CN103773343A - 凝胶调剖驱油剂的制备方法及其应用 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种凝胶调剖驱油剂的制备方法及其应用。在本发明的制备方法中，通过将质量百分比计的10～50％阳离子单体、5～20％非离子单体、0.01～0.1％亚甲基双丙烯酰胺、0.1～0.2％过硫酸胺以及余量水混合配成溶液，在60～90℃温度下聚合反应8～11小时得到凝胶调剖驱油剂，本发明的凝胶调剖驱油剂制备方法简单，所需合成材料来源丰富易得。此外，本发明所制备的凝胶调剖驱油剂具有粒径小、可与沙粒在不同压差情况下分裂和凝聚成胶团、驱油活性剂固定在微球表面、更耐温抗盐等有点，能够很好应用在不同类型油田开采过程中岩层裂缝的封堵以及驱油，并且成本低、效果更好。

Description

凝胶调剖驱油剂的制备方法及其应用
技术领域
本发明属于驱油剂领域，尤其涉及一种凝胶调剖驱油剂的制备方法及应用。 
背景技术
油田采收率大小由注入流体的效率决定，体现在波及体积和洗油效率等方面，地层的复杂性(如非均质性)以及长期注水形成的水流大通道，导致注入水波及体积小、采收率低。在开采后期的高含水和特高含水期，大量的注入水串流，中低渗层未被波及，仍存在大量残余油，此时，全程调剖改变注入水渗流方向，提高注入水波及体积是提高驱油效率的重要方法。 
目前国内外应用最多的三次采油技术主要是提高波及体积的聚合物驱油技术，包括既可提高波及体积又可提高洗油效率的二元、三元和泡沫复合驱油技术，实验和矿场试验证明聚合物驱可有效增加油层波及体积，可提高油田采收率十个以上百分点，但投入成本相对较高，对于非均质油藏，由于封堵能力差，对中低渗层影响小，导致驱油效果不理想，另外对断块小油田和平台面积有限的海上油田不大适用，同时聚合物溶液的粘度还受到油层温度和矿化度的严重影响。 
针对以上存在的问题，国内外开展了深部调剖驱油技术研究，如：胶态分散凝胶(CDG)调驱技术、弱凝胶调驱体系、预交联凝胶调驱技术、聚合物微球调驱、柔性转向剂等，但是这些技术也都存在许多不足。其中，胶态分散凝胶(CDG)调驱技术是在地层中成胶情况受剪切、降解、矿化度、温度、交联剂吸附等诸多因素的影响，易发生不交联问题；强度弱，不适合裂缝和大孔道的封堵；体系不能应用于高温油藏。弱凝胶调驱体系的交联时间过快，其深入地层深部之前已经交联，导致注入压力过高；或者由于地层水稀释及交联剂离子的 吸附损耗等原因导致地层内不能成胶；另外聚合物的高温降解限制了体系的使用范围。预交联凝胶调驱技术的预交联凝胶颗粒类堵剂的吸水速度较快，通常情况下，在地面配液池中还未泵入井筒就已膨胀，使得注入过程变得复杂，不易运移到更深的地层；材料吸水后强度变弱，吸水越多，力学性能越差，在泵入过程中、通过筛管以及向地层深部运移过程中容易剪切变碎，越运移粒度越小，最终失去堵调作用；由于材料由丙烯酰胺类单体聚合而成，不适宜在80℃以上油藏使用。聚合物微球调驱体系的粒径小容易污染非目的层，对大孔道、裂缝的封堵能力有限；材质为有机材料，不适合在高温油藏应用。柔性转向剂的成本高，不宜推广，颗粒尺寸相对孔喉尺寸大得多，注入深度受限。 
发明内容
本发明的目的在于提供一种凝胶调剖驱油剂的制备方法及应用，旨在解决现有调剖驱油强度弱、不耐高温高盐、交联速度过快、成本高等问题。 
本发明是这样实现的，一种凝胶调剖驱油剂的制备方法，包括以下具体步骤：将质量百分比计的10～50％阳离子单体、5～20％非离子单体、0.01～0.1％亚甲基双丙烯酰胺、0.1～0.2％过硫酸胺以及余量水混合配成溶液，在60～90℃温度下聚合反应8～11小时，得到凝胶调剖驱油剂。 
优选地，所述凝胶调剖驱油剂的粒径为2～30μm。 
本发明进一步提供了上述的凝胶调剖驱油剂的应用，该凝胶调剖驱油剂用于油田开采过程中岩层裂缝的封堵以及驱油。 
优选地，所述凝胶调剖驱油剂与交联剂按质量份比(1～3)∶(2～6)配合用于油田开采过程中岩层裂缝的封堵以及驱油。 
本发明克服现有技术的不足，提供一种凝胶调剖驱油剂的制备方法，通过将质量百分比计的10～50％阳离子单体、5～20％非离子单体、0.01～0.1％亚 甲基双丙烯酰胺、0.1～0.2％过硫酸胺以及余量水混合配成溶液，在60～90℃温度下聚合反应8～11小时得到，该凝胶调剖驱油剂的粒径为2～30μm。本发明的凝胶调剖驱油剂制备方法简单，所需合成材料来源丰富易得。 
在此基础上，本发明提供了上述凝胶调剖驱油剂在油田开采过程中岩层裂缝的封堵方面的应用。在实际应用过程中，渗透率为1μm2油层其平均孔隙直径为10.4μm；渗透率为2μm2油层其平均孔隙直径为15μm；注水形成的大孔道其渗透率在10μm2以上，其平均孔隙直径超过20μm。因此，本发明制备的凝胶调剖驱油剂的粒径大小能够针对油层孔隙直径为μm级特点在油层中运移。由于微球粒径小、以水为携带介质，不需专门的注入设备、不需对注水管线进行改造，不需建专门的注入泵站，可节约大量投资。适用于高含水油田、断块油田、尤其是平台面积有限的海上油田的提高采收率；也可用于聚合物驱油中封堵高渗通道，降低聚合物产出时间；还可用于裂缝潜山油藏调剖驱油。 
本发明的凝胶调剖驱油剂中有着庞大数量且具有弹性的凝胶微粒，其自组合成团以及吸附细沙等固体颗粒能力强，遇水或经水流冲刷后产生胶团，能对水通道及孔喉产生封堵作用，使水绕流，从而提高波及体积。当封堵压差升高到一定程度，胶团分裂，通过喉道继续向油层深部运移，遇到大孔隙再次吸附堆积，再次起到封堵作用，不断改变油藏岩石中注入流体的流动方向，有效增大油层，尤其是深部和油井附近油层的波及体积，实现油层全程调剖驱油。 
本发明的凝胶调剖驱油剂中微球表面的活性亲油基团会吸附岩石表面油膜，并象滚“雪球”一样，不断向前携带驱替剩余原油，具有活性剂驱油功能。因活性剂被固定在微球表面，活化剂随着微球运移同时运移，而不会被吸附在岩石表面而损失，也是减小活性剂损失的一种新的表面活性剂驱油方法，这对降低活性剂驱油成本有重要意义。 
本发明的凝胶调剖驱油剂为亚微米聚合物微球，是在高温下合成的有形微球，适用温度在120℃以上，在实际使用过程中，不受矿化度影响，可用于高温高矿化度油田提高采收率。此外，本发明的凝胶调剖驱油剂可以和无机交联 剂等组合使用形成耐温更高(大于150℃)抗盐更强(大于200000mg/L)的凝胶。 
本发明的凝胶调剖驱油剂可适用于提高断块油田、海上油田以及高含水油田的石油采收率，此外，还可用于聚合物驱油中降低聚合物产出时间，凝胶调剖驱油剂以全程调剖驱油的方式提高采收率，是一种注入方便、多样组合、适应性强、波及效率高、注入成本低、采收率更高的产品，这对油田后期开发有重要意义。 
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。 
实施例1 
取10g阳离子单体、20g非离子单体、0.1g亚甲基双丙烯酰胺、0.2g过硫酸胺以及69.7g水混合配成溶液，在90℃温度下，聚合反应11小时，得到凝胶调剖驱油剂1。电镜观察该凝胶调剖驱油剂1中颗粒粒径为2～30μm。 
实施例2 
取50g阳离子单体、5g非离子单体、0.01g亚甲基双丙烯酰胺、0.1g过硫酸胺以及44.99g水混合配成溶液，在60℃温度下，聚合反应8小时，得到凝胶调剖驱油剂2。电镜观察该凝胶调剖驱油剂2中颗粒粒径为2～30μm。 
实施例3 
取20g阳离子单体、10g非离子单体、0.05g亚甲基双丙烯酰胺、0.15g过硫酸胺以及69.8g水混合配成溶液，在80℃温度下，聚合反应10小时，得到凝胶调剖驱油剂3。电镜观察该凝胶调剖驱油剂3中颗粒粒径为2～30μm。 
相比与现有技术的缺点和不足，本发明具有以下有益效果： 
(1)本发明的凝胶调剖驱油剂的制备方法简单，产品来源丰富易得。 
(2)本发明的凝胶调剖驱油剂粒径小，能以水为携带介质进入岩层裂缝，不需专门的注入设备，不需对注水管线进行改造，不需建专门的注入泵站，可节约大量投资。 
(3)本发明的凝胶调剖驱油剂在与沙粒形成胶团对岩缝进行封堵，当封堵压差升高到一定程度，胶团分裂，通过喉道继续向油层深部运移，遇到大孔隙再次吸附堆积，再次起到封堵作用，深度不受限制，能够可移动式的对油层全程调剖驱油。 
(4)本发明的凝胶调剖驱油剂中驱油活性剂被固定在微球表面，驱油活化剂随微球运移而不会被吸附在岩石表面造成损失，大大降低了活性剂驱油成本。 
(5)本发明的凝胶调剖驱油剂更耐温、抗盐能力强。 
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。 

Claims (4)

1.一种凝胶调剖驱油剂的制备方法，其特征在于包括以下具体步骤：将质量百分比计的10～50％阳离子单体、5～20％非离子单体、0.01～0.1％亚甲基双丙烯酰胺、0.1～0.2％过硫酸胺以及余量水混合配成溶液，在60～90℃温度下聚合反应8～11小时，得到凝胶调剖驱油剂。
2.如权利要求1所述的凝胶调剖驱油剂的制备方法，其特征在于，所述凝胶调剖驱油剂的粒径为2～30μm。
3.权利要求1所述的凝胶调剖驱油剂的应用，其特征在于，所述凝胶调剖驱油剂用于油田开采过程中岩层裂缝的封堵以及驱油。
4.权利要求1至3任一项所述的凝胶调剖驱油剂的应用，其特征在于，所述凝胶调剖驱油剂与交联剂按质量份比(1～3)∶(2～6)配合用于油田开采过程中岩层裂缝的封堵以及驱油。
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