CN103627376B - 水玻璃无机凝胶调堵剂及其制备和使用方法 - Google Patents
水玻璃无机凝胶调堵剂及其制备和使用方法 Download PDFInfo
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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 (6)
1.一种水玻璃无机凝胶调堵剂的制备方法，该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，其制备方法是：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。
2.根据权利要求1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38.8g水，搅拌10min后形成水玻璃无机凝胶调堵剂。
3.根据权利要求1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26.65g水，搅拌10min后形成水玻璃无机凝胶调堵剂。
4.根据权利要求1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3.5g水，搅拌10min后形成水玻璃无机凝胶调堵剂。
5.根据权利要求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所得到的产品的使用方法，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。
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所得到的产品的使用方法，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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