CN103627376A - 水玻璃无机凝胶调堵剂及其制备和使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种调堵剂，具体的说是一种水玻璃无机凝胶调堵剂及其制备和使用方法。该产品各组分所占的质量百分比是：水玻璃占10～40%；聚丙烯酰胺0.1～0.3%；十二烷基苯磺酸钠0.1～0.2%；磷酸二氢铝，0.1～0.3%；N，N-二甲基甲酰胺，1～6%；其余为水。制备方法，将水加入容器内，开启搅拌装置，加入聚丙烯酰胺，熟化10～15min，然后依次加入十二烷基苯磺酸钠、磷酸二氢铝、N，N-二甲基甲酰胺和水玻璃，每加入一种材料搅拌5～10min，全部加完后，继续搅拌10～15min后，得到水玻璃无机凝胶调堵剂。与现有技术相比，能够用于高温、中低渗油藏，具有初始低粘度、易注入的特点。
Description
技术领域
本发明涉及一种调堵剂，具体的说是一种水玻璃无机凝胶调堵剂及其制备和使用方法。
背景技术
在油田开发到中后期，随着不断的强注强采，一般会造成油藏的非均质性加重，渗透率差异加大，高渗带进一步发育为大孔道，使得注水、注聚效果下降或造成油井水淹或窜聚。为了改善注水、化学驱效果，提高低渗区域储量动用程度，水井调剖、油井堵水已成为一项非常重要的措施。
油田目前应用的调剖、堵水剂主要采用有机体系为主，该类体系不仅成本高，而且在高温地层中热稳定性差，易降解，对地层的渗流剖面控制有效期短。同时，由于该类体系初始粘度一般都较高，在中低渗油藏施工时，注入压力过高而无法满足施工要求，或注入量不足，从而无法有效控制渗流剖面。常用的易注入性低粘度、抗温凝胶材料，主要以无机盐类为主，如水玻璃硅酸盐等。属于无机类的水玻璃凝胶材料不仅价格低廉，初始状态为低粘度的水溶液，能进入地层小空隙，更因为其凝胶结构为无机硅氧结构，比有机聚合类体系具有更突出的高温热稳定性能。但其存在成胶时间短的问题，一般只能处理井径周围1.5-3.0m的地层，而且地层温度越高，成胶时间越短，并且在高温下会大量脱水缩聚成致密玻璃体，导致调剖堵水措施失效。因此，在油田开发中取得一定应用空间，但又受到应用局限。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术之不足而提供一种低粘度、易注入的水玻璃无机凝胶调堵剂及其制备和使用方法。
一种水玻璃无机凝胶调堵剂所采用的技术方案是：一种水玻璃无机凝胶调堵剂，各组分所占的质量百分比是：水玻璃占10～40%；聚丙烯酰胺0.1～0.3%；十二烷基苯磺酸钠0.1～0.2%；磷酸二氢铝，0.1～0.3%；N，N-二甲基甲酰胺，1～6%；其余为水。
水玻璃无机凝胶调堵剂所采用的技术方案与现有技术相比，可用于高温、中低渗油藏，具有初始低粘度、易注入的特性，更具有一定的强度。
水玻璃无机凝胶调堵剂所采用的优选方案是：
水玻璃占10%；聚丙烯酰胺占0.1%；十二烷基苯磺酸钠占0.1%；磷酸二氢铝占0.1%；N，N-二甲基甲酰胺1%；水占88.7%。
水玻璃占20%；聚丙烯酰胺占0.2%；十二烷基苯磺酸钠占0.15%；磷酸二氢铝占0.2%；N，N-二甲基甲酰胺占3%；水占76.45%。
水玻璃占40%；聚丙烯酰胺占0.3%；十二烷基苯磺酸钠占0.2%；磷酸二氢铝占0.3%； N，N-二甲基甲酰胺占6%； 53.2%占水。
一种水玻璃无机凝胶调堵剂的制备方法所采用的技术方案是：
一种水玻璃无机凝胶调堵剂的制备方法，步骤是：将水加入容器内，开启搅拌装置，加入聚丙烯酰胺，熟化10～15min，然后依次加入十二烷基苯磺酸钠、磷酸二氢铝、N，N-二甲基甲酰胺和水玻璃，每加入一种材料搅拌5～10min，全部加完后，继续搅拌10～15min后，得到水玻璃无机凝胶调堵剂。
采用上述制备方法得到的水玻璃无机凝胶调堵剂与现有技术相比，能够用于高温、中低渗油藏，具有初始低粘度、易注入的特性，更具有一定的强度；既能控制油藏渗流剖面，又不会封死地层。
水玻璃无机凝胶调堵剂的制备方法所采用的优选方案是：
在质量分数为0.2%的聚丙烯酰胺水溶液50g中，边搅拌边依次加入0.1g的十二烷基苯磺酸钠、0.1g的磷酸二氢铝、1g的N，N-二甲基甲酰胺，每加入一种材料搅拌5min，最后加入10g水玻璃溶液和余量水，搅拌10min后形成水玻璃无机凝胶调堵剂。
在质量分数为0.4%的聚丙烯酰胺水溶液50g中，边搅拌边依次加入0.15g的十二烷基苯磺酸钠、0.2g的磷酸二氢铝、3g的N，N-二甲基甲酰胺，每加入一种材料搅拌5min，最后加入20g水玻璃溶液和余量水，搅拌10min后形成水玻璃无机凝胶调堵剂。
在质量分数为0.6%的聚丙烯酰胺水溶液50g中，边搅拌边依次加入0.2g的十二烷基苯磺酸钠、0.3g的磷酸二氢铝、6g的N，N-二甲基甲酰胺，每加入一种材料搅拌10min，最后加入40g水玻璃溶液和余量水，搅拌10min后形成水玻璃无机凝胶调堵剂。
一种水玻璃无机凝胶调堵剂的使用方法所采用的技术方案是：将水玻璃无机凝胶调堵剂在60～150℃的环境温度下恒温养护1～5d后，体系形成不脱水、不流动的硅氧结构高强度吸水凝胶。
一种水玻璃无机凝胶调堵剂的使用方法所采用的优选方案是：水玻璃无机凝胶堵剂在60℃的环境温度下凝胶时间是106h，120℃的环境温度下的凝胶时间为32h，150℃的环境温度下的凝胶时间为10h。
具体实施方式
下面结合实施例详述本发明：
实施例1：
在质量分数为0.2%的聚丙烯酰胺水溶液50g中，边搅拌边依次加入0.1g十二烷基苯磺酸钠、0.1g磷酸二氢铝、1gN，N-二甲基甲酰胺，每加入一种材料搅拌5～10min，最后加入10g水玻璃溶液和38.8g水，搅拌10min后形成水玻璃无机凝胶调堵剂；所得到的水玻璃无机凝胶调堵剂量的组分为（按质量比计）：10%水玻璃+0.1%聚丙烯酰胺+0.1%十二烷基苯磺酸钠+0.1%磷酸二氢铝+1%N，N-二甲基甲酰胺+88.7%水。该体系在60℃的环境温度下的凝胶时间为106h，在120℃的环境温度下的凝胶时间为32h，在150℃的环境温度下的凝胶时间为10h。
实施例2：
在质量分数为0.4%的聚丙烯酰胺水溶液50g中，边搅拌边依次加入0.15g十二烷基苯磺酸钠、0.2g磷酸二氢铝、3gN，N-二甲基甲酰胺，每加入一种材料搅拌5～10min，最后加入20g水玻璃溶液和26.65g水，搅拌10min后形成水玻璃无机凝胶调堵剂；所得到的水玻璃无机凝胶调堵剂的组分为（按质量比计）：20%水玻璃+0.2%聚丙烯酰胺+0.15%十二烷基苯磺酸钠+0.2%磷酸二氢铝+3%N，N-二甲基甲酰胺+76.45%水，该体系在60℃的环境温度下的凝胶时间为75h，在120℃的环境温度下的凝胶时间为23h，在150℃的环境温度下的凝胶时间为8h。
实施例3：
在质量分数为0.6%的聚丙烯酰胺水溶液50g中，边搅拌边依次加入0.2g十二烷基苯磺酸钠、0.3g磷酸二氢铝、6gN，N-二甲基甲酰胺，每加入一种材料搅拌5～10min，最后加入40g水玻璃溶液和3.5g水，搅拌10min后形成水玻璃无机凝胶调堵剂；所得到的水玻璃无机凝胶调堵剂的组分为（按质量比计）：40%水玻璃+0.3%聚丙烯酰胺+0.2%十二烷基苯磺酸钠+0.3%磷酸二氢铝+6%N，N-二甲基甲酰胺+53.2%水，该体系在60℃的环境温度下的凝胶时间为29h，在120℃的环境温度下的凝胶时间为8h，在150℃环境温度下的凝胶时间为5h。
实施例4：
采用实施例3中的水玻璃无机凝胶调堵剂配方，进行物理模拟实验。在初始水测渗透率为0.301μm2、1.255μm2和3.170μm2的岩心中，分别注入0.3PV水玻璃无机凝胶调堵剂，注入阻力系数为3～5；将三根岩心在150℃下养护24h，保证水玻璃无机凝胶调堵剂成胶后，再次进行水测渗透率为2.43×10-3μm2、13.55×10-3μm2和41.52×10-3μm2，对应的封堵率为99.19%、98.92%和98.69%。后续水驱15PV后，封堵率下降不足1%。说明水玻璃无机凝胶调堵剂具有优良的注入性，成胶后拥有良好的封堵能力和耐水冲刷性，适用于该体系适用于调剖堵水工作，特别适用于中低渗油藏的调剖堵水工作。
以上实施例1至4中所采用的原料如下：
水玻璃: 俗称泡花碱，是一种硅酸钠水溶液，固含量40%，模数3.3。原料提供单位：河北冀东油田瑞丰化工有限公司。
聚丙烯酰胺：白色粉状固体，水解度10%，分子量500万，速溶于水，与高价金属离子能交联成不溶性的凝胶体。原料提供单位：爱森(中国)絮凝剂有限公司。
十二烷基苯磺酸钠：也叫做四聚丙烯基苯磺酸钠，白色或淡黄色粉状或片状固体。 溶于水而成半透明溶液。主要用作阴离子型表面活性剂。原料提供单位：河北冀东油田瑞丰化工有限公司。
磷酸二氢铝：无色无味极粘稠的液体，固含量40%的水溶液。原料提供单位：河北冀东油田瑞丰化工有限公司。
N，N-二甲基甲酰胺：无色液体，有微弱的特殊臭味。原料提供单位：河北冀东油田瑞丰化工有限公司。
Claims (10)
1.一种水玻璃无机凝胶调堵剂，各组分所占的质量百分比是：水玻璃占10～40%；聚丙烯酰胺0.1～0.3%；十二烷基苯磺酸钠0.1～0.2%；磷酸二氢铝，0.1～0.3%；N，N-二甲基甲酰胺，1～6%；其余为水。
2.根据权利要求1所述的水玻璃无机凝胶调堵剂，其特征在于：水玻璃占10%；聚丙烯酰胺占0.1%；十二烷基苯磺酸钠占0.1%；磷酸二氢铝占0.1%；N，N-二甲基甲酰胺1%；水占88.7%。
3.根据权利要求1所述的水玻璃无机凝胶调堵剂，其特征在于：水玻璃占20%；聚丙烯酰胺占0.2%；十二烷基苯磺酸钠占0.15%；磷酸二氢铝占0.2%；N，N-二甲基甲酰胺占3%；水占76.45%。
4.根据权利要求1所述的水玻璃无机凝胶调堵剂，其特征在于：水玻璃占40%；聚丙烯酰胺占0.3%；十二烷基苯磺酸钠占0.2%；磷酸二氢铝占0.3%； N，N-二甲基甲酰胺占6%； 53.2%占水。
5.一种如权利要求1至4中任意一项所述的水玻璃无机凝胶调堵剂的制备方法，其特征在于：将水加入容器内，开启搅拌装置，加入聚丙烯酰胺，熟化10～15min，然后依次加入十二烷基苯磺酸钠、磷酸二氢铝、N，N-二甲基甲酰胺和水玻璃，每加入一种材料搅拌5～10min，全部加完后，继续搅拌10～15min后，得到水玻璃无机凝胶调堵剂。
6.根据权利要求5所述的水玻璃无机凝胶调堵剂的制备方法，其特征在于：在质量分数为0.2%的聚丙烯酰胺水溶液50g中，边搅拌边依次加入0.1g的十二烷基苯磺酸钠、0.1g的磷酸二氢铝、1g的N，N-二甲基甲酰胺，每加入一种材料搅拌5min，最后加入10g水玻璃溶液和余量水，搅拌10min后形成水玻璃无机凝胶调堵剂。
7.根据权利要求5所述的水玻璃无机凝胶调堵剂的制备方法，其特征在于：在质量分数为0.4%的聚丙烯酰胺水溶液50g中，边搅拌边依次加入0.15g的十二烷基苯磺酸钠、0.2g的磷酸二氢铝、3g的N，N-二甲基甲酰胺，每加入一种材料搅拌5min，最后加入20g水玻璃溶液和余量水，搅拌10min后形成水玻璃无机凝胶调堵剂。
8.根据权利要求5所述的水玻璃无机凝胶调堵剂的制备方法，其特征在于：在质量分数为0.6%的聚丙烯酰胺水溶液50g中，边搅拌边依次加入0.2g的十二烷基苯磺酸钠、0.3g的磷酸二氢铝、6g的N，N-二甲基甲酰胺，每加入一种材料搅拌10min，最后加入40g水玻璃溶液和余量水，搅拌10min后形成水玻璃无机凝胶调堵剂。
9.根据权利要求1至8中任意一项所述的水玻璃无机凝胶调堵剂的使用方法，其特征在于：将水玻璃无机凝胶调堵剂在60～150℃的环境温度下恒温养护1～5d后，体系形成不脱水、不流动的硅氧结构高强度吸水凝胶。
10.根据权利要求9所述的水玻璃无机凝胶调堵剂的使用方法，其特征在于：水玻璃无机凝胶堵剂在60℃的环境温度下凝胶时间是106h，120℃的环境温度下的凝胶时间为32h，150℃的环境温度下的凝胶时间为10h。
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