图1所示，3394cm-1处为-NH2的特征伸缩振动吸收峰，2937cm-1处为-CH的伸缩振动吸收峰，1663cm-1处为-C=0的特征伸缩振动吸收峰，图中1319cm-1和1046cm-1处则分别为DMC中与季氮相连的-CN和-CH的特征吸收峰，高分辨仪器上-NH-会有相似的分裂峰出现。
由图2压力曲线可以看出，注堵剂时，第一个点测压点的压力首先上升，随之第二个压力点再升高，往下依次类推，之所以出现这种现象是因为随着堵剂的注入，堵剂首先运移到进口处，所以第一个测压点升高，而此时第二、三、四、五个测定点流过的介质依然是水，之后堵剂越注越多，其他测压点的压力也越来越大。
图3-5的结果见表1，
表1
由上述实验数据可以看出，注堵剂前水驱压力较低，渗透率较高，注入堵剂时压力较高，渗透率较低，养护24h后再次水驱压力较前面水驱压力升高渗透率下降，封堵率为92.57％，水驱后油驱渗透率较水驱时略微升高，但效果不是很明显；油驱后水驱的压力再次升高渗透率下降，封堵率为94.41％；通过对比多个测压点的填砂管和三段填砂管，可以看出，测压点越多可用的实验数据也越多，且压力曲线以及渗透率曲线均较好。
Claims (2)
1.一种制备物理吸附型选择性堵水剂的方法，包括以下步骤：搅拌下将丙烯酸和2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸溶于去离子水中，继续搅拌至混合液透明；缓慢滴加NaOH水溶液调节pH至6；向混合液中加入将丙烯酰胺和甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵水溶液；氮气保护条件下加入引发剂A和引发剂B，45℃条件下进行聚合反应4h得到胶状产物；所得产物经剪切造粒，于70℃下烘干粉碎，即得粉末状聚合物，为所述堵水剂；
所述堵水剂由以下摩尔份数的组分组成：
丙烯酰胺 8份，丙烯酸 1-5份，2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸0.15-0.6份，甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵 0.15-0.6份，引发剂A为四种聚合单体质量的0.1％-0.5％，引发剂B与引发剂A等摩尔比；所述引发剂A和B组成氧化还原体系，所述引发剂A为过硫酸铵，所述引发剂B为亚硫酸氢钠。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述堵水剂组分的摩尔份数为：丙烯酰胺 8份，丙烯酸 2份，2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸 0.45份，甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵 0.6份，引发剂A为四种聚合单体质量的0.1％-0.5％，引发剂B与引发剂A等摩尔比。
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